Influence of the temperature, humidity and see-level pressure on development of squalls in the southeast of Western Siberia .pdf Одной из актуальных задач метеорологии являются выявление природы опасных явлений погоды (ОЯ), связанных с зонами активной конвекции (ливень, град, шквалы), исследование их повторяемости, условий возникновения и прогнозирования. Актуальность решения этой задачи подтверждают фактические данные об ущербе, причиняемом отраслям экономики конвективными ОЯ. Ущерб исчисляется миллиардами рублей, влечет за собой человеческие жертвы, пагубно влияет на экологию [1].В последние годы на юге Томской области участились случаи возникновения конвективных ОЯ. В ночь с 9 на 10 июля 2005 г. по южным районам Томской области прошел ураган. Зону примерно в 1000 га охватила сильнейшая гроза с ливнем и ураганным ветром силой до 20-25 м/с. Гроза продолжалась четыре часа, с часу ночи до пяти утра. Ветер с легкостью подрубал стволы берез, осин и даже сосен, а некоторые вырывал с корнем. На трассе Томск-Мельниково было повалено около 40 га леса. В семнадцати населенных пунктах Шегарско-го и Томского районов были повреждены линии электропередач и прервана подача электроэнергии.Вечером 17 июня 2007 г. на юго-западные районы Томской области обрушился ураганный ветер с грозой и ливнем, порывы ветра достигали 27 м/с. Сотни километров оборванных электропроводов, вышедшие из строя станции водозабора, тысячи поваленных деревьев. Почти два дня без света оставалось большинство томичей и жителей 142 населенных пунктов в Томском, Кривошеин-ском, Шегарском и Кожевниковском районах. Самый серьезный урон от стихии понесли Ленинский и Октябрьский районы г. Томска. Около 20 крупных транспортных магистралей были заблокированы. Один человек погиб и более десятка ранены. Согласно официальным данным, в Томской области ущерб составил порядка 40 млн руб. (из них в областном центре - 31 млн руб.).Анализируя последствия ураганов 10 июля 2005 г. и 17 июня 2007 г., можно сделать вывод, что над южными районами Томской области в эти дни развивалась мощная кучево-дождевая облачность с грозами, сильными ливнями и шквалистыми усилениями ветра до 25-30 м/с. В работе [2] отмечено, что ущерб от ОЯ определяется не только интенсивностью и продолжительностью явления, но и характером местности, над которой оно осуществляется, поэтому исследование местных особенностей формирования шквалов представляется весьма актуальным.В метеорологии шквалом называется внезапное резкое усиление ветра на 8 м/с и более за короткий промежуток времени, не более 2 мин. Скорость ветра при шквале больше 10 м/с (нередко превышает 25 м/с). Продолжительность шквала от одной минуты и более. Наблюдается при кучево-дождевых облаках, грозах, ливнях [3, 4]. Шквал считается опасным явлением погоды, если скорость ветра при шквале (включая порывы) не менее 25 м/с [5].Материалом для исследования послужили данные регулярных и специальных наблюдений за погодой, взятые из дневников погоды АВ-6. Период исследования составил 14 лет: с 1991 по 2004 г. Всего за исследуемый период были выявлены и рассмотрены 64 случая со шквалами. Шквалы в районе г. Томска наблюдаются с мая по сентябрь, при этом чаще всего отмечаются шквалы умеренной силы (со скоростью ветра от 15 до 19 м/с), сильные шквалы (со скоростью 20 м/с и более) отмечаются редко и составляют около 10% от общего числа случаев [6].Вероятность возникновения шквалов тесно связана с распределением метеорологических элементов у поверхности земли. Для изучения влияния различных метеорологических элементов на возникновение шквалов в работе исследованы: температура воздуха (T), температура точки росы (Td), парциальное давление водяного пара (е), относительная влажность (f), атмосферное давление, приведенное к уровню моря по стандартной атмосфере (P) в сроки, ближайшие ко времени возникновения шквала.