Файл: С. М. Матвеев Л. М. Акимов Учение об атмосфере Метеорология и климатология.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 542
Скачиваний: 34
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
92
Карты АТ строят для стандартных изобарических поверхностей:
Р, гПа 1000 850 700 500 400 300 200 150 100 50
Z, км
0 1,5 3,0 5,5 7,0 9,0 12,0 13,5 16,0 20,0
Дополнительно карты АТ строят для изобарических поверхностей 20 гПа и 10 гПа. Для данной изобарической поверхности на карте проведены изогипсы (линии равных высот). Большие высоты отражают высокое давление, малые – низкое. Абсолютные высоты выражены в геопотенциальных метрах
(геопотенциальный метр близок к геометрическому метру и равен ему на высоте уровня моря и географической широте 45º). Карты АТ характеризуют барическое поле на высотах.
Карты ОТ показывают распределение относительных высот одной изобарической поверхности над другой (в геопотенциальных декаметрах), т.е. характеризуют термическое поле слоя атмосферы между этими поверхностями. Обычно – среднюю температуру слоя воздуха между изобарическими поверхностями 1000 и 500 гПа, т.е. приблизительно в 5 километровом слое воздуха от земной поверхности. Области с малыми относительными высотами соответствуют областям холода, с большими – тепла.
К вспомогательным относят карты опасных явлений погоды, влажности, экстремальных температур, осадков, снежного покрова и состояния почвы и др.
Кроме синоптических карт для прогноза погоды используют
аэрологические диаграммы, отражающие термодинамическое состояние атмосферы по высотам, а также вертикальные разрезы атмосферы.
Аэрологической диаграммой называют график, на который нанесены семейства сухих и влажных адиабат для различных значений температуры и высоты (или давления). По горизонтальной шкале отложены значения температуры, а по вертикальной шкале отложены значения логарифма давления и высоты стандартных изобарических поверхностей.
Аэрологическая диаграмма строится по данным радиозондирования атмосферы, которое проводится 2-4 раза в сутки на аэрологических станциях в 00, 06, 12 и 18 часов гринвичского времени. С помощью аэрологической диаграммы достаточно быстро и наглядно представляется распределение метеорологических величин с высотой, проводится анализ общей
93 устойчивости атмосферы или ее слоев по отношению к адиабатическим процессам.
Вертикальный разрез атмосферы – графическое представление состояния атмосферы в вертикальной плоскости. На графике по оси абсцисс отмечается положение пунктов аэрологического зондирования, по оси ординат – высота. По результатам зондирования на бланке условными знаками наносятся температура, вертикальный градиент температуры, скорость и направление ветра и другие метеорологические элементы.
По данным прогноза синоптического положения строятся
прогностические карты – приземные или высотные.
Представление метеоинформации на картах погоды
Приземные карты погоды составляются путем нанесения метеорологических данных, содержащихся в метеорологических телеграммах о состоянии погоды у поверхности земли. На приземные карты наносится большой комплекс метеорологических величин и явлений погоды, поэтому они являются наиболее информативными.
На синоптической карте каждая метеорологическая станция представлена кружком. Степень зачернения этого кружка показывает облачность в баллах. Прямые стрелки, упирающиеся в кружки указывают направление ветра: ветер дует по направлению к кружку. Число черточек
(перьев) у стрелок сбоку указывает скорость ветра.
Изогнутые линии на картах представляют изобары (линии одинакового атмосферного давления), у каждой изобары поставлено число, означающее давление воздуха на этой изобаре. Распределение атмосферного давления
(приведенного к уровню моря) показывает положение барических образований, атмосферных фронтов.
Данные каждой метеорологической станции наносятся вокруг кружка
(пункта) станции, цифрами и условными знаками согласно установленной схеме (рис. 38).
Цифрами наносятся следующие данные:
ТТtт – температура воздуха (две или три цифры), целые (ТТ) и десятые (tт) доли градуса Цельсия;
T
d
T
d
t
d
– точка росы (две или три цифры), целые (TdTd) и десятые
(td) доли градуса Цельсия;
94
VV
– горизонтальная видимость цифрами кода, предусматривающего инструментальные и визуальные способы измерения
(табл. 8);
h(hh) – высота облаков нижнего яруса цифрами кода (одна или две), предусматривающего методы измерения: инструментальный (hh) и визуальный (h) (см. табл. 9);
N
h
– количество облаков нижнего яруса в октах; употребляются цифры от 1 до 8, цифры кода окты (1 окт – 1/8 неба), их можно перевести в баллы (Приложение З);
РРР – давление воздуха, приведенное к уровню моря, в гПа (десятки, единицы и десятые доли). Если трехзначное число начинается, с 5 или
большей цифры, то при расшифровке следует впереди поставить цифру
9, а если число начинайся с 4 или меньшей цифры, впереди следует
поставить цифру 10;
рр – величина барической тенденции за последние три часа, в гПа
(целые и десятые доли). При росте давления знак не ставится, при падении давления знак «-» ставится обязательно.
