Analysis of geographical flexibility and temporal variability of statistical characteristics of atmospheric reflectivity and turbulence for cumulonimbus clouds in the European zone of Russia
The climate changes observed in recent years may lead to an increase in the number of hydrometeorological phenomena resulting from the development of convective clouds. For timely detection and further monitoring of dangerous weather events of convective origin, such as heavy rain, thunderstorms and hail, radar methods are used to obtain information on the structure and movement of clouds in real time. The purpose of this paper is to study probabilistic descriptions of the geographical variation of the statistical characteristics of radar reflectivity and specific dissipation rate of turbulent energy for different climatic zones of the European territory of Russia. Three positions were selected from all operational weather radar WR in the European territory of Russia, located in the following regions: Tver, Voronezh and Kaliningrad. The zones were selected based on the local characteristics of a particular climatic zone, annual precipitation and average number of days with thunderstorms per year. For the analysis of statistical characteristics were used data from meteorological radar stations in the considered zones during the summer period of 2023. The methodology of research on regional changes in parameters obtained in the territory of Kaliningrad region and Voronezh is described. Statistical characteristics were analyzed and empirical distribution laws were established. On the basis of which the trends of changes in the threshold values for each of the selected regions were considered. The study showed that the characteristics of atmospheric reflectivity and turbulence have a pronounced geographical variation of the parameters Zmax and EDRmax. Differences were observed both within the same region and between different regions. In addition, the temporal variability of the statistical characteristics of the statistical characteristics of the parameters of the trait distribution for the Upper-Volga region of Russia was analyzed. The linear trend method was used to assess the variability of characteristics over time. The data for the period from 2021 to 2023 were considered. These insignificant changes in statistical characteristics over time may be caused by changes in climatic conditions in the region under consideration. The obtained results will make it possible to refine the existing parameters of algorithms for the classification of hazardous weather events, in terms of adapting the value of decision thresholds in the classification of hazardous weather events. Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Keywords
weather radar,
near-airfield zone,
dangerous meteorological events,
classification of weather phenomena,
statistical data analysis,
interannual variabilityAuthors
| Bolelov Eduard A. | Moscow State Technical University of Civil Aviation | edbolelov@mail.ru |
| Vasiliev Oleg V. | Moscow State Technical University of Civil Aviation | vas_ov@mail.ru |
| Boyarenko Elvira S. | Moscow State Technical University of Civil Aviation | boyarenko.elvira@mail.ru |
| Galaeva Ksenia I. | Moscow State Technical University of Civil Aviation | ks.galaeva@mail.ru |
Всего: 4
References
Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. М. : Финансы и статистика, 1983. 487 с.
Акимов В. А., Дурнев Р. А., Соколов Ю.И. Опасные гидрометеорологические явления на территории России / МЧС России. М. : ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2009. 316 с.
Акимов Л.М. Пространственно-временные закономерности распределения климатических характеристик на территории Воронежской области // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология 2013. № 1. С. 192-198.
Акимов Л.М., Акимов Е.Л. Характеристика циркуляционного режима территории Воронежской области // Труды Хоперского государственного заповедника : сб. ст. 2014. Вып. 9. С. 3-11.
Бояренко Э.С., Болелов Э.А., Васильев О.В., Коротков С.С. Экспериментальный статистический анализ радиолокационных сигналов, отраженных от опасных метеорологических явлений // Научный вестник МГТУ ГА. 2023. № 26 (5). С. 19-29. doi: 10.26467/2079-0619-2023-26-5-19-29.
Васильев О.В., Бояренко Э.С., Галаева К.И. Обоснование исходных данных параметрических алгоритмов классификации опасных метеоявлений // Научный вестник МГТУ ГА. 2023. № 26 (6). С. 8-21. doi: 10.26467/2079-0619-2023-26-6-8-21.
Васильев О.В., Коротков С. С., Галаева К.И., Бояренко Э.С. Критерии принятия решений для классификации метеоявлений в метеорологическом радиолокационном комплексе ближней аэродромной зоны // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2023. Т. 26, № 2. С. 49-60.
Веремей Н.Е., Довгалюк Ю.А., Ефимов С.В. и др. Исследование ливневой и грозовой активности на территории России с использованием численной модели конвективного облака и данных реанализа // Метеорология и гидрология. 2013. № 1. С. 32-43.
Голицын Г.С., Васильев А.А., Куличков С.Н. и др. Природные опасности России : В 6 т. / под ред. Г.С. Голицына А. А. Васильева. Т. 5. М. : КРУК, 2001. 296 с.
Двоеглазова Н.В. Современное состояние климатической системы Калининградской области на фоне глобального потепления // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2019. № 1. С. 35-45.
Дегтярев А.С., Драбенко В.А., Драбенко В.А. Статистические методы обработки метеорологической информации : учебник. СПб. : Андреевский издательский дом, 2015. 225 с.
Дмитриева В.А. Термический режим г. Воронежа на фоне глобального потепления климата // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2001. № 1. С. 129-135.
Дорофеев А. А., Ткаченко А. А., Щукина А. С. и др. География Тверской области: книга / под ред. А. А. Ткаченко. Тверь : ТГУ, 1992. 290 с.
Каушила К.А., Буз А.И., Алосявичене Г. и др. Климат Калининграда / под ред. К.А. Каушила, Ц.А. Швер. Л. : Гидрометеоиздат, 1983. 143 с.
Лазарев О.Е., Махрова Е.Д., Петина А.М. Климатическое картографирование территории Тверской области: состояние и перспективы // Вестник ТвГУ. 2016. № 1. С. 56-67.
Лаптиева О. А., Герасименко Ю.Ю., Чечин Д.И. Климатические и географические условия Воронежской области как фон проявления негативных природных процессов // Модели и технологии природообустройства (региональный аспект). 2021. № 1 (12). С. 23-29.
Тихонов В.И., Бакаев Ю.Н. Статистическая теория радиотехнических устройств. М. : Изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1978. 420 с.
Федоров Е.Е. и др. Климат Калининградской области // Почвы Калининградской области. М., 1981. С. 159-174.
Хандожко Л. А. Региональные синоптические процессы : учеб. пособие. Л. : ЛГМИ, 1988. 103 с.
Чернокульский А.В., Елисеев А.В., Козлов Ф.А. и др. Опасные атмосферные явления конвективного характера в России: наблюдаемые изменения по различным данным // Метеорология и гидрология. 2022. № 5. С. 27-41. doi: 10.52002/0130-2906-2022-5-27-41.
Kononova N.K., Lupo A.R. An Investigation of circulation regime variability and dangerous weather phenomena in Russia in the 21stcentury // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2020. V. 606, No. 1. Р. 012023.