Введение 3
1. Общие сведения о циркуляции атмосферы 5
1.1. Общая циркуляция атмосферы 5
1.2. Местная циркуляция 6
1.3. Определение критической скорости ветра 8
2. Метеорологический режим республики Удмуртия 9
2.1. Климат Удмуртской республики 9
2.2. Метеорологические осредненные параметры 11
2.3. Повторяемость циклонов 13
3. Дистанционные методы исследования местных циклонов 14
3.1. MODIS Aqua/Terra 14
3.2. Реанализ 15
3.3. Merra-2 17
4. Анализ данных местных циклонов в республике Удмуртия 18
4.1. Составление архивов местных циклонов по мультиспектральным
спутниковым данным 18
4.2. Дешифрирование облачных массивов местных циклонов 25
4.3. Выявление общих закономерностей облачных форм местных
циклонов 30
4.4. Составление таблицы метеорологических параметров местных
циклонов 31
4.5. Формирование таблицы - представления местных циклонов 34
Заключение 42
Список использованных источников 45
Приложения
Местные циклоны вносят значительный вклад в формирование климата Удмуртской республики, определяя характер погоды в различные сезоны года. Понимание их характеристик, особенностей и закономерностей формирования помогает улучшить прогнозирование опасных неблагоприятных явлений, таких как осадки, шквалистый ветер, грозы.
Анализ с последующим прогнозом местных циклонов и, как следствие, опасных явлений, которые они приносят, необходим для обеспечения благоприятных условий жизни и деятельности человека во многих сферах. Точные и своевременные прогнозы позволяют принять меры для защиты людей, имущества, инфраструктуры, сельского хозяйства от негативных последствий этих опасных явлений.
Республика Удмуртия расположена в переходной зоне между Уральскими горами и Восточно-Европейской равниной, что создает уникальные условия для возникновения и развития местных циклонов. Местные циклоны над Удмуртией отличаются значительной интенсивностью в связи с особенностями атмосферной циркуляции и рельефа.
Целью работы является анализ местных циклонов Удмуртии по данным спутникового мониторинга.
Задачи для достижения цели:
- изучить особенности климата и общую циркуляцию республики Удмуртия
- определить характерные условия образования и развития местных ветров
- определить местные циклоны рассматриваемой территории по данным спутникового мониторинга
- провести обработку спутниковых снимков местных циклонов и анализ полученных данных
- сформировать таблицу основных метеорологических параметров для ранее определенных местных циклонов
Работа состоит из четырех глав, заключения, списка использованных источников, приложений.
В первой главе рассматриваются общие вопросы местных ветров.
Во второй главе рассматривается метеорологический режим, особенности климата, циклоническая деятельность Удмуртской республики.
Третья глава включает в себя ознакомление с дистанционными методами, которые используются для исследования местных циклонов.
Четвертая глава включает в себя исходные спутниковые данные, результаты их обработки и анализа.
В ходе работы для достижения цели были решены поставленные задачи:
1. Изучены особенности климата и общие вопросы циркуляции республики Удмуртия.
Климат Удмуртии считается умеренно-континентальным с выраженными временами года. Несмотря на значительную удаленность республики от океанов, под влиянием циркуляции морских воздушных масс происходит формирование климата Удмуртии. Так, воздушные массы с Атлантического океана увлажняют и смягчают климат. Значительное их обострение можно наблюдать в зимний период, что приводит к благоприятному и мягкому климату. На климат зимнего периода также особое влияние оказывают воздушные массы Средиземноморья, смягчая температурные условия.
2. Определены характерные условия образования и развития местных ветров
Местные ветры часто возникают в районах с перепадами температуры или давления. Горы, долины, озера или побережья являются факторами развития местных ветров и влияют на их интенсивность. Известно, что бризы и горно-долинные ветры образуются при ясной и малооблачной погоде, в малоградиентном поле давления, которому соответствует слабый барический ветер. Довольно редко можно встретить указания о том, при каких именно значениях облачности, скорости барического ветра или градиента давления могут развиваться периодические ветры. Если такие указания и имеются в отдельных работах, то они относятся только к конкретным местным условиям.
3. Были определены местные циклоны рассматриваемой территории по данным спутникового мониторинга.
Местные циклоны над Удмуртией наблюдаются чаще всего в осенний период. В весенний и зимний периоды циклоническая деятельность Удмуртии активнее, нежели летом. Летом же циклоническая деятельность снижается. Подготовка спутниковых снимков проводилась благодаря архиву обработанных изображений Земли EOSDIS Worldview. Так же использовался Центр распределения активных архивов (LAADS DAAC), посвященный сбору, обработке, архивированию и распространению данных о земных процессах со спутников NASA.
4. Была проведена обработка спутниковых снимков, а также проанализированы метеорологические параметры.
Работа со спутниковыми снимками была проведена в программе Европейского космического агентства (SNAР). Для анализа местных циклонов в Удмуртской республике были взяты спутниковые снимки MODIS: MOD021KM Level 1B Calibrated Radiances. Спутниковые снимки были обработаны в видимом, инфракрасном диапазонах, а также в RGB канале. Были графически рассмотрены и проанализированы такие параметры как дивергенция, изотахи, температурная адвекция, эквивалентно - потенциальная температура и омега, которые позволяют более точно проанализировать интенсивность и продолжительность циклонов.
5. Была сформирована таблица основных метеорологических параметров для ранее определенных местных циклонов.
По данным полученных таблиц были сделаны следующие выводы: показатели дивергенции находятся в пределах от -3 до 4, скорости ветра - от 2 до 23 м/c, температурной адвекции - от -4,5 до 7,0 оС, эквивалентно-потенциальной температуры - от 10,6 до 58,4 оС, омеги - от -0,2 до 0,3.
Анализ местных циклонов республики Удмуртии показал, что циклоны достаточно интенсивные. Некоторые циклоны имеют длительную продолжительность до двух-трех суток.
На периферии циклонов в основном наблюдается слоистообразная облачность. Помимо слоистообразной облачности, на периферии местных циклонов Удмуртии, в передней его части, наблюдаются перистые облака.
Кучевообразная облачность в основном наблюдается в тыловой части местных циклонов.
Полученные в ходе работы результаты и выводы могут быть использованы в оперативной практике для выявления климатических особенностей, изменений погодных условий Удмуртии в связи с воздействием местных циклонов.
