книги из ГПНТБ / Садовников, А. В. Характеристика синоптических процессов над территорией Советского Союза учеб. пособие

УДК 551.509 (075.8)

'.••c.TSMS. С 4;f-

••i-.i..r.iV;njiAr' •

Технический редактор А. И. Лаішман

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Ооновой для прогнозирования погоды на короткий срок-слу- жат закономерности возникновения, развития и затухания отдель­ ных барических образований (циклонов и антициклонов), фронталь­ ных зон и фронтов, а также закономерности.их перемещения. Важ­ ное значение имеет еще учет влияния физико-географических осо^

госодержание. Чаще всего одновременно - изменяются многие погод­ ные характеристики, т . е . погода в целом.

Наиболее крупные физико-географические особенности влияют не только на погоду, но и.на циркуляционные процессы. Влияние проявляется главным образом в том, что в одних и тех же широт­ ных зонах земного шара различные циркуляционные процессы на­ блюдаются не всюду одинаково часто, а концентрируются преиму­ щественно в определенных.районах, обусловливая своеобразный режим процессов и погоды. Знать эти.особенности совершенно не ­ обходимо в первую очередь синоптику.

Исследование режима циркуляционных процессов проводится уже давно. Наиболее полная сводка таких исследований, относя­ щихся к территории Советского Союза, содержится в "Руководстве по краткосрочным прогнозам погоды", ч.Ш. Однако эти исследова­ ния охватывали в рѳэличных случаях разные районы, осуществляв лись не на одном и том же материале и преследовали не одинако­ вые цели. Все это делает их результаты не вполне, а иногда и

\

4

вовсе несравнимыми между собой. Такие материалы мало пригодны для изучения региональных особенностей оиноптичѳоких процессов над обширной территорией Советского Союза.

Настоящая работа ставит овоей цзлью восполнить указанный пробел. Ее основная особенность состоит в следующем. Во-перг вых, режим процеосов над всей территорией рассмотрен по.одно­ му и тому же исходному материалу; во-вторых, оценка.синоптиче­ ских обстановэк выполнялась не визуально, а численно; в треть­ их, рассмотрен режим не некоторых, а всех возможных элѳдентар? ных циркуляционных систем: циклонов, ложбин, прямолинейных изо ­ бар, гребней, антициклонов, седловин и размытых полей, а также господствующее направление перѳнооа воздуха. Такой подход по ­ зволил впервые.получить полную-вероятностную характеристику• циркуляционного режима и, стало быть,.выявить не только наи­ более часто встречающиеся.процзосы, но и те из них, которые встречаются наиболее редко и в силу этого представляют особый практический и н т е р е с так как именно с ними, как правило,-бы­ вают связаны наиболее резкие аномалии погоды в том или ином районе.

Работа предназначена в качестве учебного пособия для.изу-

5

щей поверхности и космоса), так и внутренними свойствами самой атмооферы. Основными формами возмущений являются циклоны и ан­ тициклоны, представляющие-собой не только определенные сиотемы движения-воздуха, но и вполне определенные погодные системы в о ­ обще. Это обусловлено тем, что главнейшие погодообразующие про­ цессы (вертикальные движения воздуха, адвекция, и неадиабатяче-

делены на упорядоченные и неупорядоченные. Упорядоченные верти­ кальные движения (вертикальные токи) возникают за счет сил тур-

и даже суток и одновременно охватывают обширные пространства, соизмеримые с размерами барических образований. Это приводит к формированию обширных полей облачности.и осадков (оря воохо-

дявдх движениях) или столь.же обширных зон малооблачной погоды (при нисходящих движениях).

6

Связь между вертикальными токами,и полем давления выража­ ется формулой (Руководство по КПП, ч . І , Гидрометиздат, 1964)

нестационарность в слое между поверхностью земли и изобариче­ ской поверхностью^, на которой рассматриваются вертикальные токи. Легко видеть, что эффект турбулентной вязкости приводит к тому, что там, где у поверхности земли имеет место циклони­

ются. При ослаблении циклонячности или усилении антициклонич­

сферы принадлежит эффекту турбулентной вязкости в пограничном слое. Вклад нестационарности в большинстве случаев лишь несколь­

7

Неупорядоченные вертикальные движения (конвективные верти­ кальные движения) возникают, как известно, при наличии-термо­ динамически неустойчивой стратификации атмосферы. Наиболее я р ­ ким их проявлением являются конвективные облака и сопутствующие им явления (ливневые осадки,грозы, а иногда и шквалы).-Величи­ на неупорядоченных вертикальных движений может превосходить 15 - 20 ы/сек. Однако в отличие от вертикальных токов, области; занятые этими движениями одного знака, сравнительно невелики (до нескольких километров в диаметре)!и сохраняются непродол-?

жительноѳ время (до нескольких часов). С другой стороны, райо­ ны, занятые конвекцией, могут быть весьма обширными и, как по ­ казывает синоптический опыт, имеют определенную.статическую связь с циклоничностью приземного поля давления.

Следовательно, первой основной характеристикой синоптиче­ ского положения является циклоничность поля давления и прежде всего поля давления у поверхности Земли, количественным выра­

рологического элемента) повшают локальное изменение этого свойства за счет его горизонтального переноса. Области, занятые адвекцией одного знака, обычно охватывают про­

Следовательно, второй основной характеристикой-синоптиче­ ского положения являэтоя адвекция различных метеорологических элементов. Для ее количественной оценки в некоторый момент вре ­

8

вкачестве второй характеристики синоптических процессов

целесообразно выбрать градиент давления у поверхно­ сти Земли ^--рп> величинарп и нацравление d которого опре ­ деляются выражениями

(1.4)

Кн е а д и а б а т и ч е с к и м относятся процессы, приводя­

сферные фронты довольно тесно связаны с барическим полем: каж­ дому фронту непременно соответствует более или менее.выражен­ ная барическая ложбина, по оси которой и проходит фронт. По­ скольку на оси ложбины наблюдается наибольшая циклоническая кривизна барического доля, здесь всегда имеют место восходя­ щие вертикальные токи, которые приводят к формированию облач­ ной системы, локализованной вдоль оси ложбины (вдоль фронта), - фронтальной облачной системы. Причем, чем лучше выражена.ба­ рическая ложбина, тем интенсивнее (при прочих равных условиях) восходящие токи и тем лучше развита облачная система и сопут­ ствующие ей явления.

9

Поперечные размеры фронтов составляют сотни километров, что примерно в 10 раз меньше размеров основных баричеоних об - разований (циклонов и антициклонов). Следовательно,.фронты в атмосфере являются солее мелкими структурными образованиями,

нием числа характеристик очень быстро возрастает объем исход­ ного материала, необходимый для получения надежных статястиче-, ских данных.