СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ТРОПОПАУЗА И ЕЁ ХАРАКТЕРИСТИКИ 6
1.1 Причина образования тропопаузы 8
1.2 Высота тропопаузы и факторы на нее влияющие 9
1.3 Множественная тропопауза 10
1.4 Влияние струйных течений на тропопаузу 11
2. ТРОПОПАУЗА В АВИАЦИИ 14
2.1 Влияние на полёт 14
2.2 Прогноз тропопаузы 16
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРОПОПАУЗЫ В 18 СЕВЕРНОМ ПОЛУШАРИИ
3.1 Клима-географическая характеристика аэрологических станций 19
3.2 Анализ высоты тропопаузы 21
3.3 Анализ температуры на уровне тропопаузы 31
3.4 Анализ давления на уровне тропопаузы 41
3.5 Анализ множественной тропопаузы 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 68
Тропопауза служит переходным слоем между стратосферой и тропосферой. Существенное влияние на общее состояние атмосферы могут оказывать разные явления и процессы, осуществляемые около слоя тропопаузы. Большую роль для решения целого ряда прикладных и исследовательских задач играет ее пространственно-временная структура.
Изучение тропопаузы является до сих пор актуальным вопросом, так как даже маленькие изменения в динамическом, химическом или радиационном режиме между тропосферой и стратосферой могут оказывать влияние на содержание стратосферного озона, загрязнение тропосферы пылью и газами, и привести к климатическим изменениям по всей планете. А также, необходимо уметь определять и прогнозировать пространственное положение слоя тропопаузы для обеспечения безопасности полётов авиации.
Есть много разных способов определить уровень тропопаузы, при этом каждый из этих способов основывается на различиях в каких-то свойствах между тропосферой и стратосферой, например, различия в химии или температуре, а также в динамическом или радиационном режиме.
В данной работе, говоря о тропопаузе, будем подразумевать именно классическую (термическая) тропопаузу.
Целью работы является исследование характеристик тропопаузы в северном полушарии за период 2022-2023гг.
Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:
■ Выбор аэрологических станций, на которых проводится зондирование атмосферы, таким образом, чтобы охватить разные широты в северном полушарии;
■ Создание архива данных, с информацией о метеопараметрах на нижней границе тропопаузы, а также о случаях множественной тропопаузы;
■ Анализ хода метеопараметров и множественной тропопаузы.
В ходе выполнения работы, для анализа характеристик тропопаузы использовались и обрабатывались данные, представленные в виде телеграмм и аэрологических диаграмм, взятые из архива с результатами радиозондирования с веб-сайта Университета Вайоминга, США (http: //weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html).
В результате выпускной квалификационной работы был создан архив данных, включающий основные метеопараметры на высоте тропопаузы и случаи множественной тропопаузы за период 2022-2023гг. Были построены графики среднегодового хода метеопараметров и проведен их анализ. Также проанализированы случаи множественной тропопаузы и подробный разбор одного из них для выявления причин образования дополнительных складок.
Основные выводы:
1. Средние за год высоты на всех трех станциях соответствуют нормальному широтному ходу.
2. Распределение средних высот за разные сроки (00 и 12 UTC) не всегда соответствует нормальному суточному ходу, и в целом, суточная изменчивость незначительна во все сезоны, следовательно на высоту тропопаузы вклад времени суток имеет меньшее влияние, чем другие факторы - время года и барические системы.
3. При анализе и прогнозе высоты тропопаузы для достижения более точных результатов необходимо судить о высоте не по каждому фактору отдельно, а рассматривать их в комплексе.
4. Годовой ход средней высоты на каждой станции соответствует нормальному сезонному ходу - с максимумом высот в летний период, и минимумом зимой. Редко наблюдаются небольшое отклонения максимумов и минимумов на переходные периоды (весну и осень), что бывает связано с барическими системами, оказывающими существенное влияние на высоту тропопаузы.
5. На всех исследуемых станциях нормальный сезонный ход температуры, ведь в среднем температура тропопаузы в высоких и умеренных широтах летом бывает на 8-15°С выше, чем зимой, что соответствует наблюдаемой ситуации. Все отклонения и резкие изменения средних температур связаны с барическими системами, оказывающими существенное влияние.
6. Меньше всего случаев множественной тропопаузы зафиксировано в Санкт-Петербурге 130 случаев. Больше случаев зафиксировано в Мурманске - 222 случая. Больше всего зафиксировано в Туапсе - 334 случая.
7. Множественная тропопауза в Мурманске чаще всего образуется зимой, реже всего летом. В Санкт-Петербурге чаще всего образуется зимой, реже всего весной. В Туапсе она образуется чаще всего осенью, реже всего зимой и летом.
8. Резкое изменение направления ветра не может служить предиктором для образования множественной тропопаузы, так как наблюдается всего в 0,4% случаев (3 случая из 686).
9. Одной из причин образования множественной тропопаузы может являться резкое вторжения ВМ, отличающейся своими характеристиками, а также сильные атмосферные возмущения (резкое углубление циклона), вызванные таким процессом, как регенерация. Но следует провести анализ большего количества случаев регенерации циклонов для выявления такой закономерности.
