6.3 Перемещение облачных систем и атмосферных фронтов

Исследование динамики облачных образований по серии по­следовательных снимков облачности представляется весьма важным при анализе облачной обстановки.

Облачный вихрь, имеющий спиралевидную структуру, пе­ремещается вдоль вектора, направленного от центра безоблач­ной зоны к центру массива наиболее мощной облачности в пределах облачной спирали. Для оценки направления смеще­ния облачного вихря следует использовать выбросы перистых облаков, которые указывают на направление перемещения об­лачного вихря (рис. 6.7).

Облачные вихри, связанные с южными циклонами (цикло­нами, смещающимися на север и северо-восток), перемещаются в направлении выпуклости шапки, форму которой обычно име­ют СЬ.

Облачная полоса теплого фронта имеет наибольшую гори­зонтальную протяженность (до 1000 км) на начальных стадиях развития циклона (до начала процесса окклюдирования) и со­стоит из облаков слоистых форм (рис. 6.8).

Облачная полоса холодного фронта выгибается в сторону теплого воздуха. Чем больше ее кривизна, тем быстрее облач­ная полоса смещается в направлении нормали, проведенной из центра безоблачной зафронтальной зоны к фронтальной облач­ной полосе. Если профиль облачной полосы меняется (умень-

47

шается кривизна или появляется выпуклость в сторону холодного воздуха), то на этом участке скорость движения облачной полосы снижается (рис. 6.9).

По облачности можно также определить направление перемещения фронта окклюзии, которое определяется на учас­тке, где структура облачности в пределах облачной полосы и за фронтом более или менее однородна. Данный участок фронта движется вдоль вектора, перпендикулярного к фронтальной об­лачной полосе (рис. 6.10).

Таким образом, анализ космических снимков облачности по­зволяет уточнить и конкретизировать облачную обстановку, определенную по данным наземных наблюдений, а также получить обобщенную информацию об облачности на значитель­ной территории.

7 Радиолокационные снимки облачности

Радиолокационные наблюдения за облачным покровом по­зволяют определить наличие и структуру системы облаков в ра­диусе до 200 км от места установки метеорологического радиолокатора (МРЛ). При этом с помощью МРЛ, фиксирующе­го отраженные сигналы от облаков (радиоэхо), можно получить данные о горизонтальной протяженности облачной системы, на­личии зон с градом, грозой и ливнем в радиусе 150—200 км ле­том и 50—90 км зимой, а о мощных кучевых облаках без осадков — в радиусе 40—50 км и 10—20 км соответственно. Сло­исто-дождевые облака МРЛ обнаруживает на расстоянии 90—120 км в летний период и 60—70 км зимой.

По данным вертикальных радиолокационных разрезов обла­ков, в частности по высоте радиоэха {Н) и отражаемости (Z) обла-

ков и осадков, можно судить о форме облаков, наличии или отсу­тствии осадков.

Материалы радиолокационных наблюдений показали, что мезомасштабные поля облаков имеют протяженность порядка 60—100 км и более, а продолжительность существования таких облаков составляет от нескольких до десяти часов.

Достоинством радиолокационных наблюдений является то, что они охватывают большую площадь, при необходимости могут проводиться непрерывно, содержат новые сведения не только об отдельных облаках, но и их системах.

Ниже приводятся типовые примеры радиолокационных снимков, характеризующие различные формы мезомасштабных полей облаков, полученных сотрудниками филиала ГГО — На­учно-исследовательского центра дистанционного зондирования атмосферы (НИЦ ДЗА) в пос. Воейково (рис. 7.1—7.4).

Указанные снимки состоят из трех частей. В правой части этих снимков представлены результаты объемных горизон­тальных разрезов облаков на индикаторе кругового обзора (ИКО). Эти данные получены метеорологическим радиоло­катором типа МРЛ-5 во время непрерывного последовательного обзора пространства от угла места его антенны Одо 30° или 60° в зависимости от расстояния до облаков. В этой же части рисунков маркером со стрелкой выделена зона облака (квадрат), в которой проведен вертикальный разрез. Результаты этого разреза показаны в средней левой части рисунков, а над ним (левая вер­хняя часть рисунка) в более крупном масштабе — зона облака, выделенная маркером в правой части рисунка.

Положение стрелки на ИКО всех рисунков указывает азиму­тальное направление данного вертикального обзора. Это направ­ление можно изменять от 0 до 359°.

В левой нижней части рисунков приводится изменение отра­жаемости Z в зависимости от высоты радиоэха облака Н

49

(величина отражаемости lg Z условно обозначена через Nb, от­кладывается по оси абсцисс; высота в километрах — по оси орди­нат). Величина отражаемости облака Z зависит от числа капель и их диаметра в облучаемом МРЛ объеме облака. Здесь же показа­на красная горизонтальная линия, которая характеризует высо­ту изотермы О °С, получаемой по данным радиозондирования атмосферы.

Слева от рисунков помещена таблица, в которой указаны номер каждого обзора МРЛ и время его проведения, а выше нее — гра­дации lg Z и соответствующие им цвета.

На рис. 7.1 показана облачная система фронта окклюзии — слоисто-дождевые облака, простирающиеся с севера на юг почти на 200 км, высота радиоэха которых достигала 8 км. Наличие ра­диоэха до земли в средней левой части рисунка свидетельствует о выпадении осадков из облака.

На рис. 7.2 представлены результаты объемного горизон­тального обзора мезосистемы облаков холодного фронта, сме-

щающегося с ЮЗ на СВ, состоящей из отдельных очагов куче-во-дождевых облаков. По азимуту 260° в обнаруженной системе на­блюдалось развитие грозового облака, высота его верхней границы в 12 ч 50 мин всемирного скоординированного времени (ВСВ) была равна 12 км (на ИКО это облако помечено стрелкой).

На рис. 7.3 приводятся результаты наблюдений конвектив­ных облаков до высоты 5 км. Из рисунка следует, что эта мезо-система облаков существенно отличается по структуре от фронтальной, приведенной на рис. 7.2. Характеризуется нали­чием изолированных ячеистых очагов облачности, что типично для внутримассовой конвективной облачности.

На рис. 7.4 представлены результаты наблюдений мезосисте­мы облаков теплого фронта, состоящей из слоистообразных обла­ков. Вертикальный разрез этих облаков показывает, что их высота не превышает 5,5 км, а изменение профиля отражаемости с высотой дает основание считать, что слабые осадки из этих об­лаков не достигают поверхности земли.