книги из ГПНТБ / Применение информации метеорологических спутников в анализе и прогнозе особых явлений погоды для авиации (пособие для синоптиков АМСГ, ЗАМЦ и МГАМЦ)

облачной системы равна температуре атмосферы на этом же уровне, то высота ВГО циклона «Мишель» также составляет около 10 км.

Одновременно с углублением тропического циклона 23— 26 марта, как видно на снимках рис. 1 б, г, происходило размыва­ ние линии шквалов. Ее очертания на снимках стали неровными,

она сузилась и укоротилась. Возможно, эти изменения связаны

Рис. 3. ИК, AK М-3, в. 140, 26 марта 1970 г., 22 ч 10 мин мск. Расширение области холода тропического циклона «Мишель» при его развитии до 3-й категории.

с тем, что циклон «Мишель» 26 марта оставался малоподвижным на протяжении всех суток.

К 26 марта относятся два последующих снимка (рис. Id, <?). Согласно фотографиям, облачная система циклона имела форму неправильного круга, вся его центральная часть покрылась плот­ ной перистой облачностью. Расширение зоны перистой облачности является важным признаком увеличения интенсивности тропиче­ ского циклона. В тех местах, где ее пелена тоньше, в кучево-дожде­ вой облачности (рис. 1 е) можно различить циклонически изогну­ тые просветы. Хотя «глаз циклона» на снимке еще не виден, но

12

компактная форма облачной системы тропического циклона, ее спиралевидная структура позволили отнести циклон к 3-й катего­

в циклоне достигала 50—55 м/с, а давление в его центре могло

Рис. 4. ИК, AK М-3, в. 170, 28 марта 1970 г., 22 ч 25 мин мск.

Тропический циклоп «Мишель» в период максимального раз­ вития, в 4-й категории.

уровне ВГО равнялись —48° С. На кривой стратификации, по­ строенной по данным радиозондирования в районе расположения циклона, температуре —480C соответствует высота около 12 км.

Следовательно, высота ВГО была приблизительно 12 км.

К 28 марта циклон «Мишель» находился в стадии урагана

(рис. і ж, з). Понятие «ураган», в соответствии с терминологией в [25], распространяется на все интенсивные тропические ци­

клоны средних или больших размеров независимо от района их наблюдения. Вблизи геометрического центра урагана появился

«глаз бури» (рис. 1ж). Облачная система приобрела форму круга.

Просветы на периферии центрального облачного массива, где пе­

ристые облака более прозрачны, изогнуты в виде спиралей. Эту же форму повторяет облачная полоса. По степени развития циклон был отнесен к 4-й категории. Поскольку диаметр облачной

13

системы был равен 10° широты, максимальные скорости ветра в нем оценены как величины порядка 75—80 м/с, давление в центре ци­ клона составило 920—940 мб. Как и выше, для оценки высоты ВГО

циклона, помимо радиационных данных (рис. 4 б), привлекались материалы радиозондирования. Высота ВГО вблизи центра тропи­ ческого циклона достигала 11 км.

Линия шквалов в начале суток 28 марта была выражена слабо

(рис. Ідас). Она определяла будущее перемещение урагана при­

мерно на запад. Реальное движение тропического цик­

спиралевидная структура облачной системы тропического цик-

признаки разрушения циклона «Мишель». Уменьшился его диа­ метр, укоротились спиральные полосы кучево-дождевых облаков

и поредела пелена перистой облачности над ним. При этом цик­ лон начал смещаться в юго-восточном направлении в средние ши­ роты. Затем он сблизился с полярным фронтом и превратился во внетропический циклон.

3.ОБЛАЧНЫЕ СИСТЕМЫ ФРОНТОВ И ЦИКЛОНОВ

ВУМЕРЕННЫХ ШИРОТАХ

Облачные системы фронтов и циклонов хорошо видны на ТВ и ИК снимках с метеорологических спутников Земли [7, 9, 11, 13, 18].

Первые видны чаще всего в виде немного изогнутых полос об­ лаков различной ширины, яркости и структуры, а вторые — в виде облачных спиралей и вихрей различных размеров (особенно в ци­ клонах в стадии максимального развития и стадии окклюдирова-

14

ния). Длина и ширина фронтальных облачных полос зависит от горизонтальной протяженности фронтов, а размеры и форма об­ лачных спирален и вихрей — от диаметра, активности и стадии раз­ вития циклонов.

