Аннотация 3
Введение 4
1 Физико-географическая и климатическая характеристика района
исследования 5
2 Общие сведения о туманах и осадках 8
2.1 Туманы 8
2.1.1 Виды туманов 9
2.1.2 Распределение туманов по широте 12
2.1.3 Суточный и годовой ход туманов 13
2.1.4 Борьба с туманами 14
2.2 Атмосферные осадки 16
3 Инверсия температуры 20
3.1 Общее понятие о температурной инверсии 20
3.2 Классификации температурных инверсий 21
4 Методы вертикального зондирования атмосферы 26
5. Исходные данные и методика обработки 32
6 Распределение температуры воздуха с пограничном слое при особых условиях
в атмосфере 34
6.1 Распределение температуры воздуха в пограничном слое при наличии
тумана в районе г. Томска 34
6.2 Распределение температуры воздуха в пограничном слое при наличии
осадков в районе Томска 48
Заключение 55
Список использованных источников и литературы 58
Приложение A Таблица с данными с сайта погоды со случаями с туманами.. ..59
Приложение Б Таблица с данными с сайта погоды со случаями с осадками 60
Данная работа ставит своей целью изучить вертикальный профиль температуры в нижнем слое атмосферы при наличии тумана и выпадении осадков. Результаты работы могут быть использованы при изучении тонкой структуры нижнего слоя атмосферы в связи с выполнением работ по математическому моделированию с использованием моделей высокого разрешения.
Поскольку туманы связаны с инверсиями - они образуются либо под слоем инверсии, либо в самом слое, поэтому для данной работы не маловажным является изучить характеристики инверсии. Характеристики инверсий являются важными составляющими в прогнозе неблагоприятных условий для рассеивания вредных веществ в атмосфере. Результаты изучения пограничного слоя атмосферы представляет определенный интерес для решения целого ряда научных и практических задач (построение модели ПСА, прикладные задачи экологии, изучение загрязнения атмосферы, исследование аэрозолей и т.д.). В связи с этим, изучение условий формирования температурных инверсий и изучение распределения температуры в пограничном слое атмосферы, являются актуальными.
Исходным материалом являются результаты наблюдений профилемера за 2012 год в г. Томск и данные с сайта погоды [1].
Для достижения указанной цели перед работой поставлен ряд задач:
1) выполнить обзор литературы по теме (туманы, осадки, метеорологические условия и климатические характеристики осадков; измерение температуры воздуха в пограничном слое атмосферы с помощью профилемера);
2) подготовить массив данных;
3) выполнить обработку данных;
4) обобщить полученные результаты и сделать выводы.
На основе исследований пограничного слоя атмосферы в районе г. Томска с помощью высотного температурного профилемера МТП-5 был изучен вертикальный профиль температуры в нижнем слое атмосферы при наличии тумана и выпадении осадков. Так же были получены характеристики температурных инверсий (продолжительность, мощность, интенсивность и т.д.) пограничного слоя атмосферы г. Томска с высоким временным и вертикальным разрешением, позволяющие отдельно характеризовать приземные и приподнятые инверсии. После выполнения работы необходимо подвести следующие выводы:
1. В случае с влиянием дождя на профиль температуры, можно заключить следующее: дождь своей опускающей волной нарушает профиль температуры, профиль прогибается, и линия значений падает. Температура резко понижается во время дождя на всех уровнях, а потом начинает восстанавливаться. Понижение температуры можно объяснить тем, что капли дождя холоднее окружающего воздуха, на его выпадение затрачивается больше тепла на испарение.
2. В случае с влиянием снега на профиль температуры, можно заметить следующие закономерности: профиль температуры на различных высотах пограничного слоя меняется незначительно, выпадение снега не является основным фактором, влияющим на профиль температуры. Хотя выпадение снега произвело изменения в температурном профиле, на всех уровнях температура подает при выпадении осадков, однако значительных изменений не наблюдается. Это связано с тем, что факторы выхолаживания у земли, были важнее, чем выпадения осадков, в данном случае снега.
3. Поскольку туманы связаны с инверсиями, и они образуются либо под слоем инверсии, либо в самое слое, то при влиянии тумана на распределение температуры, необходимо учитывать мощность инверсии. В летнее и осеннее время мощность инверсии (инверсионный слой) была в пределах до 300 м, поэтому именно в этом слое профиль температуры изменялся. В большинстве случаев, при туманах, до верхней границы инверсионного слоя профиль температуры возрастал, затем шел слой изотермии, а после температура с высотой падала в пограничном слое.
4. В зимний период инверсионный слой охватывал практически весь пограничный слой, поэтому температура с высотой при туманах увеличивалась. Как только заканчивался инверсионный слой, туман перестал влиять на распределение температуры с высотой. Поэтому наступал слой изотермии, а затем температура с высотой падала в течение всего пограничного слоя.
5. Исходя из анализа, можно заметить, что мощность инверсии в зимнее время значительно выше мощности инверсии в летние и осенние месяцы. В декабре инверсия захватывала практически весь приземный слой, простираясь выше 1000 м, в августе и сентябре, мощность инверсии едва достигала 300 м.
6. Интенсивность инверсии так же в зимний период оказалась выше, нежели летом или осенью. Максимальная интенсивность летом наблюдалась в августе и составляла 6,5 °С, максимальная интенсивность осенью была зафиксирована в сентябре и составила 2 °С. Максимальное значение интенсивности инверсии за весь период, можно заметить в декабре, ее показатели превысили 17 °С.
7. Наиболее продолжительная инверсия также наблюдалась в декабре, слой инверсии не разрушался в течение нескольких суток. Это связано с тем, что у земли был морозный туман, вследствие чего были зафиксированы аномально низкие температуры в течение всего месяца.
8. В августе и сентябре приземная инверсия, в основном наблюдалась в первой половине дня. После инверсия исчезала, это связано с тем, что температура воздуха увеличивалась днем, и начинался вертикальный турбулентный обмен. Поскольку турбулентное перемешивание было достаточно велико и инверсии не было днем. Вечером снова наблюдалась приземная инверсия.
Таким образом, задачи решены, цель достигнута. В ходе работы был изучен вертикальный профиль температуры в нижнем слое атмосферы при наличии тумана и выпадении осадков.