Для прогноза шквалов с заблаговременностью до 9-12 ч российскими и зарубежными учеными разработано множество расчетных методов с использованием различных предикторов [7]. Одними из наиболее важных и часто использующихся предикторов являются максимальная температура воздуха (Tmax) и максимальное значение температуры точки росы в утренний срок (Tdmax). Исследование зависимости повторяемости шквалов от максимальной температуры воздуха изложено в работе [8], поэтому в данной статье будут более подробно рассмотрены изменения значений Tdmax при шквалах.Повторяемость шквалов в зависимости от распределения различных метеорологических элементов рассчитана по месяцам теплого периода года с мая по сентябрь и представлена в табл. 1-4.Температура воздуха у поверхности земли в момент, ближайший к началу шквала, ниже, чем макси-211мальная температура воздуха в день с явлением. Это объясняется тем, что к моменту начала шквала уплотняется облачность, увеличивается ее количество, в большинстве случаев шквалы сопровождаются грозой и ливневыми осадками. Повторяемость шквалов в зависимости от температуры воздуха у земли представлена в табл. 1. Чаще всего (около 40% случаев) шквалывозникают при температуре 15-20°С. Более половины всех шквалов (53% случаев) возникают при температуре воздуха от 20 до 30єС. Сильные шквалы в летнее время года (июнь-август) отмечаются при повышенной температуре воздуха 25-30єС, в переходные сезоны года (май и сентябрь) - при температуре 10-15єС. В сентябре шквалы отмечаются при Т< 20єС.Зависимость повторяемости шквалов от температуры воздуха у земли, %Т а б л и ц а 1T, єСМесяцСлабые и умеренные шквалыСильные шквалыВсего за сезонМайИюньИюльАвгустСентябрь10,0-14,91,63,1--3,14,73,17,815,0-19,99,49,44,712,53,137,51,639,120,0-24,910,91,612,56,2-29,71,631,225,0-29,94,74,710,91,6-18,73,121,9Влагосодержание воздуха имеет огромное значение для развития грозовой деятельности и в значительной степени влияет на возникновение шквалов. Поэтому мы рассмотрели различные характеристики влажности, которые используются при прогнозе гроз и шквалов. Повторяемость шквалов в зависимости от парциального давления водяного пара (е, гПа) представлена в табл. 2, повторяемость шквалов в зависимости от максимального значения температуры точки росы в утренний срок (Tdmax, єС) дана в табл. 3. Как показывают данные табл. 2 и 3, значения е и Tdmax при шквалах имеют хорошо выраженный сезонный ход, от мая киюлю они повышаются, затем убывают к сентябрю. Большинство шквалов (75% случаев) образуются при высоком влагосодержании воздуха, 10 ≤ е ≤ 20 гПа и 10 ≤ Tdmax ≤ 20єС. Значения е > 20 гПа и Tdmax> 15єС отмечаются только в летние месяцы (июнь-август). Относительная влажность воздуха f при шквалах является наиболее изменчивым параметром из рассмотренных нами параметров влажности. Ее значения при шквалах изменялись от 27% при сухих шквалах до 98% в тех случаях, когда шквалы сопровождались ливневым дождем и градом. Чаще всего шквалы отмечаются при относительной влажности воздуха от 60 до 80%.Зависимость повторяемости шквалов от парциального давления водяного пара, %Т а б л и ц а 2Парциальное давление водяного пара е, гПаМесяцСлабые и умеренные шквалыСильные шквалыВсего за сезонМайИюньИюльАвгустСентябрь5.0-9,97,81,6--3,19,43,112,510,0-14,914,14,71,67,83,128,13,131,215,0-19,94,710,917,210,9-42,21,643,820,0-24,9-1,66,21,6-7,81,69,425,0 и более--3,1--3,1-3,1Зависимость повторяемости шквалов от максимального значения температуры точки росы в утренний срок, %Т а б л и ц а 3Td єС mах?МесяцСлабые и умеренные шквалыСильные шквалыВсего за сезонМайИюньИюльАвгустСентябрь

Скачать электронную версию публикации