СИНОПТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОЗ НАД ЮГО-ВОСТОКОМ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Гроза и условия ее возникновения 8
1.1 Фронтальные и внутримассовые грозы 9
1.2 Синоптические процессы, приводящие к образованию гроз 10
1.3 Основные методы прогноза гроз 13
2 Динамика образования гроз над территорией юго-востока Западной Сибири 17
2.1 Физико-географическое описание юго-востока Западной Сибири . 17
2.2 Исходные материалы и методы обработки 19
2.3 Повторяемость гроз на юго-востоке Западной Сибири за 2020-2022 гг 20
2.4 Суточный ход грозовой деятельности 24
2.5 Распределение числа случаев с грозой по месяцам с 2020 по 2022
годы 25
2.6 Распределение числа грозовых случаев по юго-востоку Западной
Сибири 26
2.7 Распределение среднего числа дней с грозой по юго-востоку
Западной Сибири 30
2.8 Основные выводы и сравнение с ранними исследованиями 31
3 Синоптические условия образования гроз над территорией юго-востока
Западной Сибири 35
3.1 Классификация барических образований для Западной Сибири .... 35
3.2 Повторяемость гроз в различных типах барических образований .. 36
3.3 Повторяемость гроз во фронтальных и внутримассовых условиях 38
3.4 Повторяемость гроз в зависимости от давления в центре циклона . 40
3.5 Повторяемость гроз в зависимости от температурных контрастов в
зоне фронта 41
3.6 Основные выводы и сравнение с ранними исследованиями 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 47
ПРИЛОЖЕНИЕ А 51
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 52
ПРИЛОЖЕНИЕ В 53
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 54
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 57
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 59
1 Гроза и условия ее возникновения 8
1.1 Фронтальные и внутримассовые грозы 9
1.2 Синоптические процессы, приводящие к образованию гроз 10
1.3 Основные методы прогноза гроз 13
2 Динамика образования гроз над территорией юго-востока Западной Сибири 17
2.1 Физико-географическое описание юго-востока Западной Сибири . 17
2.2 Исходные материалы и методы обработки 19
2.3 Повторяемость гроз на юго-востоке Западной Сибири за 2020-2022 гг 20
2.4 Суточный ход грозовой деятельности 24
2.5 Распределение числа случаев с грозой по месяцам с 2020 по 2022
годы 25
2.6 Распределение числа грозовых случаев по юго-востоку Западной
Сибири 26
2.7 Распределение среднего числа дней с грозой по юго-востоку
Западной Сибири 30
2.8 Основные выводы и сравнение с ранними исследованиями 31
3 Синоптические условия образования гроз над территорией юго-востока
Западной Сибири 35
3.1 Классификация барических образований для Западной Сибири .... 35
3.2 Повторяемость гроз в различных типах барических образований .. 36
3.3 Повторяемость гроз во фронтальных и внутримассовых условиях 38
3.4 Повторяемость гроз в зависимости от давления в центре циклона . 40
3.5 Повторяемость гроз в зависимости от температурных контрастов в
зоне фронта 41
3.6 Основные выводы и сравнение с ранними исследованиями 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 47
ПРИЛОЖЕНИЕ А 51
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 52
ПРИЛОЖЕНИЕ В 53
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 54
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 57
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 59
В последние годы все острее ставится вопрос глобального потепления. Изучаются как причины его возникновения и динамика развития, так и последствия таких климатических изменений. Несомненно, процесс такого масштаба влияет на многие области нашей жизни и науки, в том числе на область метеорологии. На данный момент учеными проводится работа над улучшением качества прогнозируемой погоды: совершенствуются методы прогноза погоды и опасных явлений, улучшаются численные модели, разрабатываются новые более точные измерительные системы и приборы. Но любые климатические изменения важны не только для долгосрочных разработок, но и для выпуска фактической погодной информации.
