География и геология/

2. Наблюдение, анализ и прогнозирование метеорологических условий

Недострелова Л.В.

Одесский государственный экологический университет, Украина

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПОЛЕ ВЛАЖНОСТИ

Вертикальные потоки исполняют исключительную роль в формировании атмосферных процессов. Возникновение вертикальных потоков обусловлено целым рядом разноплановых причин, которые имеют разную природу и масштабы. В первую очередь к ним относятся нестационарность атмосферных движений, силы турбулентной вязкости, силы плавучести, влияние орографических особенностей рельефа.

Важнейшая роль в формировании погоды принадлежит упорядоченным вертикальным движениям, связанным с нестационарностью атмосферных процессов и турбулентным трением. Упорядоченные вертикальные движения характеризуются большой горизонтальной протяженностью, сравнимой с размерами циклонов и антициклонов, они характеризуются незначительной изменчивостью во времени и пространстве. Скорость упорядоченных движений невелика и колеблется в пределах 1 – 10 см/с [2,3].

Фрикционные вертикальные движения, которые возникают под действием сил турбулентного трения в приземном слое, оказывают существенное влияние на формирование поля вертикальных скоростей в свободной атмосфере. Поэтому в разработке проблемы вертикальных движений значительное место отводится расчету фрикционных движений [4]. .

Неровности рельефа вызывают возмущение в полях всех метеорологических элементов. Возмущения, которые генерируются горными барьерами, оказывают существенное влияние на изменение метеорологических характеристик состояния атмосферы не только в пространстве, но и во времени. Поэтому расчет влияния гор при составлении прогнозов метеорологических элементов не только желаем, но и необходимый.

Источником поступления водяного пара в атмосферу является подстилающая поверхность, над которой происходит испарение воды. В дальнейшем водяной пар в процессе турбулентного перемешивания и упорядоченными воздушными (горизонтальными и вертикальными) течениями переносится в более высокие слои и на удаленные от места испарения территории. В результате этих процессов формируются поля влажности у поверхности земли, в приземном слое и в свободной атмосфере. Поле влажности является сложным дискретным полем, особенно у земной поверхности. Это объясняется большой изменчивостью влажности за счет разнообразных факторов – изменения температурного режима, испарения, конденсация и др. [1,5].

Для исследования влияния вертикальных движений на поле влажности использовались материалы радиозондирования атмосферы, синоптические карты, а также карты полей вертикальных движений. С помощью синоптических карт был выявлен тип синоптического процесса, тип облачной системы, характеристика адвективного переноса влажности. Все исследованные процессы имели фронтальный характер. В поле влажности наблюдалась адвекция более влажной воздушной массы, доказательством этого является уменьшение дефицита температуры точки росы перед фронтом и за ним. По картам полей вертикальных движений был определен вид вертикальных движений, а с помощью материалов радиозондирования атмосферы определялось вертикальное распределение температуры и влажности воздуха.

Значение массовой доли водяного пара в атмосфере изменяется в зависимости от вертикального распределения температуры воздуха. Обычно, как температура воздуха, так и массовая доля водяного пара с высотой в атмосфере уменьшаются. Но в атмосфере может наблюдаться и рост этих величин с высотой, особенно в приземном слое атмосферы. В большинстве исследованных случаев наблюдается увеличение массовой доли с высотой, то есть ее инверсионное распределение.

В некоторых случаях инверсионного распределения влажности воздуха инверсия температуры отсутствует или наблюдается изотермия. Но тогда в этих случаях происходят восходящие вертикальные движения, которые, возможно, и являются причиной увеличения с высотой значений массовой доли водяного пара. Вертикальные движения воздуха в атмосфере являются важным погодообразующим фактором. Они обусловливают эволюцию полей температуры, влажности, ветра и, следовательно оказывают существенное влияние на возникновение опасных явлений погоды.

Литература:

1. Школьний Є.П. Фізика атмосфери. – Одеса, 1997, 698с.

2. Гандин Л.С., Дубов А.С. Численные методы краткосрочного прогноза погоды / Под редакцией М.И.Юдина. – Л.: Гидрометеоиздат, 1968, 427с.

3. Недострелова Л.В. Определение фрикционных вертикальных движений по полю касательного напряжения ветра в приземном подслое. – Метеорологія, кліматологія та гідрологія, 2001, №43, с.26-32.

4. Тарнопольский А.Г., Шнайдман В.А. Методика определения вертикальных движений воздуха с учетом приземного трения. – Труды ГМНИЦ СССР, вып.149, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1974г, с.85-91.

5. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991, 616с.