Meteoweb.ru
     Интернет-журнал
 
главная страница
о проекте
обратная связь
группа "ВКонтакте"
Телеграм-канал
 
прогнозы погоды на 5 - 30 сут.
солнечный монитор
фотодневник погоды
текущая погода
астрономические наблюдения

Сегодня:
29.03.2024 

 03.03 в 15:24 UTC
 10.03 в 09:01 UTC
 17.03 в 04:11 UTC
 25.03 в 07:00 UTC
 Весеннее равноденствие
 20.03, 03:06 UTC
 Летнее солнцестояние
 20.06, 20:50 UTC
 Осеннее равноденствие
 22.09, 12:43 UTC
 Зимнее солнцестояние
 21.12, 09:20 UTC
 

Опасные явления, сопутствующие системам глубокой конвекции (микропорыв, фронт порывистости, торнадо)

По материалам пособия "Мезометеорологические процессы" Н.Ф.Вельтищев, В.М. Степаненко
Опубликовано 03-03-2009

При развитии глубокой конвекции часто генерируются циркуляции масштаба «микро» и «мизо» (в терминологии Т. Фуджиты), представляющие значительную опасность для населения и хозяйственной инфраструктуры.

Нисходящим порывом или микропорывом называется сильный нисходящий поток воздуха, образующийся под кучево-дождевым облаком или скоплением кучево-дождевых облаков. По снимкам поврежденной растительности горизонтальные размеры индивиду¬альных нисходящих порывов оцениваются величиной 10-30 км. Микропорывом называют более мелкий нисходящий порыв, размером менее 4 км.
Образование нисходящих порывов под основанием кучево-дождевых облаков связано с испарением осадков в подоблачном слое и переносом количества движения из облака массой выпадаю¬щих осадков. Скорость нисходящих движений в таких порывах достигает 20-30 м/с, но, как правило, находится в пределах от 5 до 20 м/с. Длительность явления составляет от 3 до 30 мин в зависимости от горизонтального масштаба нисходящего порыва. При встрече нисходящего порыва с поверхностью Земли образуется зона оттока воздуха от центральной части нисходящего порыва.


Нисходящий порыв под кучево-дождевым облаком. 1 - направление движения воздуха. 2 - фронт порывывистости, ТВ - теплый воздух, ХВ - холодный воздух.

Максимальные скорости ветра в области оттока наблюдаются на расстоянии от одного до нескольких километров от оси нисходящего течения, на высотах до 50 м. Скорость ветра в области оттока может достигать 30-40 м/с.
Кроме того, вблизи поверхности земли появляется область очень большой дивергенции потока, которая представляет опасность для взлета и посадки самолетов.
Нисходящие порывы явились причиной нескольких крупных авиакатастроф. После анализа причин одной из таких катастроф Т.Фуджитой и был введен термин «микропоры», который был затем заменен более общим термином «нисходящий порыв. Значения 10-2 (перепад скорости ветра 30 м/с на расстоянии 3 км) вблизи земной поверхности являются характер¬ными при нисходящих порывах.
Поскольку явление нисходящего порыва является довольно час¬тым и опасным, производилось численное изучение причин, приводящий к его образованию, с привлечением негидростатических моделей, имеющих достаточно хороший блок параметризации микрофизических процессов. Численные эксперименты показали, что основными факторами, определяющими интенсивность нисходящего порыва, являются температурная стратификация и влажность воздуха в подоблачном слое, а также интенсивность осадков. Чем более неустойчива стратификация, чем суше подоблачный слой воздуха и чем интенсивнее осадки, тем лучше развивается нисходящий порыв.