Факт потепления подтверждается мониторингом изменения фактических показателей метеорологических, океанологических, гляциологических, химических и других величин биосферы. Конкретизируя вышеизложенную информацию в условиях данной работы можно выделить факт увеличения грозовой активности по всему земному шару. Это объясняется достаточно просто: из-за роста средней температуры воздуха, как в летние, так и в зимние месяцы, процесс испарения влаги начинает протекать более активно, вследствие чего конвективные движения начинают происходить чаще и над большим количеством территорий. В таких случаях атмосфера становится неустойчивой, и соответственно возникают благоприятные условия для образования кучево-дождевых облаков и конвективных явлений, таких как: грозы, град, шквалы, смерчи.
На данный момент есть различные методы прогнозирования опасных явлений, но ни один из них не дает стопроцентной гарантии качества прогноза. Безусловно, есть перечень определенных условий и типичных синоптических процессов, приводящих к образованию опасных явлений, но это не добавляет точности прогнозам, а лишь задает вектор.
Об увеличении грозовой активности над территорией Томской области мной проводилось исследование в курсовой работе за третий курс. Направление исследования в данной работе - найти закономерность между образованием и характерными особенностями гроз в разных синоптических ситуациях.
Целью настоящей работы является выявление синоптических условий, приводящих к грозам над юго-востоком Западной Сибири, а также изучение характерных отличий гроз, сформировавшихся в различных синоптических условиях.
Задачи:
1. По данным журнала «Шторм» ЦГМС Томск, содержащим информацию о времени начала и окончания гроз по области, выписать характеристики и рассчитать продолжительность каждой грозы для 23 станций Томской области с 2020 по 2022 годы.
2. Сформировать архив обработанных синоптических кольцевых карт за даты, соответствующие случаям с грозой за 2020-2022 годы.
3. Составить таблицу синоптической характеристики каждого грозового случая и выявить закономерности в характерных отличиях грозовой деятельности с разными условиями образования.
4. Построить карты и графики распределения числа случаев с грозой по Томской области за 2020-2022 годы, карту распределения числа дней с грозой по Томской области за период с 2020 по 2022 годы, график суточного хода повторяемости грозовой деятельности в Томской области.
5. Сформировать таблицы типизации грозовой деятельности, провести анализ и сформулировать определенные критерии грозовой активности для разных синоптических условий.
6. Сравнить полученные результаты с более ранними исследованиями и выявить закономерности.
Факт потепления подтверждается мониторингом изменения фактических показателей метеорологических, океанологических, гляциологических, химических и других величин биосферы. Конкретизируя вышеизложенную информацию в условиях данной работы можно выделить факт увеличения грозовой активности по всему земному шару. Это объясняется достаточно просто: из-за роста средней температуры воздуха, как в летние, так и в зимние месяцы, процесс испарения влаги начинает протекать более активно, вследствие чего конвективные движения начинают происходить чаще и над большим количеством территорий. В таких случаях атмосфера становится неустойчивой, и соответственно возникают благоприятные условия для образования кучево-дождевых облаков и конвективных явлений, таких как: грозы, град, шквалы, смерчи.
На данный момент есть различные методы прогнозирования опасных явлений, но ни один из них не дает стопроцентной гарантии качества прогноза. Безусловно, есть перечень определенных условий и типичных синоптических процессов, приводящих к образованию опасных явлений, но это не добавляет точности прогнозам, а лишь задает вектор.
Об увеличении грозовой активности над территорией Томской области мной проводилось исследование в курсовой работе за третий курс. Направление исследования в данной работе - найти закономерность между образованием и характерными особенностями гроз в разных синоптических ситуациях.
Целью настоящей работы является выявление синоптических условий, приводящих к грозам над юго-востоком Западной Сибири, а также изучение характерных отличий гроз, сформировавшихся в различных синоптических условиях.
Задачи:
1. По данным журнала «Шторм» ЦГМС Томск, содержащим информацию о времени начала и окончания гроз по области, выписать характеристики и рассчитать продолжительность каждой грозы для 23 станций Томской области с 2020 по 2022 годы.
