ВВЕДЕНИЕ 5
1 Механизм образования града 7
1.1 Синоптические процессы, способствующие образованию града 7
1.2 Условия образования града в облаках 8
1.3 Особенности развития градовых облаков 9
1.4 Методы прогноза града 10
1.5 Прогноз параметров конвекции атмосферы по индексам неустойчивости 13
2 Материалы и методы исследования 16
2.1 Физико-географическое описание юго-востока Западной Сибири 16
2.2 Исходные материалы и методы обработки 18
3 Синоптические условия образования града 19
3.1 Повторяемость града на юго-востоке Западной Сибири 19
3.2 Суточный ход градовой деятельности 20
3.3 Распределение числа дней с градом по юго-востоку Западной Сибири 22
3.4 Классификация барических образований для Западной Сибири 23
3.5 Повторяемость града в различных барических образованиях 25
3.6 Повторяемость града во фронтальных и внутримассовых условиях 26
3.7 Повторяемость града в зависимости от давления в центре циклона 27
3.8 Повторяемость града в зависимости от температурных контрастов в
зоне фронта 28
4 Аэрологические условия образования града 31
4.1 Использование данных аэрологического зондирования для прогноза града 31
4.2 Статистические характеристики значений индексов неустойчивости атмосферы в дни с градом на юго-востоке Западной Сибири в период 2011-2022 гг 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ А Пример исходных данных 43
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Пример обработанной приземной кольцевой карты 44
ПРИЛОЖЕНИЕ В Пример сформированных таблиц
В последние годы все чаще упоминается и обсуждается вопрос глобального потепления. Изучаются как причины его возникновения и динамика развития, так и последствия таких климатических изменений. Факт потепления подтверждается мониторингом метеорологических, океанологических, гляциологических параметров биосферы. Повышение температуры приводит к увеличению испарения воды, что способствует образованию неустойчивой стратификации в атмосфере. Неустойчивая стратификация является благоприятным условием для возникновения гроз, града и других опасных конвективных явлений.
Актуальность моего исследования заключается в том, что в последнее время участились случаи регистрации града на юго-востоке Западной Сибири. Это может быть связано с совершенствованием методов определения, так и с частотой возникновения конвективных явлений. Град затрагивает не только сферу метеорологии, но и многие другие, в том числе и простую повседневную жизнь. На данный момент существует множество различных методов прогноза града, но это не позволяет предсказать град со стопроцентной вероятностью. Исходя из этого, можно смело сказать о том, что методы прогноза града нуждаются в доработке, а само явление - в дополнительном исследовании, в том числе с синоптической стороны вопроса. Поэтому информация о характеристиках того или иного синоптического процесса поможет в заблаговременном прогнозировании данного опасного явления.
Целью настоящей работы является выявление аэросиноптических условий, приводящих к образованию града над юго-востоком Западной Сибири, а также изучение характерных отличий града, сформировавшегося в различных барических образованиях.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. По данным из журнала «Шторм» ЦГМС Томск, содержащим информацию о времени начала и окончания града по территории Томской области, рассчитать продолжительность и количество дней с градом для 23 станций за период с 2011 по 2022 год.
2. Сформировать архив и обработать синоптические кольцевые карты за даты, соответствующие отмеченным в официальном архиве ЦГМС Томск записям о наблюдении града.
3. Составить таблицу принадлежности града к одному из синоптических случаев и выявить закономерности и характерные отличия градовой деятельности с разными условиями образования.
4. Провести анализ и сформулировать определенные критерии градовой активности для различных синоптических условий.
5. По данным аэрологического зондирования выписать индексы неустойчивости для дат, соответствующих отмеченным в официальном архиве ЦГМС Томск записям о наблюдении града за летние месяцы (июнь - август).
В результате проведенного исследования было установлено, что прослеживается увеличение числа дней с градом с севера на юго-запад. На территории Томской области наблюдаются очаги повышенной градовой деятельности на метеостанциях Майск (16 дней) и Молчаново (18 дней).
Суточный ход повторяемости выпадения града очень хорошо согласуется с повторяемостью фронтального и внутримассового града. Максимальная повторяемость приходится на 15 часов по местному времени. Минимальные значения приходятся на ночные и утренние часы. То есть наибольший вклад в градовую деятельность вносит выпадение града на холодных фронтах и фронтах окклюзии, а наименьший - на теплых фронтах и внутримассовых условиях.
В целом градовая деятельность на юго-востоке Западной Сибири начинается в начале мая и заканчивается в начале сентября. Максимальная градовая активность приходится на центральный летний месяц - июль.
Анализ синоптических условий при выпадении града на юго-востоке Западной Сибири показал, что абсолютное большинство случаев с выпадением града (96,5 %) в данном районе возникает в циклонах
различного происхождения. Согласно классификации [19] в рамках данного исследования наибольшая повторяемость града наблюдалась при выходе юго-западных (III тип) 24,1 % и западных (I тип) циклонов 19,6 %, а также в циклонах местного происхождения (VI тип) - 17 %.
За период исследования максимальные значения повторяемости града отмечались на холодных фронтах и фронтах окклюзии - 38,4 % и 23,2 % соответственно. Реже всего град отмечался на вторичных фронтах - 12,5 % и во внутримассовых условиях - 4,5 %.
За период исследования основная часть циклонов, в которых отмечалось выпадение града (61,6 %), имела давление от 991 до 1000 гПа.
Чаще всего (48,4 %) град возникал на атмосферных фронтах с контрастами температур 5-8 оС/1000 км, то есть на динамически значимых фронтах.
Исследование данных аэрологического зондирования на юго-востоке Западной Сибири показало, что значения индексов неустойчивости атмосферы при выпадении града не выходят за пороговые, для грозы определенные для Западной Сибири ранее. Мощность конвективной облачности при возникновении града также не отличается от результатов, полученных ранее.
