Прогноз грозовых событий над Нижним Новгородом по данным наземных микроволновых измерений

Начиная с конца 20 века, в зарубежных странах активно развиваются системы сверхкраткосрочных метеорологических прогнозов (наукастинга) с заблаговременностью от нескольких мин до нескольких часов, которые применяются, в частности, в интересах авиации. Помимо значительного повышения авиационной безопасности, такие прогнозы должны способствовать существенному снижению убытков аэропортов от не предсказанных (но случившихся) опасных метеоявлений. В соответствие с требованиями ВМО, для повышения достоверности наукастинга необходимы постоянные измерения профилей температуры тропосферы с высоким временным разрешением (5-30 мин). Поэтому в современных системах наукастинга (например, в CAN-Now, Канада) применяются коммерческие микроволновые спектрорадиометры производства Radiometrics Corporation (США) и Radiometer Physics GmbH (Германия). Данные приборы непрерывно измеряют спектры собственного излучения атмосферы в диапазоне частот 20-60 ГГц со сравнительно небольшим временем накопления одного спектра. По каждому спектру оперативно (в реальном режиме времени) восстанавливаются вертикальные распределения температуры и паров воды в диапазоне высот 0-10 км с высоким пространственным (от нескольких десятков метров) и временным (1-2 мин) разрешением. Микроволновой мониторинг температуры применяется для прогноза туманов, погоды в аэропортах, гроз и конвективных штормов [1-4], а так же для метеорологического обеспечения крупных международных событий, в частности, олимпиад [5].
Начиная с конца 2013, в ИПФ РАН практически в постоянном режиме функционирует спектрорадиометр RPG-HATPRO-G3 (Германия). В данной работе проведен ретроспективный прогноз грозовых штормов над Нижним Новгородом в 2014-2018 гг. по индексам конвективной неустойчивости, рассчитанным по данным микроволновых и радиозондовых измерений. Рассматривались следующие индексы: CAPE (Convective Available Potential Energy), CIN (Convective Inhibition), FT (Fog Threat), JI (Jefferson Index), K index, KO index, LI (Lifted Index), MDPI (Microburst Day Potential Index), Showalter Index, S index, T1 gust (dry stability index), Thompson index, Total Totals index, TQ index и EPI. В качестве индикатора наличия или отсутствия грозы использовались данные электростатического флюксметра ИПФ РАН. Кроме того, проверена работоспособность в наших условиях индекса LTI (Lightning Threat Index), разработанного в работе [6] для южной Африки.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 18-72-10113.