2. Сформировать архив обработанных синоптических кольцевых карт за даты, соответствующие случаям с грозой за 2020-2022 годы.
3. Составить таблицу синоптической характеристики каждого грозового случая и выявить закономерности в характерных отличиях грозовой деятельности с разными условиями образования.
4. Построить карты и графики распределения числа случаев с грозой по Томской области за 2020-2022 годы, карту распределения числа дней с грозой по Томской области за период с 2020 по 2022 годы, график суточного хода повторяемости грозовой деятельности в Томской области.
5. Сформировать таблицы типизации грозовой деятельности, провести анализ и сформулировать определенные критерии грозовой активности для разных синоптических условий.
6. Сравнить полученные результаты с более ранними исследованиями и выявить закономерности.
В рамках данного исследования было установлено хорошо прослеживаемое распределение числа случаев с грозой: увеличение грозовой активности с северо-востока на юго-запад. За каждый год исследуемого периода (2020-2022 гг.) выявлены центры максимальной грозовой активности в районе Степановки (41-54 случая) и Майска (73-78 случаев).
Были выявлены характерные различия в распределении грозовой деятельности по исследуемой территории. Величина среднего числа дней с грозой за 3 года возрастает с северо-востока на юго-запад с очагом максимума в районе метеостанции Степановка (30-32 дня), и минимальными значениями в районе метеостанции Ванжиль-Кынак (15 дней).
Суточный ход повторяемости гроз очень хорошо согласуется с повторяемостью фронтальных и внутримассовых гроз. Максимальная повторяемость приходится на 15 - 18 часов по местному времени.
Минимальные значения приходятся на 2 часа ночи и 10 часов утра по местному времени. Аналогичные результаты были получены в исследовании [31], то есть можно сказать, что суточный ход грозовой активности на юго- востоке Западной Сибири достаточно однороден. Можно уточнить, что наибольший вклад в грозовую деятельность вносят грозы на холодных фронтах и фронтах окклюзии, а наименьший - на теплых фронтах и внутримассовые грозы. В работах [8], [9] и [30] наибольшая повторяемость гроз так же отмечена на холодных фронтах и чуть меньше - на теплых, а наименьшая - на фронтах окклюзии.
В целом грозовой сезон на юго-востоке Западной Сибири стабильно начинается в апреле и заканчивается в сентябре. В некоторые годы отдельные грозы наблюдаются и в октябре. Максимальная грозовая активность приходится на центральный летний месяц - июль. Аналогичное распределение было получено в более ранних исследованиях В. П. Горбатенко [7] и И. В. Латышевой [17]. То есть длительность грозового сезона в Западной и Восточной Сибири сохраняет постоянство. Также стоит отметить, что с 2020 года по 2022 год наблюдался период высокой грозовой активности.
Барические образования, в которых чаще всего возникают грозы - конечно циклоны. Согласно классификации [23] в рамках данного исследования наибольшая повторяемость гроз была зафиксирована в юго-западных (III) и местных циклонах (VI): 17,8 % и 16,8 % соответственно. По сравнению с более ранними исследованиями, в исследуемый период настоящей работы (2020-2022 гг.) увеличилась повторяемость гроз в местных циклонах (VI), а в северных (IV типа) - уменьшилась.
За период исследования наименьшее давление в центре циклона составило 978 гПа и отмечалось в южном циклоне (V) 29.06.2022. Основная часть циклонов, в которых отмечалась грозовая деятельность (65,8 %), имела давление от 991 до 1000 гПа.
Чаще всего (35,9 %) фронтальные грозы возникали на атмосферных фронтах с контрастами температур 5-8 оС/1000 км, то есть на динамически значимых фронтах.