Рис. 38 . Схема и пример нанесения данных на приземную карту погоды
Условными знаками на карты наносятся следующие элементы погоды:
N – общее количество облаков. Предусмотрено восемь условных знаков, соответствующих различному количеству облачности от 1 до 8 октов (от 1 до 10 баллов), если определение количества облачности затруднено, то в кружке станции ставится знак "X".
95
W – погода между сроками наблюдения условными знаками (Прил.
Ж). Период времени между сроками соответствует принятой частоте составления той или иной карты, т.е. шести или трем часам (основная или кольцевая);
С
l
– форма облаков нижнего яруса, условными знаками (Прил. З);
С
m
– форма облаков среднего яруса, условными знаками (Прил. З);
С
н
– форма облаков верхнего яруса, условными знаками (Прил.З); а – характеристика барической тенденции за последние три часа, каждый знак соответствует кривой на ленте барографа; dd – направление ветра у поверхности земли (откуда дует) стрелкой; ff – скорость ветра обозначается на стрелке «оперением». При штиле кружок станции обводится другим кружком чуть большего радиуса, при неустойчивом направлении ветра в конце стрелки ставится крест (X);
– 1 метр в секунду;
– 2-3 метра в секунду;
– 5 метров в секунду;
– 25 метров в секунду;
– штиль. ww – атмосферные явления погоды в срок наблюдения или в течение последнего часа перед сроком наблюдения условными знаками (Прил. Ж);
Sn – знак отрицательного значения температуры воздуха, точки росы и барической тенденции.
Горизонтальная дальность видимости – VV – определяется инструментально или визуально. При инструментальном измерении используются цифры кода от 00 до 89:
– от 00 до 50 – видимость в километрах с десятыми долями.
Пример: 25 = 2.5км
03 = 300м 50 = 5км;
– цифры: 51 ÷ 55 не используются;
– от 56 до 89 – видимость определяется путем вычитания цифры – 50.
Пример: 56 = 56-50 = 6 км
Если горизонтальная дальность видимости представлена числами, начинающимися с 9, значит, она определялась визуально и VV раскодируется в соответствии с таб. 8.
96
Таблица 8
Значения горизонтальной дальности видимости (МДВ), определенной визуально
Цифры кода
VV
МДВ, м
Цифры кода
VV
МДВ, м
90
< 50м
96 4км
91 50м
97 10км
92 200м
98 20км
93 500м
99 50км
94 1км
96 4км
95 2км
Высота нижней границы облаков – h
L
–
определяется визуально или инструментально. Если высота нижней границы облаков нижнего яруса представлена двумя цифрами: h
L
h
L
– то это инструментальный метод измерения. Высота нижней границы облаков определяется путём умножения цифры кода на 30.
Пример: 03 = 03 х 30 = 90 м; 15 = 15 х 30 = 450 м.
Если высота нижней границы измеряется визуально, тоh
L
раскодируется в соответствии с табл. 9.
Таблица 9
Высота нижней границы облаков, определенная визуально
Цифры кода h
L
Высота, м
Цифры кода h
L
Высота, м
1
< 50 6
1000 - 1500 2
100 - 200 7
1500 -2000 3
200 - 300 8
2000 4
300 - 600 9
>2000 5
600 - 1000
97
Тема № 13
АНАЛИЗ ПРИЗЕМНЫХ КАРТ ПОГОДЫ.
АНАЛИЗ И ПРОГНОЗ СИНОПТИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ И
УСЛОВИЙ ПОГОДЫ В РАЙОНЕ
Цель работы: привить навыки обработки и анализа приземных карт погоды.
Оборудование: приземные карты погоды и кольцевые карты погоды.
Анализ приземных карт погоды
Приземные карты погоды (Прил. Е) предназначены для оценки общей синоптической ситуации на обширной территории. Они дают точное представление о взаимодействии основных барических образований в исследуемом районе.
Анализ приземных карт погоды включает определение положения атмосферных фронтов, выделение зон осадков и различных явлений погоды и т.д.
При анализе синоптических карт и вспомогательных материалов для наглядного представления о распределении атмосферного давления на уровне моря на картах погоды проводятся изолинии равного давления – изобары: через 5гПа на основных картах погоды и через 2,5 гПа на дополнительных картах крупного масштаба.
