Калинин Н.А., Толмачёва Н.И. Космические методы исследований в метеорологии

Подождите немного. Документ загружается.

2) глаз бури не виден. Положение центра облачного вихря опре-

деляется по месту сходимости облачных спиралей;

3) глаз бу ие или вовсе не

видны

ие о зарождении и эволюции ТЦ до появления

спутни

тическом анализе в развитии ТЦ вы-

деляли

депрес-

сии, не

м для определения стадии тропического ци-

клона О каждой из

стадий

ее).

тот критер и это главное, он

не вскрывает фи орых, необходи-

мые св

стадии

Таким

о разделить на 5

йся тропический циклон.

ри не виден, облачные спирали нечетк

. Центр облачного вихря определяется как геометрический

центр облачной системы.

В настоящее время при использовании спутниковой информа-

ции прослеживаются абсолютно все ТЦ.

5.6.2. Эволюция тропических циклонов

Представлен

ковой информации основывалось на данных редкой сети метео-

рологических станций. При синоп

сь 4 стадии: 1) депрессия, 2) шторм, 3) ураган (тайфун), 4) раз-

рушающийся циклон. Стадия, предшествующая образованию

выделялась.

Основным критерие

была скорость ветра. Согласно публикациям ВМ

соответствуют следующие скорости ветра:

– тропическая депрессия (TD) — до 17 м/с (33 узла и менее);

– тропический шторм (TS) — 17–23 м/с (34–47 узлов);

– сильный тропический шторм (STS) — 24–31 м/с (48–63 узла);

– ураган (тайфун или другой местный синоним) (Н, Т) — 32 м/с

и более (64 узла и бол

Э ий имеет 2 недостатка. Во-первых,

зической сущности процесса. Во-вт

едения о ветре в центральной области циклона для определения

не всегда можно было получить.

Изучение спутниковых снимков позволило увидеть, что струк-

тура облачности, ее изменение, а также размер облачного образования

определяются характером и этапом развития тропического циклона.

образом, благодаря спутниковой информации был получен но-

вый критерий для определения стадии развития ТЦ — характер его

облачной системы.

Процесс эволюции тропического циклона можн

стадий:

0 — тропическое возмущение,

1 — тропическая депрессия,

2 — тропический шторм,

3 — ураган (тайфун),

4 — разрушающи

212

Приведем характеристику облачности для каждой из этих ста-

дий.

На спутниковых снимках тропическое возмущение характери-

зуется

ное увеличение количества и мощности кучево-

дожде

о массива и отдельных

крупн изованно-

сти их

, в данном районе облаков или вблизи него

происх

ие:

порядоченной конвекцией.

блачной полосы, ориентирован-

ной в бы

вкрапл

ие депрессии:

появление некоторой организации в распределении облаков;

– оформлен преобладать мас-

сива о

открытых пространств;

Стадия 0. Тропическое возмущение

двумя признаками:

1) локаль

вых облаков в области уже существующих облачных полос и

скоплений;

2) выделение более плотного облачног

ых ячеек при сохранении беспорядочности и неорган

структуры.

Иными словами

одит усиление конвекции.

Тропическое возмущение чаще всего отмечается в зоне облач-

ных полос и скоплений, имеющих следующее происхожден

– внутритропическая зона конвергенции;

– пассатная волна;

– полярный фронт, проникший в низкие широты;

– неорганизованная конвекция в виде аморфных облачных масс

как след какого-то угасшего процесса с у

На карте погоды на месте тропического возмущения нет замк-

нутых изобар, т.е. циклоническая циркуляция у поверхности земли

выражена слабо или отсутствует. На картах АТ

700

и АТ

500

может быть

замкнутая изогипса.

Стадия 1. Тропическая депрессия

Перечислим основные признаки тропической депрессии:

1) плотный облачный массив отделен безоблачным или малооб-

лачным пространством от основной о

доль линии конвергенции (пассатная волна, ВЗК). Он как

ен в облачную полосу;

2) в облачном массиве обнаруживается упорядоченность в рас-

пределении облаков. Она проявляется в приобретении определенной

формы и в появлении к западу от него тонких гряд кучевых облаков.

На этой стадии выделяют 2 этапа (А и Б):

Этап А, указывающий на формирован

–

ие более плотного, начинающего

блаков размером не менее 3° широты;

– исчезновение вокруг него мелких конвективных ячеек и появ-

ление

213

– сохранение плотного массива в течение 12 ч;

– наличие слабых выбросов перистых облаков.

Этап Б, указывающий на перерастание депрессии в тропический ци-

клон:

четкое определение основного облачного массива в форме ду-

ги или

ие, уплотнение и увеличение в размере

основн о

ений;

Вблизи западного

края э

чной для

депрес

ежде неболь-

шая го ц

–

запятой;

– дальнейшее обособлен

ог облачного массива, указывающее на продолжающееся уси-

ление конвекции и вертикальных движ

– появление выбросов перистых в основном массиве;

– развитие мощных ячеек кучево-дождевых облаков в передней

части депрессии;

– появление развивающихся облачных скоплений в тылу, ука-

зывающих на формирование хвостовой конвективной полосы, обеспе-

чивающей подток тепла и влаги все с большей акватории.