Резюмируя, можно сказать о том, что при сравнении с результатами более ранних наблюдений было выявлено достаточно много неоднозначных моментов. Помимо разного периода исследований такие результаты объясняются еще и зависимостью грозовой деятельности от большого количества факторов. Так как основной из них - барические образования, нетрудно догадаться, что общая циркуляция атмосферы постоянно вносит коррективы как в развитие барических образований, так и в траектории их движения, а соответственно изменяются динамика и характеристики грозовой деятельности. Также не стоит забывать о местных особенностях исследуемых территорий. Даже если территория исследования одна и та же в нескольких исследованиях, стоит учитывать возможность изменения ее характеристик во времени, которые в свою очередь влияют на местные процессы, происходящие в ней, в том числе конвективная деятельность.
Были выявлены характерные различия в распределении грозовой деятельности по исследуемой территории. Величина среднего числа дней с грозой за 3 года возрастает с северо-востока на юго-запад с очагом максимума в районе метеостанции Степановка (30-32 дня), и минимальными значениями в районе метеостанции Ванжиль-Кынак (15 дней).
Суточный ход повторяемости гроз очень хорошо согласуется с повторяемостью фронтальных и внутримассовых гроз. Максимальная повторяемость приходится на 15 - 18 часов по местному времени.
Минимальные значения приходятся на 2 часа ночи и 10 часов утра по местному времени. Аналогичные результаты были получены в исследовании [31], то есть можно сказать, что суточный ход грозовой активности на юго- востоке Западной Сибири достаточно однороден. Можно уточнить, что наибольший вклад в грозовую деятельность вносят грозы на холодных фронтах и фронтах окклюзии, а наименьший - на теплых фронтах и внутримассовые грозы. В работах [8], [9] и [30] наибольшая повторяемость гроз так же отмечена на холодных фронтах и чуть меньше - на теплых, а наименьшая - на фронтах окклюзии.
В целом грозовой сезон на юго-востоке Западной Сибири стабильно начинается в апреле и заканчивается в сентябре. В некоторые годы отдельные грозы наблюдаются и в октябре. Максимальная грозовая активность приходится на центральный летний месяц - июль. Аналогичное распределение было получено в более ранних исследованиях В. П. Горбатенко [7] и И. В. Латышевой [17]. То есть длительность грозового сезона в Западной и Восточной Сибири сохраняет постоянство. Также стоит отметить, что с 2020 года по 2022 год наблюдался период высокой грозовой активности.
Барические образования, в которых чаще всего возникают грозы - конечно циклоны. Согласно классификации [23] в рамках данного исследования наибольшая повторяемость гроз была зафиксирована в юго-западных (III) и местных циклонах (VI): 17,8 % и 16,8 % соответственно. По сравнению с более ранними исследованиями, в исследуемый период настоящей работы (2020-2022 гг.) увеличилась повторяемость гроз в местных циклонах (VI), а в северных (IV типа) - уменьшилась.
За период исследования наименьшее давление в центре циклона составило 978 гПа и отмечалось в южном циклоне (V) 29.06.2022. Основная часть циклонов, в которых отмечалась грозовая деятельность (65,8 %), имела давление от 991 до 1000 гПа.
Чаще всего (35,9 %) фронтальные грозы возникали на атмосферных фронтах с контрастами температур 5-8 оС/1000 км, то есть на динамически значимых фронтах.
Резюмируя, можно сказать о том, что при сравнении с результатами более ранних наблюдений было выявлено достаточно много неоднозначных моментов. Помимо разного периода исследований такие результаты объясняются еще и зависимостью грозовой деятельности от большого количества факторов. Так как основной из них - барические образования, нетрудно догадаться, что общая циркуляция атмосферы постоянно вносит коррективы как в развитие барических образований, так и в траектории их движения, а соответственно изменяются динамика и характеристики грозовой деятельности. Также не стоит забывать о местных особенностях исследуемых территорий. Даже если территория исследования одна и та же в нескольких исследованиях, стоит учитывать возможность изменения ее характеристик во времени, которые в свою очередь влияют на местные процессы, происходящие в ней, в том числе конвективная деятельность.