ВВЕДЕНИЕ 3
1 Опасные конвективные явления 4
2 Методы прогноза гроз 9
2.1 Описание индексов неустойчивости 9
2.2 Пороговые значения индексов неустойчивости в различных регионах
исследования 13
2.3 Физико-географическое и климатическое описание региона исследования 17
3 Используемые методы исследования и анализ полученных результатов 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 29
ПРИЛОЖЕНИЕ 32
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 46
Конвективные явления в атмосфере способствуют возникновению таких опасных явлений, а также их комплексов, как грозы, град, сильные ливни, шквалы, смерчи. Данные явления опасны для агропромышленного комплекса, авиации, энергетического комплекса, и могут угрожать жизни и здоровью человека. Совершенствование методов прогнозирования конвективных явлений имеет актуальность и в данный момент, так как большинство методов не имеют достаточно высокой оправдываемости и заблаговременности, особенно в области прогнозирования мезомасштабных конвективных комплексов. Для характеристики конвекции применяют индексы неустойчивости атмосферы, пороговые значения которых позволяют спрогнозировать развитие опасных конвективных явлений.
Цель работы: уточнение пороговых значений индексов неустойчивости, при которых с определенной вероятностью прогнозируется развитие грозы для рассматриваемого региона.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) Изучить конвективные процессы в атмосфере, а также опасные явления, связанные с ними, такие как грозы, шквалы, град;
2) Привести описание индексов неустойчивости атмосферы, оценить пороговые значения, установленные для регионов РФ и других стран;
3) Собрать базу данных со значениями индексов неустойчивости атмосферы, рассчитанных по данным аэрологического зондирования на станциях Западной Сибири за теплый период (май-сентябрь 2016-2021 гг.)
4) Определить пороговые значения в дни с опасными конвективными явлениями, а также рассчитать статистические характеристики индексов для каждой станции;
5) Провести анализ полученных результатов.
Гроза - одно из самых опасных явлений природы. Изменения климата характеризуются увеличением повторяемости опасных явлений, которые негативно влияют на социально-экономические сферы.
В данной работе были описаны конвективные явления, их формирование и опасность для жизнедеятельности человека. Описаны методы прогнозирования конвективных явлений, рассчитаны значения индексов неустойчивости атмосферы - LIFT, SHOW, KIND, TOTL, CAPE и SWEAT. Определены пороговые значения индексов для станций на Западной Сибири.
Для KIND с 90% вероятностью грозы ожидаются при значении индекса больше 31°С практически на всех станциях, а для TOTL, больше 50 °С.
На исследуемой территории грозы регистрировались при значениях индекса CAPE до 400 Дж/кг, кроме станции Абакан. Значения индекса за 00 часов составляют 1800 Дж/кг, а за 12 часов - 1000 Дж/кг.
Формирование грозовой деятельности с 90% вероятностью при пороговом значении индекса SWEAT больше 180.
LIFT - ожидаемо при отрицательных значениях, а SHOW - в интервале от 3 до 0.
Для горной местности пороговые значения выше, так как развитию конвекции способствует орография. На станциях Кызыл и Абакан пороговые значения немного выше, чем над равнинными, также в Барабинске значения выше из-за влияния васюганских болот на конвекцию.
Проанализировав проделанную работу, можно сделать вывод, что пороговые значения индексов неустойчивости над территориями с разными физико-географическими условиями различаются. Поэтому для успешного прогнозирования гроз в различных по физико-географическим условиям регионах Сибири определены пороговые значения индексов неустойчивости атмосферы, при которых с определенной степенью вероятности развивается мощная конвекция с грозами. Полученные пороговые значения термодинамических характеристик атмосферы перспективны для использования при разработке альтернативных прогнозов гроз над исследуемыми территориями.
