Синоптическая метеорология

А.ф. характерны для внетропических широт Земли, в особенности для умеренных широт, где между собой граничат основные воздушные массы тропосферы. Основная причина возникновения  А.ф. - фронтогенез – наличие таких систем  движения в тропосфере, которые приводят к сближению (сходимости) масс воздуха, обладающих разной температурой. Первоначально широкая переходная зона между воздушными массами становится при этом резким фронтом. В процессе общей циркуляции атмосферы между воздушными массами разных широтных зон с достаточно большими контрастами температуры возникают длинные (тыс. км), вытянутые  преимущественно по широте главные фронты – арктические, антарктические, полярные, на которых происходит образование циклонов и антициклонов.

Циклон (Ц.) -  (от греч. kyklon – кружащийся,  вращающийся),  атмосферное

возмущение с пониженным давлением в центре и вихревым движением воздуха. На картах обозначается буквой  Н.

Различают  Ц. внетропические и тропические. Последние обладают особыми свойствами и возникают гораздо реже. Минимальное атмосферное давление в Ц. приходится на центр Ц., к периферии оно растёт, т.е. горизонтальные барические градиенты направлены снаружи циклона внутрь. Замкнутые изобары (линии равного давления) неправильной, но в общем овальной формы ограничивают область пониженного давления (барическую депрессию) поперечником от нескольких сотен км. до 2-3 тысяч км. В этой области воздух находится в вихревом движении. В свободной атмосфере, выше пограничного слоя атмосферы (ок.1000 м ) он  движется  приблизительно по изобарам, отклоняясь от барического градиента на угол, близкий к прямому, вправо в Северном полушарии и влево в Южном (вследствие влияния отклоняющей силы Кориолиса и центробежной силы, возникающей при движении по криволинейным траекториям). У земной поверхности ветер образует с барическим градиентом угол порядка 60гр, т.е. к вращательному движению воздуха присоединяется течение воздуха вовнутрь Ц. (рис 4). Скорости ветра в Ц. сильнее, чем в смежных областях атмосферы ;  иногда  они достигают  более  20 м/с (шторм) и даже более 30 м/с (ураган). В связи с восходящими составляющими движения воздуха, особенно вблизи фронтов, в циклонах преобладает облачная погода и выпадает основная часть осадков. Вследствие вихревого движения   воздуха в область Ц. втягиваются различные по температуре воздушные массы из разных широт Земли. С этим связана температурная асимметрия Ц.; в различных его секторах температуры воздуха различны. С высотой изобары теряют замкнутую форму. Это происходит в зависимости от стадии развития Ц. и распределения температуры в нём. В начальной стадии развития подвижной (фронтальный) Ц. охватывает лишь нижнюю часть тропосферы. В стадии наибольшего развития Ц. может распространяться на всю высоту тропосферы и даже простираться в нижнюю стратосферу.

Подвижные циклоны перемещаются в атмосфере в общем с З. на В. В каждом отдельном случае направление перемещения определяется направлением общего переноса воздуха в верхней тропосфере. Средние скорости перемещения Ц. порядка 30-45 км/ч, но встречаются Ц., которые движутся быстрее (до 100км/ч).

Перемещаясь, Ц. способствует переносу тёплого воздуха в передней (восточной) части к высоким широтам и холодного воздуха в тыловой части (западной) к низким широтам. В южной части Ц. в нижних слоях создаётся  тёплый сектор, ограниченный тёплым и холодным фронтами (стадия молодого Ц.),(рис.5). В последующем, при смыкании холодного и тёплого фронтов (окклюзия Ц.) происходящего вследствие большей скорости холодного фронта нежели тёплого он всегда догоняет последний, смешиваясь, они образуют сложный фронт именуемый фронтом окклюзии. Тёплый воздух оттесняется холодным от земной поверхности в высокие слои. Тёплый сектор ликвидируется и в Ц. устанавливается более равномерное распределение температуры (стадия окклюдированного Ц.) (рис.6). Запас энергии, способной превратиться в кинетическую, в Ц. иссякает; Ц. затухает, размывается или объединяется с другим Ц.(стадия старого Ц.), (рис.7).

                                                                                        ХВ

                                                                                                   ТВ                                                                                                  

                                                                       Рис.5. Стадия молодого циклона

                                                                                             тёплый фронт    

Рис.  4. Схема циклона в Северном                                  холодный фронт

                  полушарии: линии - изобары,                               -  тёплый воздух                                                        

                  стрелки  - направление ветра.                                – холодный воздух          

        ХВ

                               ТВ

Рис.6.Стадия окклюдированного        Рис.7.Стадия старого (размывающегося)

          циклона                                                  циклона. Он заполняется на месте.