3.1.Облачные системы фронтов

3.1.1.Облачная система холодного фронта видна,

как правило, наиболее отчетливо на снимках со спутников в виде яркой белой полосы шириной до 200—300 км и длиной до 1000 км

иболее, с вкраплениями еще более ярких белых пятен. Полоса

состоит из слоисто-дождевой облачности, а вкрапления более яр­

ких белых пятен соответствуют скоплению кучево-дождевых об­

лаков.

Активные холодные фронты просматриваются на ТВ и ПК снимках как непрерывные, хорошо развитые облачные полосы. По мере уменьшения активности фронта облачная полоса стано­ вится уже и в ней появляются разрывы. Облачная полоса холод­ ного фронта имеет изгиб, соответствующий его изгибу под влия­ нием циклонической циркуляции воздуха. Линия холодного фронта

у поверхности Земли всегда находится в пределах облачной по­ лосы. Если в облачной полосе преобладают облака слоистых форм (что характерно для холодной половины года), то линия призем­ ного фронта лежит вблизи правой (передней) ее кромки. Если в облачной полосе преобладают кучево-дождевые облака, что ха­ рактерно для лета, то линия холодного фронта у поверхности Земли располагается чаще у левой (тыловой) кромки облачной полосы.

Облачная полоса холодного фронта располагается над бариче­ ской ложбиной на приземной карте погоды и совпадает с зоной больших горизонтальных градиентов температуры в нижней поло­

500 мб.

Пример облачной системы холодного фронта приведен на рис. 6. На ТВ снимке хорошо видна белая, немного изогнутая полоса хо­ лодного фронта ВГД. Ширина облачной полосы около 200 км, длина 2500—2600 км.

Облачная система холодного фронта состоит из слоисто-дожде­

вых, высокослоистых, перистых и кучево-дождевых облаков. Она

располагается над барической ложбиной у поверхности Земли. Ли­ ния холодного фронта у земной поверхности находится в пределах облачной полосы, ближе к ее передней кромке. В тылу ее, в холод­ ной воздушной массе, наблюдается широкая зона кучевой облач­ ности. На высотах над этой зоной располагается передняя часть высотного циклона.

Под облачной полосой холодного фронта и непосредственно за ней на приземной карте погоды отмечается зона больших горизон­ тальных градиентов температуры у поверхности Земли и в нижней половине тропосферы.

15

Другой пример облачной полосы холодного фронта представлен

па рис. 8, описание которого дано ниже.

3.1.2. Облачная система теплого фронта на ТВ и

HK снимках выглядит несколько сложнее, чем облачная система холодного фронта. Она отличается большим разнообразием форм

и размеров. Для теплого фронта характерна полоса облаков ши­ риной 300—500 км и длиной от нескольких сотен до 1000 км. Наи­

фронта часто выгибается в сторону холодного воздуха. Полоса об­ лаков этого фронта, как правило, состоит из однородной слоисто­ дождевой облачности, в которой в летнее время иногда наблюда­ ются отдельные вкрапления кучево-дождевых облаков. Тыловая ее граница обычно более четкая, чем передняя.

Летом в дневное время перед облачностью теплого фронта ча­ сто наблюдаются беспорядочно разбросанные кучевые облака в хо­ лодной воздушной массе. За фронтом в зимнее и переходное время года облачность теплого фронта часто переходит в низкие слои­ стые облака и туманы теплой воздушной массы. В таких случаях

на ТВ снимках виден обширный облачный массив без характерной

вытянутой полосы облаков теплого фронта; только ПК снимок поз­ воляет отделить облака теплого фронта по их более яркому бе­ лому тону от низких внутримассовых слоистых облаков и туманов

теплого сектора, имеющих более высокую температуру и часто сли­ вающихся с окружающим пространством, свободным от облаков.

В тех случаях, когда теплые фронты размыты, что особенно ха­ рактерно для лета, они проявляются на снимках со спутника

в виде полос перистых облаков. Линия теплого фронта у земной поверхности располагается вблизи тыловой части облачной полосы.

