Введение 3
1 Глава 5
1.1 Циклогенез 5
1.2 Первые теории возникновения циклонов в мировой метеорологии 7
1.3 Модели возникновения и эволюции циклонов 7
1.4 Условия образования циклонов 10
2 Глава 13
2.1 Особенности циклогенеза по Норвежскому типу 13
2.2 Стадии развития циклонов по классической норвежской теории 13
2.3 Особенности циклогенеза по типу Шапиро-Кейзера 20
2.4 Модель «Конвейерной ленты» в формировании облачной спирали циклонов
Шапиро-Кейзера 24
2.5 Стинг- джеты 30
3 Глава 33
3.1 Параллельное сравнение норвежского циклона и циклона Шапиро-
Кейзера 33
3.2 Вертикальный разрез циклона по типу Шапиро-Кейзера 45
3.3 Анализ особенностей циклогенеза по типу Шапиро-Кейзера с
использованием реанализа 53
Заключение 62
Список используемой литературы 63
Приложение А 65
Внетропические циклоны - важнейший элемент межширотного обмена. Многие национальные метеорологические службы выпускают синоптические карты с изображением наземных фронтов несколько раз в день. Внетропические циклоны обычно анализируются метеорологическими службами как норвежские, без учета того, что некоторые циклоны относятся к совершенно другому типу развития.
Целью данной работы является выявление особенностей циклогенеза по типу Шапиро-Кейзера.
Для достижения цели было поставлено несколько определенных задач:
1. Совершить обзор литературных источников, связанных с темой циклогенеза.
2. Найти архив карт погоды и спутниковых снимков, подобрать типовые случаи развития по норвежской модели и по модели Шапиро-Кейзера
3. Научиться интерпретировать спутниковые снимки. Работать с реанализом, графически его визуализировать.
4. Разобрать синоптические ситуации.
Предметом исследования являются спутниковые снимки, синоптические снимки и реанализ.
Классической норвежской модели возникновения и эволюции циклонов уже почти сто лет, и она не совсем полно описывает процесс циклогенеза. А теории Шапиро-Кейзера в 2021 году исполняется полных 30 лет, но тем не менее, до сих пор в русскоязычной литературе информации о данной модели нет. Знание физических механизмов позволяет улучшать качество прогнозов. В этом и заключается актуальность данной работы.
Выпускная квалификационная работа состоит из трёх глав.
В первой главе рассказывается об основных определениях, связанных с темой циклогенеза, описываются основные модели эволюции циклонов, а также условия их образования.
Во второй главе описываются стадии эволюции циклона по норвежскому типу и по типу Шапиро-Кейзера, рассматриваются их основные особенности.
В третьей главе подводятся итоги, сравниваются норвежский тип циклона с циклоном по типу Шапиро-Кейзера, проводится анализ особенностей циклона Шапиро-Кейзера с использованием данных реанализа.
В данной работе исследуются особенности модели циклонов по типу Шапиро-Кейзера, а также их основные отличия от стандартной модели норвежского циклона. У них много общего, но есть и существенные различия на протяжении своего жизненного цикла.
Циклоны одни из основных объектов исследования в метеорологии, так как они являются основной причиной ухудшения погодных условий, наносящей разного рода ущерб социально-экономической деятельности человека. В то же время некоторые из них наносят гораздо больший ущерб, что требует их более детального изучения, чтобы минимизировать убытки, которые они создают.
Изучение механизмов эволюции циклонов и их характеристик дают более ясную картину в прогнозировании погодных условий, поэтому нужно знать их основные отличия и особенности, применяя для этого подходящие модели.
По современным данным (включая численные модели анализа и прогноза, а также результаты наблюдений с искусственных спутников Земли), синоптические процессы являются гораздо более сложными, чем это представлено в классической норвежской модели циклона умеренных широт, которой до сих пор пользуются во всех странах планеты. Например, много сомнений вызывает фронт окклюзии (якобы возникающий из-за смыкания холодного и тёплого фронтов в циклоне): по новым данным, фронт окклюзии возникает в определённых случаях даже в довольно молодом циклоне, и никакого смыкания двух фронтов при этом не происходит. То же самое можно отнести и к фронту окклюзии в тёплом секторе.
С развитием моделей и расширением их практического применения выявляется всё больше противоречий с классической норвежской теорией. Так, по данным модели Шапиро-Кейзера прогнозируется значительная по протяжённости (тысячи км) полоса влажного воздуха на высотах и связанная с ней зона осадков. Однако никаких температурных градиентов при этом нет, но по традиции метеорологи стараются обозначить эту полосу на картах как фронт (для лучшего восприятия). На самом деле никакого фронта нет, а есть только результат особого распределения вертикальных движений в атмосфере.