                  - фронт окклюзии

 На главном фронт обычно развивается серия (семейство) циклонов, состоящая из нескольких Ц., перемещающихся один за другим. В конце развития серии отдельные ещё не затухшие Ц., объединяясь, образуют обширный, малоподвижный, глубокий и высокий центральный Ц., состоящий из холодного воздуха по всей своей толщине. Постепенно и он затухает. Одновременно с образованием Ц. возникают между ними промежуточные антициклоны с высоким давлением в центре. Весь процесс эволюции отдельного Ц. занимает несколько дней; серия циклонов и центральный Ц. могут существовать одну-две недели. В каждом полушарии в каждый момент можно обнаружить несколько главных фронтов и связанных с ними серий Ц.; общее число Ц. за год составляет много сотен над каждым полушарием. Ц. несёт нам пасмурную, дождливую (снежную) ветреную в передней и южной части тёплую погоду.

 Ветер в А. дует,  огибая центр А, в Северном полушарии по часовой стрелке, в Южном – против часовой стрелки, образуя тем самым гигантский вихрь (рис.8г). Размер А. в поперечнике порядка тысяч км. А. несёт нам ясную, солнечную, (зимой морозную) безветренную погоду.

 4.                            Прогноз  погоды.

Теперь, когда мы с вами имеем минимальный багаж знаний о процессах происходящих в атмосфере, попробуем перейти наконец к главному вопросу нашей темы. Так что такое прогноз погоды ?

  ПРОГНОЗ ПОГОДЫ (П.п.) - научно    обоснованное  предвиденье    изменений

погоды, являющиеся результатом анализа крупномасштабных атмосферных (атм.) процессов, и применения известных науке закономерностей их развития.                         

Прогнозы  погоды  (П.п.) составляются метеорологическими подразделениями и службами практически всей планеты.  Для сбора и передачи метеоинформации между собой, используется универсальный (международный) метеорологический код.        

П.п. делятся на краткосрочные (от нескольких часов до 1-2 сут.), долгосрочные малой заблаговременности (3-10 сут.), долгосрочные большой заблаговременности (на месяц и более). П.п. составляются для терр. (область, край, страна, акватории морей и т.п.), а также отд. населённых пунктов, аэропортов, авиатрасс, автомоб. и  ж.-д. магистралей и т. п.

П.п. подразделяются на специализированные, предназначенные для спец. пользователей (авиация, судоходство, рыбный промысел, сельское х-во и т.д., и общего пользования – для населения.

 Пример № 1    Спец.прогноза для авиации :                                 

П.п. с 09.00 до 18.00. обусловится ложбиной с прохождением  холодного фронта. Облачность 7-10 бал. с 13.00 4-7 бал. верхней, средней, кучевой, кучево-дождевой, разорванно-дождевой Нн 500-800м, начале 200-300м. Нв 5-6км  кучево-дождевой 9 -10км. Дымка в первой половине срока Дождь, Гроза, Болтанка сильной интенсивности, Статич. электр-во. Видимость 6-10км дожде 3-4км. Ветер в слое 1,5-9км 240-260гр 50-70км/ч. Ветер у земли 120-140гр с 13-14час переход 190-210гр 5-8м/с порывы 7-10м/с. Тем-ра +5+8гр.

 Пример № 2     П.п. Общего пользования :

Завтра ожидается  : Облачная погода, местами Дождь, Гроза. Тем-ра  +5+8гр.

 Пример №2 это повседневный прогноз который мы слышим каждый день в СМИ  и даётся он по очень большой площади т.е. не конкретно.

К первыму относятся также предупреждения об опасных явлениях погоды (ОЯП) в авиации их называют штормовыми (гроза, смерч, шквал, град, сильное обледенение, гололёд, туман, метель, сильный ветер, пыльная буря, заморозки и др.),которые могут вызвать затруднения в работе отдельных отраслей жизнедеятельности человека или причинить ущерб, а также угрожать безопасности  населения.

Метеорологические подразделения и службы кроме штормовых оповещений об ОЯП, подают штормовые оповещения о наблюдающихся особо опасных метеорологических, гидрологических, геофизических, а также аномальных атмосферных и космических явлениях.

Особо опасными  явлениями считаются явления, которые по своей интенсивности, времени возникновения, продолжительности и площади распространения могут нанести или нанесли значительный ущерб. К ним относятся :

-         ветер со скоростью более 30 м/с ;

-         град диаметром более 30 мм ;

-         сильный дождь и снегопад с интенсивностью, превышающей критические значения, установленные для данного района ;

-         повышение уровня воды в реках, водоёмах до критических значений, наводнения, заторы, зажоры, угрожающие затоплением районов жизнедеятельности людей  промышленных и стратегических объектов ;

-         селевые потоки и снежные лавины ;

-         извержения вулканов ;

-         землетрясения и цунами .