Облачности теплого фронта обычно соответствует зона несколько меньших горизонтальных градиентов средней температуры в ниж­ ней половине тропосферы (в слое 500—1000 мб), чем облачности

холодного фронта.

Передний край облачной полосы теплого фронта располагается вблизи оси высотного барического гребня.

Пример облачной системы теплого фронта приведен на рис. 7.

Участок АБ яркой полосы облаков представляет собой облачную систему теплого фронта в молодом циклоне. Наибольшая ширина

полосы облаков отмечается вблизи центра циклона, где она дости­ гала 700—750 км. На периферии зона облаков сужается до 250—

300 км. Облачная система теплого фронта состоит из слоистооб­ разных облаков и лишь местами в ней отмечаются кучево-дожде­ вые облака, на что указывают яркие пятна в облачной полосе и

ливневые дожди на некоторых метеорологических станциях в зоне фронта. Передняя кромка облачной системы теплого фронта неров­ ная и размытая вследствие волокнистой структуры и малой опти­ ческой плотности перистых облаков. Тыловая граница облачной си­ стемы теплого фронта более яркая и четкая. Изогипсы на карте OPθ0 почти параллельны облачной полосе теплого фронта.

18

3.1.3. Облачная система фронта окклюзии видна на ТВ и ИК снимках обычно в виде облачной спирали, закручен­

ной против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой — в южном. Ширина полосы облаков в спирали обычно 250—300 км,

но иногда достигает 500 км и более. Внешняя (передняя) часть облачной спирали бывает обычно расплывчатая, изорванная, а вну-

Рис. 7. ТВ М-14, 726, 11 мая 1973 г„ 6 ч 39 мин мск. Облачность теплого фронта над центральной частью Европейской территории СССР.

тренняя — более четкая. За облачной спиралью, как правило, сле­ дует безоблачная полоса, а далее на некотором расстоянии рас­ полагаются гряды и скопления конвективных облаков, также имею­ щие спиральный изгиб, обусловленный циклонической циркуляцией.

Фронт окклюзии у поверхности Земли лежит в пределах облач­ ной спирали, вблизи тыловой ее части, если она имеет резкую границу. Если же внутренняя кромка облачной спирали нечеткая,

то фронт окклюзии у поверхности Земли расположен ближе к цен­ тральной части облачной спирали.

Облака фронта окклюзии по мере удаления от центра циклона

переходят в облачность холодного фронта. Этот переход часто

19

происходит без заметного раздвоения облачной спирали на облака холодного фронта и облака теплого фронта. Положение точки окклюзии определяется иногда по небольшому утолщению и вы­ ступу с правой стороны спиральной облачной полосы. Это утолще­

ние (выступ) представляет собой остатки облачной системы теп­

лого фронта.

На приземной карте погоды облачная спираль фронта окклю­ зии располагается в передней части циклона. Иногда фронт ок­ клюзии со временем трансформируется в холодный, реже — в теп­ лый или стационарный фронт. В этих случаях облачная полоса фронта окклюзии приобретает характерные признаки и конфигу­ рацию облачных систем указанных выше фронтов.

Облачная полоса фронта окклюзии совпадает с положением оси термического гребня в нижней половине тропосферы, а ее перед­ няя граница — с осью барического гребня на поверхности 500 мб. В тылу облачной полосы фронта окклюзии на поверхности 500 мб располагается ложбина или циклон, а в нижней половине тропо­ сферы— ложбина холода.

Пример облачной системы фронта окклюзии приведен на рис. 8. Участок АБВ облачной спирали на этом рисунке является облач­ ностью фронта окклюзии. Эта облачная спираль состоит из слои­ стообразных облаков нижнего, среднего и верхнего ярусов. Ме­ стами в облачной спирали видны более яркие пятна кучево-дожде­ вых облаков. Метеорологические станции в этих районах отмечают ливневые дожди. Ширина облачной спирали фронта окклюзии составляет 450—500 км, а на 57° в. д. возрастает до 800—900 км. Длина зоны облаков фронта окклюзии около 2300 км. Передняя кромка спиральной облачной полосы неровная, изорванная, осо­ бенно южнее 57° с. ш. Тыловая часть облачной спирали более ров­ ная и четкая. У поверхности Земли фронт окклюзии лежит в пре­ делах облачной спирали, ближе к ее тыловой части. Вблизи точки В облачная спираль фронта окклюзии раздваивается на облака теплого фронта (участок ВГ) и полосу облачности холодного фронта (участок ВДЕЖЗ). Спиральная облачная полоса фронта окклюзии располагается в области небольшого гребня тепла и в передней части обширного очага холода в тропосфере. За фрон­

том окклюзии, в холодной воздушной массе видна широкая по­ лоса малооблачной погоды.

