Прогноз внутрішньомасових злив і гроз
Спосіб Вайтінга - найвідоміший і простіший спосіб прогнозу загрожуй на день, розроблений в США в 1954 р. Він заснований на розрахунку індексу грозової активності До, визначуваного по формулі:
K = T850 - T500 +Td850 - #00700 (8.1)
або по зручнішій на практиці формулі:
K = 2T850 - T500 - D850 - D700 (8.2)
За відсутності значної адвекції розрахунок по формулі (8.1) або (8.2) можна проводити не за прогностичними профілями температури і точки роси, а за даними ранкового зондування.
Неважко зрозуміти, що різниця Т850 - Т500 характеризує нахил кривої стратифікації і відповідно нестійкість атмосфери. Чим більше ця різниця, тим більше буде енергія нестійкості і тим вище розташовуватиметься рівень конвекції (верхня межа конвективної хмари). Точка роси на поверхні 850 гПа Td850 характеризує положення кривої стану. Чим більше її значення за інших рівних умів, тим правіше повинна лежати хмарна адіабата і тим вище повинний бути рівень конвекції. Дефіцит точки роси на рівні 700 гПа D700 характеризує близькість до стану насичення повітря в середині кулі, в якому розглядається можливість утворення гроз.
Таким чином, можна зробити висновок, що збільшення показника До повинне приводити до зростання вірогідності появи загрожуй.
Очевидно, що формула (8.1) є лінійною диськримінантною функцією і, отже, повинне існувати таке порогове значення цієї функції, по якому кожну конкретну ситуацію можна віднести до одного з двох можливих класів: "гроза" - "без загрожуй". Для території США таке порогове значення До виявилося рівним 20, для України - 25.
Крім розрахунку величини До Вайтінг рекомендує враховувати збіжність потоків і швидкість вітру в нижній половині тропосфери : при збіжності (розбіжності) потоків і сильному вітрі, коли розвиток конвекції супроводжується впорядкованими вертикальними рухами повітря, величина До повинна бути відповідно зменшена (збільшена).
Відсутність в даному способі поправок на положення кривих стану і стратифікації дозволяє віднести його до моделі частки.
Для розробки прогнозу загрожуй по території рекомендується розраховувати значення індексу Вайтінга для шкірного пункту, провести ізолінії значень, кратних 5, а потім перенести ці ізолінії по потоку на карті АТ700 з швидкістю, рівною 0,8 швидкості вітру на даному рівні. Загрожуй прогнозуються в тихий районах, де До > 25. Справджуваємість способу Вайтінга для України складає 65-70%.
Спосіб Г. Фауста розроблений для території ФРН і враховує неадіабатичність атмосферних процесів. Г. Фауст для оцінки нестійкості атмосфери запропонував ввести поняття "Нестійкість випаровування", що враховує випаровування хмарних елементів в оточуюче середовище за наступних умів:
- - обпади з хмар не випадають;
- - швидкість випаровування хмарних елементів обернено пропорційна відносній вологості;
- - процес незворотній через втрату вологи при випаровуванні;
- - процес неадіабатичний унаслідок витрати тепло на випаровування і відтоку маси.
Для визначення стану атмосфери Г. Фауст порівнює криву стратифікації не з вологою адіабатою, а з деякою кривою нульової нестійкості, що проходити між вологою і сухою адіабатами.
Величина нестійкості випаровування λ визначається по формулі (8.3). Оскільки визначення трудомістке, Г. Фауст міру нестійкості запропонував обчислювати як різницю між температурою нульового випаровування Tυ і температурою на ізобаричної поверхні 500 гПа Т500, тобто
ΔT = Tυ - T500 +Δr (8.3)
де Δr - поправка на кривизну ізобар.
Температура нульового випаровування Tυ визначається по температурі на ізобаричної поверхні 850 гПа Т850 і середньому дефіциту точки роси в шарі від 850 до 500 гПа D850 - 500 за допомогою таблицею. 8.1.
Поправка на кривизну приземних ізобар враховує вплив на конвекцію впорядкованих вертикальних рухів. При радіусі кривизни ізобари r = 1000, 500 і 250 км поправка відповідно рівна ±1; ±1,4; ±2. Знак плюс береться при циклонічній кривизні (висхідні впорядковані рухи), а мінус - при антициклонічній (низхідні рухи).
Таблиця 8.1