К аномальным атмосферным и космическим явлениям оптического, электрического и иного происхождения, относятся :

-         необычные частицы, выпадающие из атмосферы ;

-         окрашенные осадки или осадки иного необычного вида и свойства ;

-  необычные световые, акустические, электромагнитные и другие явления в атмосфере и космическом пространстве.

-  В краткосрочных П.п. и предупреждениях ожидаемые условия погоды указываются более детально, чем в долгосрочных. Так, напр., в П.п. для авиации сообщаются ожидаемые условия погоды на высоте полёта самолёта (вид и количество облачности, направление и скорость ветра, зондирование атмосферы, наличие таких ОЯП как болтанка, обледенение, грозовые разряды). В аэропорту посадки (высота нижней границы облаков, видимость, направление и скорость ветра, температура воздуха, наличие осадков).

-  В долгосрочных П.п. малой заблаговременности характер погоды на предстоящий период описывается в более общем виде: преобладание ясной или облачной погоды, возможность выпадения осадков, пределы дневных и ночных температур, резкие изменения погоды, преобладающее направление и скорость ветра. П.п. на месяц содержит знак и величину отклонения средней месячной температуры и осадков от нормы, а также указания периодов наиболее существенных изменений погоды: похолоданий и потеплений, переходов от сухой к ненастной погоде и т.п.

-  Как мы уже оговорились в начале, П.п. составляются методами   синоптической метеорологии. Для этой цели по данным наблюдений метеорологических и аэрологических станций готовят синоптические карты погоды для разных уровней атмосферы , от земной поверхности до высоты 30км.

Метеорологические наблюдения – наблюдение за погодой у земли.

Облачность, явления погоды (снег, дождь и т.п.), напр. и скорость ветра, видимость, температуру, влажность, давление и т. д.

Аэрологические  наблюдения  - зондирование атмосферы. Аэрологический

Радиолокатор принимает сигналы с поднимающегося в атмосферу радиозонда, что позволяет  измерить напр. и скорость ветра, температуру, давление и влажность до 30-40км.

Повсеместно  используется  информация, получаемая от метеорологических спутников. Анализ этого материала позволяет вывить на картах погоды крупные атмосферные образования: воздушные массы, разделяющие их фронты, циклоны и антициклоны и пр., с движением и эволюцией которых связаны основные изменения погоды.

На сегодняшний день крупными зональными центрами вся поступающая метео. и аэро. информация собирается и обрабатывается на мощных компьютерах. С помощью соответствующих программ машина составляет всевозможные синоптические, аэрологические, спутниковые корты погоды. Кроме того, с помощью компьютера создаются прогностические карты погоды, на которых нанесено будущее положение барических систем, фронтов, осадков, опасных явлений погоды, вероятных температур и т.д. на сутки, двое – до недели.

 Эти методы дают представление об общем фоне погоды, который детализируется синоптиком для местных условий (близость морей, крупных рек, промышленных объектов с их дымами и теплом и т.д.). Анализируя  реальное и будущее положение синоптических процессов на интересующей его территории синоптик составляет прогноз погоды на интересующий потребителя срок.

Точность всех прогнозов в пределах периода, на который они составляются, убывает со временем. В среднем из 100 краткосрочных П.п. или долгосрочных прогнозов малой заблаговременности оправдываются более 80 прогнозов. Основная причина наиболее крупных ошибок – неточности в расчётах барического поля, направления и скорости перемещения циклонов и атм. фронтов, а также их эволюции; эти ошибки обусловлены несовершенством применяемых методов (меняющаяся экология, постоянное загрязнение  атмосферы, общее потепление на планете и др.), отсутствием достаточной информации с океанов и малонаселённых территорий, в особенности же из высоких слоёв атмосферы. Методы долгосрочных П.п. большой заблаговременности находятся в постоянной разработке, а сами прогнозы не обладают нужным качеством. Достаточно  точный  долговременный П.п. – одна из труднейших задач человечества.

Используемая  литература:

1. С. Питерсен «Анализ и прогнозы погоды» пер. с англ. 1961 г.               

2. А.С. Зверев «Синоптическая метеорология» 1968 г.

3. С.П. Хромов «Основы синоптической метеорологии» 1948 г.

4. Э. Пальмен, Ч. Ньютон «Циркуляционные системы атмосферы»

     пер. с англ. 1973 г.

5. М.И. Юдин «Новые методы и проблемы краткосрочного

прогноза погоды» 1993 г.

6. В.И. Воробьёва (редактор) «Практикум по синоптической

       метеорологии» 1983 г.

Страницы: 1, 2