Аннотация
Введение 4
1 Грозовая деятельность 6-7
1.1 Классификация грозовых облаков 7-10
1.2 Методы диагноза гроз 10-11
2 Прогноз гроз 12
2.1 Физико-статистические параметры неустойчивости 12
2.1.1 Индексы, основанные на методе частицы 13-15
2.1.2Индексы, основанные на расчёте температурно-влажностных характеристик... 15
2.1.3 Комплексные характеристики неустойчивости 15-17
3 Анализ условий формирования грозовой деятельности над территории Томской
области 18
3.1 Физико-географическое положение Томской области 18
3.2 Климатическая характеристика Томской области 18
3.3 Анализ индексов неустойчивости атмосферы над территории Томкой области в
период с 2010-2014 годы 19-37
3.4 Сравнение значений и анализ индексов неустойчивости атмосферы с плотностью
молний 2014 г 37-39
Заключение 40
Список использованных источников и литературы 41-42
Изучение грозовой деятельности в атмосфере является важнейшим направлением в метеорологии, так как негативно влияет на многие отрасли в жизни человека и наносит колоссальный ущерб.
По раннее проведенным исследованиям выяснено, что молнии поражают земную поверхность около о 8-106 раз в сутки [12], вследствие это приводит к пожаром лесов, повреждение линий электропередач, нарушение радиосвязи, гибели людей. Грозовые разряды имеют существенное влияние на работу ЛЭП, телевизионных и телеграфных коммуникаций. На территории России и за рубежом из-за гроз совершается около 50 % всех автоматических отключений подстанций высокого напряжения. Что касаемо экономической потери из-за недоотпуска энергии в период грозовых поражений составляет 70 млн. долларов в год [10]. Поэтому улучшение качества прогноза времени и место грозы очень актуально, необходимо изучение параметров состояние атмосферы.
Интенсивность грозовой деятельности в различных климатических районах различается очень сильно. Как правило, количество гроз в течение года минимально в северных районах и постепенно увеличивается к югу, где повышенная влажность воздуха и высокая температура способствуют образованию грозовых облаков.
Изучение параметров неустойчивости атмосферы в период 2010-2014 г.г. актуально для сравнение пороговых значений и диапазона изменчивости атмосферы во время дневных и ночных гроз. Выбор периода обусловлен наличием карт пространственного распределения характеристик визуальных регистраций гроз и системой WWLN за этот период [13] и результатами их сравненный [1].
Объект исследования - характеристики неустойчивости атмосферы в дни с грозой над Томской областью.
Цель работы - исследовать состояние атмосферы в дни с грозой за грозовой период 2010-2014 г.г. по данным аэрологического зондирования станций Колпашево и Александровское в дневное и ночное время.
Метод исследования - статистические характеристики неустойчивости атмосферы над территорией Томской области.
Актуальность работы заключается в выявлении пороговых значений характеристик конвекции, используемых для прогноза гроз в дневное и ночное время.
Перспективными для изучения конвекции и опасных явлений погоды, обусловленных ее развитием, являются методы, основанные на использовании данных о состоянии атмосферы, получаемые с помощью аэрологического зондирования и характеризующие конвекцию по ряду признаков: по стратификации температуры, по влагосодержанию нижних слоев атмосферы, по ее энергетическому потенциалу и по резким изменениям характеристик ветра с высотой. Если пороговые значения дневных гроз определены, то ночные не определялись.
Задачи работы:
1. Создание базы данных с индексами неустойчивости атмосферы с 2010-2014 г.г. (Showalter, Lifted, SWEAT, K index, Totals Totals index, CAPE, CINS) в 12 и 00 ВСВ.
2. Расчёт статистических характеристик в дневное и ночное время.
1. Анализ состояние атмосферы за период 2010-2014 г.г. в разные месяцы грозового сезона;
2. Определение особенностей состояния атмосферы во время ночных гроз.
Теоретические исследования проводились методом обзора литературных источников, а статистические «Microsoft Word», «Microsoft Excel».
Выполнение запланированной работы производилось в три этапа:
1. Первичная обработка данных полученных с ЦГМС Томск содержащим информацию о наличии и времени начала и окончания каждой грозы.
2. Изучение параметров и значений аэрологических индексов, характеризующих состояние неустойчивости атмосферы. Затем с учетом этого формировалась база данных индексов неустойчивости атмосферы в периоды грозовых сезонов 2010-2014 г.г. Особенностью исследуемого периода является преобладание ночных гроз.
3. Проводился анализ и сравнение индексов. В результате сравнения значений индексов неустойчивости атмосферы дневное и ночное время, были сделаны следующие выводы:
Во время дневных и ночных гроз в исследуемый период лет состояние атмосферы характеризуется, как «слабо неустойчивое», так как средние значения параметров неустойчивости атмосферы попадает в «Интервалы значений индексов для различных состояний атмосферы» [11].
В ночное время параметры индексов неустойчивости ближе к пороговым значениям, имеющихся в литературных источниках. Т.е. в исследуемый период неустойчивость атмосферы оказалась гораздо сильное в ночное время, чем в дневное, что полностью соответствует регистрации молнии системой WWLN.
Индексы, обнаруженные в дневное время достаточно часто не соответствуют пороговым значениям, приведенным в научной литературе. Целесообразно уточнять пороговые значения индексов для разных месяцев грозового сезона.
Было проведено определение значений параметров неустойчивости атмосферы в ночное время, в дни когда системой WWLN регистрировалась экстремально высокие значение разрядов молний. Если сравнивать значения этих индексов с пороговым, опубликованные в научной литературе, то в районе аэрологической станции Колпашево в июле 2014 года в ночное время, состояние атмосферы попало в интервал «сильно неустойчивая» [11]. А в районе аэрологической станции Александровское состояние атмосферы характеризуется, как «неустойчивая» (табл.3). Самая неустойчивая атмосфера была в районе аэрологической станции Колпашево 21 июля, когда были зарегистрированы интенсивные ночные грозы. Значение индексов при этом составило: LIFT - 6°C, K index 34°C, Totals Totals 53 °C, CAPE 1800 Дж/кг.
Результаты, полученные в настоящей работе, свидетельствует об актуальности сравнений характеристик неустойчивости атмосферы и плотности разрядов молний, зарегистрированных системой WWLN.
