Динамики развития конвективной градовой облачности по спутниковой и радиолокационной информации

Спутниковый анализ позволяет получить информацию для исследования и моделирования развития облаков и связанных с ними явлений. При количественной интерпретации спутниковых данных для образования, например, града важно то, что основным фактором, определяющим содержание водяного пара в облаках, является температура. В реальной атмосфере распределение ветра и характер эволюции кучево-дождевой облачности (Cb) очень сложный, траектории Cb при сходстве внешних условий сильно различаются.
Анализ изменчивости скорости конвективной облачности, проведенной за 1996–2012 гг. на территории Пермского края, указал на то, что разность максимальных и минимальных значений скорости ячеек в 6% случаев составляет более 25, в 30% –– 10–25, в 64% –– менее 10 км/ч. Исследование соотношения направления и скорости перемещения Cb с параметрами воздушного потока на уровнях 850, 700, 500 гПа позволило выявить определенные закономерности. Конвективные ячейки в 80% наблюдаемых сроков отклоняются от направления ведущего потока на угол до 60, в 10% –– более 90. Отклонение часто (67%) происходит вправо от ведущего потока. С увеличением скорости основного потока угол отклонения уменьшается. Например, при скорости 10 км/ч угол отклонения 26, 45 км/ч –– 18. Угол уменьшается с увеличение верхней границы Cb, при 5 км угол отклонения составляет 30, при высоте 10 км –– 24. В направлении ведущего потока осуществляется не только перенос облачности, но и распространение ее за счет эволюции. Сравнение скорости перемещения Cb и скорости ведущего потока показало, что изменяется не только величина отклонения, но и его знак. При скорости потока 10 км/ч и ветре более 55 км/ч, скорости конвективных ячеек будут меньше скорости потока, при скорости менее 20 км/ч –– наоборот. Угол отклонения движения конвективной облачности от направления ветра на барическом уровне зависит не только от поворота ветра в слое 1–5 км, но и от разности скорости ветра и скорости движения ячейки.
При изменении содержания водяного пара в облачности (разные стадии развития) при одних температурных условиях могут формироваться различные виды града. Для создания модели облака описывающей формирование облачных частиц и града использовалась спутниковая и радиолокационная информация. Проведено исследование распределения водяного пара и других метеорологических характеристик в градовых облаках, получены результаты расчетов эффективности алгоритмов. Для градовых процессов по данным спутников и радиолокаторов на основе разработанной модели рассчитаны термодинамические, микроструктурные параметры. С применением уравнений модели получены значения водяного пара в различных точках вертикального разреза облака. Спутниковым методом уточняется вероятность образования конвективной облачности и града, а по модели вычисляется распределение характеристик по высоте. Для практической реализации возможно использование данных радиозондирования. В исследовании апробирована численная модель градового облака для оценки распределения водяного пара в различных стадиях развития облака. Проведен анализ процесса образования града на основе сопоставления результатов расчетов по модели (спутниковые, радиолокационные) и радиозондирования, рассчитаны распределения метеорологических характеристик для градовых процессов, исследованы условия зарождения и роста града в облаках на основе модели, определены уровни образования града при определенных температурах.