Фронт порывистости был обнаружен значительно раньше, чем нисходящий порыв. Этот термин введен для обозначения внезапного усиления скорости ветра у поверхности Земли, область которого перемешается подобно фронту с воздушным потоком. Теперь уже является очевидным, что фронт порывистости является по существу передним краем холодной воздушной массы, растекаю¬щейся в подоблачном слое из области нисходящих движений пол кучево-дождевым облаком (скоплением кучево-дождевых облаков или линией шквалов)
Объем холодного воздуха, образующийся под кучево-дождевым облаком, имеет плотность на¬много больше окружающего теплого воздуха, вследствие чего образуется, хорошо известное в гидравлике плотностное течение. На переднем крае этой растекающейся «капли» холодного воздуха и образуется фронт порывистости, представляющий собой классический холодный фронт в миниатюре. Приближение фронта порывистости можно наблюдать визуально по образующимся на его переднем крае кучевым облакам, которые выглядят обычно устрашающе черными, т. к. не освещены солнцем. Эти облака образуют вал, который в отечественной литературе называют «шквалистым воротником».
Фронты порывистости вызывают шквалистое усиление ветра. Как правило, основной ущерб при прохождении линии шквалов бывает, связан как раз с фронтом порывистости. Из-за него линии шквалов получили свое название.
Фронты порывистости представляют интерес также в том смысле, что на них очень часто возникает новая зона глубокой конвекции, т.е. фронт порывистости «строит» перед уже развитыми кучево-дождевыми облаками новые облака. При столкновении двух фронтов порывистости от соседних конвективных систем часто возникает взрывное развитие глубокой конвекции, и за десятки минут возникает новая мощная гряда кучево-дождевых облаков.

Торнадо. Т. Фуджита дает следующее определение: торнадо - это быстро вращающийся мезоциклон, сопровождающийся разрушительным ветром на земной поверхности или вблизи ее и почти всегда наблюдаемый как облачная воронка, выходящая из кучево-дождевого облака. Детальная статистика по торнадо имеется в США, где они регистрируются с 1916 г. С 1916 по 1980 г. в США было зафиксировано около 26 ООО торнадо. В одном только 1979 г. было зарегистрировано 779 торнадо (около 2 в сутки). Диаметр вихревой воронки торнадо составляет от 40 до 4000 м. Оценка скорости ветра в торнадо представляет большую сложность, посколь¬ку система циркуляции сама по себе невелика и вероятность пересечения торнадо наблюдательной площадки мала. Кроме того, из¬мерение скорости ветра традиционными контактными датчиками прак¬тически исключается, т. к. подобного рода приборы просто разрушаются. Поэтому оценки скорости в торнадо делаются, в основном, по масштабу причиненных разрушений или на основании доплеровской радиолокации. В отдельных случаях ветер определяется по данным измерений на сети специальных датчиков давления. Оценки по воздействию торнадо на различные предметы дают скорости до 216 м/с.
Структура торнадо часто бывает довольно сложной: на периферии основной воронки образуются так называемые вихри всасывания, которые вращаются вокруг ее центра. Размер таких вихрей составляет, как правило, 40-50 м, их число может достигать шести.
Подробные наблюдения за одним из торнадо в США дали следующие результаты. Основная воронка двигалась со скоростью 28 м/с, а скорости вращения вихрей всасывания вокруг нее достигали 66-83 м/с. Движение воронки и вихрей всасывания определя¬ли фогограмметричсскими методами по киносъемке разрушений. Складывая скорость воронки и орбитальные скорости вихрей, получаем опенку результирующей скорости в 94 - 111 м/с. Из анализа разрушений вытекало, что полоса максимальною ветра в таких вихрях составила всего 3-5 м шириной.

Назад в раздел

 

© Meteoweb.ru 2006 – 2024
Все права защищены. Авторы проекта не несут ответственности за точность прогнозов погоды и за возможные негативные
последствия, возникшие при использовании информации с сайта. Прогностическая информация на сайте носит исключительно
ознакомительный характер и ее перепечатка в СМИ запрещена. Для принятия решений необходимо руководствоваться официальными
прогнозами погоды Гидрометцентра России.
При использовании информации с сайта гиперссылка на Meteoweb.ru обязательна!



Индекс цитирования.