Облачная полоса холодного фронта с волнами (участок ВДЕЖЗ) располагается в меридиональном направлении от 71 до

40° с. ш. Она состоит из слоисто-дождевых, высоко-слоистых, пе­ ристых и кучево-дождевых облаков. Ширина облачной полосы из­ меняется на различных участках от 200 до 300 км. Линия холод­ ного фронта у поверхности Земли лежит в пределах облачной по­ лосы ближе к ее передней кромке. Вблизи точек Д, Е, Ж, 3 видно расширение, уплотнение и искривление облачной полосы, вызван­ ное возникновением волновых возмущений на холодном фронте в этих районах. За холодным фронтом наблюдается широкая зона малооблачной погоды в барическом гребне у поверхности Земли

20

и в передней части высотного циклона и очага холода в тропо­ сфере. Облачная полоса холодного фронта совпадает с зоной

больших горизонтальных градиентов температуры у земной по­ верхности и с зоной больших горизонтальных градиентов относи­ тельного геопотенциала на карте θɪʒɑθθ.

3.1.4. Облачная система стационарного фронта на ТВ и ИК снимках видна в виде яркой белой полосы облаков шириной до 200—300 км. По сравнению с облачными системами холодного и теплого фронтов она менее однородна (в ней име­

ются просветы), а ее границы обычно менее четкие. В летнее время днем на малоподвижных фронтах особенно с волнами часто раз­ виваются мощные кучево-дождевые облака. Вблизи вершин волн на холодных участках фронта часто наблюдаются скопления мощ­ ных конвективных облаков в виде вытянутых пятен (очагов) ши­ риной 50—100 км, иногда до 200—300 км, и длиной до 500— 600 км. Отдельные мощные кучево-дождевые облака и скопления этих облаков в виде полосы (гряды или цепочки) тянутся вдоль малоподвижного фронта на расстояние до 2000 км, а иногда и более. Края мощных конвективных облаков часто размыты пери­ стыми облаками наковален. Иногда перистые облака наковален вытянуты в одну сторону в виде «вымпелов» вдоль направления ветра на этом уровне. Отдельные мощные конвективные облака и скопления этих облаков видны на ТВ и ИК снимках в виде ярко­ белых пятен.

Линия фронта у земной поверхности располагается в пределах полосы (гряды) облаков и смещается в сторону теплого или хо­ лодного воздуха в зависимости от степени неустойчивости и влагосодержания теплой воздушной массы и поступательного движения отдельных участков фронта. Стационарным фронтам на призем­

ных и высотных картах соответствуют обычно малоградиент­ ные барические поля. Изогипсы на уровне 500 мб и изолинии на OT15θθ0 располагаются чаще всего параллельно облачной полосе.

Пример облачной системы на стационарном фронте в летнее время днем приведен на рис. 9. На ТВ снимке хорошо видна почти прямая полоса облаков (ВДЕЖЗ), проходящая с севера на юг. Эта полоса облаков является облачностью квазистационарного

фронта с волнами.

Ширина зоны облаков составляет около 100 км на севере (се­

вернее точки Д) и постепенно расширяется к югу до 300—¿50 км. В отличие от облачных систем холодных и теплых фронтов, а также фронтов окклюзии облачная полоса квазистационарного фронта,

как видим, не имеет циклонической или антициклонической кри­ визны. Облачный массив фронта неоднороден, и в нем имеются не­ большие просветы. Облачная система малоподвижного фронта сформирована из слоисто-и кучевообразных облаков нижнего, сред­ него и верхнего ярусов. Вблизи вершин волновых возмущений на

фронте (вблизи точек Д, Е, Ж, 3) видны более яркие белые пятна скоплений кучево-дождевых облаков.

21