ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Понятие о смерче. Методы прогноза и диагноза. Связи с грозовыми явлениями 5
1.1 Понятие о смерче 5
1.2 Методы прогноза и диагноза 6
1.3 Связи с грозовыми явлениями 15
Глава 2. Физико-географическое и климатическое описание Ленинградской 21
Области 21
Глава 3. Состав и принципы работы технических систем контроля облаков 28
Глава 4. Анализ особенностей развития радиолокационной и электрической структуры облака с водяным смерчем 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 49
Каждый год на нашей планете регистрируется более тысячи смерчей. Также велико и количество смерчевых облаков. Это грозовые, кучеводождевые облака. Зачастую они сопровождаются грозами, градом и ливнями, отличающимися по своей силе. Особая категория смерчей - это водяные смерчи.
Водяной смерч — воронкообразный вихрь воздуха и воды, образующийся над поверхностью большого водоема и соединённый с кучевым облаком. По своей природе подобен обычному смерчу. Водяной смерч может образоваться в случае прохождения обычного смерча над водной поверхностью. Обычно встречается в тропических широтах. В отличие от классического смерча, водяной смерч существует до 30 минут, намного меньше в диаметре (от 5 до 200 м), скорость движения и вращения ниже в два-три раза, не обязан сопровождаться ураганным ветром.
Водяной смерч способен нанести ущерб отраслям, связанным с водным транспортом, различным береговым постройкам. Жизни людей, оказавшихся рядом со стихией, также подвергаются значительной опасности.
Несмотря на то, что в основном водяные смерчи рождаются в тропических широтах, они могут появиться и в умеренных. Их можно часто наблюдать на западном побережье Европы, на Британских островах и в некоторых районах средиземноморья. На территории нашей страны не единожды фиксировали смерчи в разных регионах. В частности, в Ленинградской области регистрировали смерчи над Ладожским озером и Финским заливом.
Актуальность и практическая значимость работы.
Исследование развития облаков с водяным смерчем актуально на сегодняшний день, т.к. водяной смерч представляет собой не частое, но разрушительное явление. Опасность для людей при таких природных явлениях заключается в разрушении дорожных и мостовых покрытий, сооружений, воздушных линий электропередачи и связи, наземных трубопроводов, а также поражении людей обломками разрушенных сооружений, осколками стекол, летящими с большой скоростью. Работа имеет практическую значимость, т.к. прогноз смерчей пока не совершенен. Методы прогноза и диагноза данного явления требуют дальнейшего исследования для повышения точности локализации смерча и сокращения времени оповещения.
Целью выпускной квалификационной работы является анализ особенностей развития радиолокационной и электрической структуры облака с водяным смерчем на примере смерча над Финским заливом 12 августа 2018 года.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
1. Изучить научную литературу по теме работы.
2. Провести анализ экспериментальных данных от 12 августа 2018г.
3. Сделать обобщение и заключение об особенностях развития радиолокационной и электрической структуры облака с водяным смерчем.
В ходе анализа данных можно сделать следующее заключение. Существует связь между частотой разрядов в исследуемом облаке и его радиолокационными характеристиками. Наиболее тесной эта связь оказалась для объема переохлажденной части облака, а именно - объема с отражаемостью более 30 dBZ.
Согласно радиолокационным данным, эволюция облака сопровождалась сильными осадками (в т.ч. градом), молниевыми разрядами (наибольшая частота которых составила 8.3 мин-1) и большим количеством мелкомасштабных турбулентных вертикальных движений.
При возникновении смерча частота молний уменьшается, дальше наблюдается рост частоты разрядов.
По многим показателям в рассматриваемый день была значительная неустойчивость. Использование индекса 3D, который несложно вычислить, имея только данные о приземной температуре воздуха и приземной температуре точки росы, оказался хорошим индикатором смерчегенеза.
Для идентификации смерча в настоящее время часто используют поляризационные радиолокационные параметры. Основным признаком водяного смерча по этим данным является узкая область выше 0 °С изотермы, где Zdr > 3 dB. Эта область хорошо прослеживалась. Дополнительными признаками наличия сильного вихря являются: большие значения W (> 8 м/с) и зона резкой смены знака доплеровской скорости.
Судя по изученной литературе, на сегодняшний день радиолокационные методы являются основными в прогнозировании смерчей. Также стоит отметить локатор ДМРЛ -С, который позволяет использовать новые возможности по сравнению с МРЛ.
В ходе выполнения работы были выполнены задачи:
• Изучена литература по теме работы.
• Проведён анализ экспериментальных данных от 12 августа 2018г.
• Сделано обобщение и заключение об особенностях развития радиолокационной и электрической структуры облака с водяным смерчем.
