44. Вертикальные движения

Поле вертикальных движений атмосферы До сих пор, при изучении атмосферных движений, основное внимание уделялось рассмотрению горизонтального движения. Хотя величина горизонтальной скорости в обычных условиях на порядок и бо-лее превышает величину вертикальной скорости, тем не менее, вертикальная скорость ветра играет большую роль в развитии атмосферных процессов. Учёт вертикальной скорости необходим при изучении атмосферных процессов в горных районах, при конвективных движениях и в некоторых других случаях. Вертикальные движения атмосферы особенно важно учитывать при рассмотрении процессов формирования облаков и осадков. В Z-системе вертикальная скорость

характеризует изменение высоты фиксированной частицы воздуха со временем При

высота фиксированной частицы воздуха увеличивается, т.е. частица совершает восходящее движение. При

высота фиксированной частицы воздуха уменьшается, т.е. частица совершает нисходящее движение. В Р-системе аналогом вертикальной скорости является

. Расчёт вертикальных движений атмосферы Вертикальные движения атмосферы непосредственно не измеряются, а рассчитываются на основе их связей с полями давления, ветра и температуры воздуха. Существует несколько способов вычисления вертикальной скорости при упорядоченных движениях воздуха: по уравнению неразрывности (интегрирование уравнения неразрывности в изобарической системе координат), с использованием уравнения притока тепла, по адиабатическим изменениям температуры и др. Данные методы требуют определённой точности при определении исходных параметров (например, плоской дивергенции скорости, локальных и адвективных изменений температуры), что требует большого количества начальных данных. Погрешности вычисления, например, дивергенции, могут быть того же порядка, что и сама дивергенция. Поэтому данные методы не всегда могут быть реализованы с необходимой для практических целей точностью. Наибольшее практическое применение нашёл метод расчёта вертикальной скорости, основанный на совместном использовании вертикальной составляющей вихря скорости и неразрывности с учётом вклада дивергенции воздушных течений (Дюбюк А.Ф., Булеев Н.И., Юдин М.И.). Расчёт ведётся в слоях 1000-850, 850-700, 700-500, 500-300 гПа.

Здесь: – вертикальные движения на верхней границе пограничного слоя, связанные с трением, рассчитываются в мбар/12ч (гПа/12ч), – среднеарифметическое значение лапласиана от приземного давления по пути траектории частицы воздуха (в начале и в конце траектории), – индивидуальное изменение лапласианов от приземного давления и геопотенциала поверхности Р, определяется как разность в пункте расчёта в конечный момент времени и в начале траектории в на-альный момент времени. Для расчёта строят 12-часовую траекторию на данном уровне (для – на АТ 850 методом обратного переноса. ) , – лапласианы рассчитываются с помощью прямоугольной сетки с шагом 500 км. Если при расчёте вертикальной скорости в качестве исходной (конечной) используется прогностическая карта погоды, то получаем, соответственно, прогностические значения вертикальной скорости, если карты являются фактическими, то расчёты носят диагностический характер. По данным зондирования атмосферы проводится расчёт вертикальных конвективных движений.