В результате проведения изобар обнаруживаются области, ограниченные замкнутыми изобарами. Это области низкого (циклоны) и высокого (антициклоны) давления. В циклонах ветер направлен против часовой стрелки, в антициклонах – по часовой стрелке. Иногда при большом радиусе первой замкнутой изобары, кратной 5 гПа
(например, 1000, 1005, 1010 и т.д.)
, необходимо проводить промежуточные изобары более тонкими линиями через 2,5 или даже 1гПа, чтобы обнаружить центры так называемых сопряженных циклонов и антициклонов. Это особенно относится к циклонам термического происхождения, когда при тщательном анализе поля давления удается обнаружить 2-3 центра и более. В таких случаях применяется термин
«многоцентровая депрессия». Реже это относится к антициклонам —
«многоцентровая область повышенного давления». В центре каждого циклона ставится буква «Н» (низкое), а в центрах антициклонов — буква «В»
(высокое).
98
Изолинии барических тенденций – изотенденции – проводят в виде тонких прерывистых линий через 1гПа. В центрах областей падения давления красным карандашом ставится буква «П», а рядом справа —
значение максимального падения давления; в центрах областей роста
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
синим карандашом ставится буква «Р» и проставляется значение
максимального роста давления.
На картах погоды символами обозначают все метеорологические явления – гроза (зарница), метель, поземок, гололед, пыльная (песчаная) буря, смерч, отмечавшиеся в срок наблюдения, поднимаются красным
цветом, а наблюдавшиеся между сроками — синим цветом. Туман, дымка и мгла поднимаются желтым цветом. Зоны обложных осадков, а также обширные зоны туманов очерчиваются и закрашиваются соответственно зеленым и желтым цветами.
Кроме того, на кольцевых, а при необходимости и на основных картах погоды, дополнительно выделяются (ограничиваются и закрашиваются) зоны с однотипными метеорологическими условиями.
Зоны с облачностью 100-200 м и ниже, а также видимостью 1000-2000 м и ниже выделяются красным цветом, а зоны с облачностью 200-300 м и видимостью 2-3км – синим цветом. Внутри каждой из выделенных зон указываются (пишутся черным цветом): количество самых низких облаков (слева от дробной черты), высота нижней (знаменатель) и верхней (числитель) границ облаков, явления погоды и видимость в них
(справа от дробной черты). Высота облаков и видимость до 2000 м указываются в метрах, а при больших значениях – в километрах.
Например:
4 400 300 0
,
7 5
,
6 9
6
Облачность 6-9 баллов, высотой 300-400 м, верхняя граница облаков
6,5-7,0км. Ливневый дождь, видимость 4,0 км.
Направление перемещения циклонов и антициклонов обусловливается господствующим в нижнем 3-5-километровом слое атмосферы ветром (АТ-
700, АТ-500 гПа) – так называемым ведущим потоком.
Обработка карты не является чисто технической операцией. Она осуществляется с применением основного приёма и основных принципов синоптического анализа, что требует понимания физической сущности
99 синоптических процессов. Полностью обработанная приземная карта погоды называется приземным анализом.
Анализ синоптического положения
Синоптическое положение отражает состояние объектов анализа в определенный момент времени над некоторым участком земной поверхности. Целью анализа синоптического положения является разделение различных по свойствам воздушных масс, циркулирующих в циклонах, т.е. определение положения и типа атмосферных фронтов.
При выполнении анализа синоптического положения приходится одновременно анализировать воздушные массы, атмосферные фронты и циклоны. Прежде всего, с использованием карт барической топографии, определяется стадия развития циклона. На основе стадии развития циклона дается вывод о фронтальной структуре.
Анализ развития синоптических процессов
Этот этап в работе синоптика наиболее важный. Из отдельных
«фотографий» состояния атмосферы, которыми является синоптическое положение, необходимо создать «фильм», в котором отразилось бы развитие атмосферных процессов.
Анализируют направление и скорость перемещения циклонов, антициклонов, ложбин и гребней. Результаты анализа отражаются на карте графически. С этой целью сопоставляется последняя карта с картами за предшествующие сроки. Для чего на карту за последний срок наносятся местоположения центра барического образования с предшествующих карт с указанием времени и величины атмосферного давления. Направление перемещения снимается с карты с помощью транспортира, а скорость вычисляется по формуле
Vl = Sl/ΔTl, (27) где Sl — расстояние в км, снятое с карты; ΔTl — промежуток времени в часах (обычно это 6 или 12 ч).
Следует обратить внимание на условия погоды в различных секторах барического образования. Выявить однородные воздушные массы на картах, связанные с циклонами и антициклонами. Необходимо определить возможное направление будущего перемещения и эволюцию барического образования.