Облачный массив принимает форму дуги, выпуклостью обра-

щенной к востоку или к северо-востоку. Западный вогнутый край

обычно более сглажен и имеет резкое очертание.

того облачного образования возникают гряды кучевых облаков с

характерной циклонической кривизной.

Депрессия может и не иметь такой более или менее правильной

формы. Она может быть представлена на снимках в виде плотного,

особенно яркого массива кучево-дождевых облаков, к которому, как к

центру циркуляции, сходятся еще недостаточно четкие и упорядочен-

ные облачные полосы.

Форма облачной системы в виде запятой является типи

сии. Головная часть запятой оформляется там, где сходятся об-

лачные гряды и где усиленно развивается конвективная облачность.

Здесь располагается центр депрессии.

На синоптической карте уже имеется замкнутая изобара.

Переход развивающейся депрессии в тропический циклон ха-

рактеризуется большой упорядоченностью и расширением всей облач-

ной системы. Особенно резко увеличивается облачность в месте схо-

димости облачных гряд, над самим центром циклона. Пр

ловная часть разрастается и становится ентральным облачным

массивом развивающегося циклона.

Стадия 2. Тропический шторм

Основной структурой тропического шторма на снимках являет-

ся система мощных конвективных облаков в форме одного витка спи-

рали.

214

Характеризуется эта стадия следующими признаками:

– плотный облачный массив в форме дуги или одного витка

спирали с хорошо определившимся центральным облачным массивом;

– щит перистых облаков, покрывающий центральный облачный

массив;

– одна или две хорошо оформленные конвективные хвостовые

полосы в тыловой части;

– продолжается формирование шкваловой гряды кучево-

дождевых облаков в передней части.

Тропический шторм есть начало образования собственно тро-

пического циклона. На стадии тропического шторма появляется пери-

стая облачность. Ее появление служит признаком быстрого углубле-

ния возникшего ТЦ. Замечено, что перистые облака возникают при

скорос

Анализ структурных особенностей перистой облачности над ТЦ

обнаруживает растек высотным антици-

клоном

идные полосы облаков, конвергирую-

щие к

основных полосы: одна из них располагается в

юго-за

а и северо-востока к центральному облачному массиву под-

ходил -

вых и кучево-дождевых облаков. Центральная часть облачного вихря и

ти ветра 15 м/с вблизи центра циклона у поверхности Земли. С

появлением перистых облаков положение центра циклона и кучево-

дождевых облаков маскируется их покровом. Перистые облака распо-

ложены полосами и, как правило, обрываются по краям центрального,

теперь уже ставшего основным, облачного массива.

ающийся поток, связанный с

на их уровне. Над развивающимся тайфуном наблюдается ан-

тициклональная циркуляция. Она способствует оттоку воздуха из об-

ласти ТЦ и приводит к интенсивному падению давления у поверхно-

сти Земли. Из этого следует, что антициклонически искривленные по-

лосы перистых облаков указывают направление оттока воздуха на их

уровне и начало быстрого углубления тропического циклона.

В стадии тропического шторма на периферии циклона иногда

появляются плотные спиралев

центру по циклоническим линиям тока. Эти полосы, удаляясь от

циклона, сужаются. Ширина их — 200–300 км, а иногда и больше.

Они состоят из кучевообразных облаков, сформированных в ячейки.

Вблизи центра циклона облачные полосы уходят под покров перистых.

Чаще всего имеется две

падной части ТЦ, а вторая — в северо-восточной.

Примером тропического циклона на этой стадии является

шторм Флосси, наблюдавшийся в Атлантическом океане западнее ост-

ровов Зеленого Мыса. Облачная система тропического шторма имела

хорошо выраженную форму вихря в виде одного витка спирали. С

юго-запад

и две широкие спиральные полосы, состоящие из мощных куче

215

отчаст

облака обрывались поч-

ти одн

выходящие за пределы

нижни

казывало, что в верхних слоях над циклоном выброс воздушных

масс у

ние давления.

ерез сутки, перейдя стадию сильно-

го тро

ит в следующую стадию,

превра

Стадия 3. Ураган (тайфун)

р меющим

форму

ачного массива, как пра-

вило, тся на тем-

ном ф

расходящимися от его цен-

тра. В

ТЦ в стадии урагана:

и спиральные полосы уже покрылись перистыми облаками. У

правого края центрального массива перистые

овременно с более низкими облаками, поэтому он более сгла-

жен. Левый (западный) край изрезан. Здесь, в покрове перистых обла-

ков, были видны мезомасштабные полосы,

х облаков. Формирование расходящихся полос перистых обла-

ков по

же достиг больших значений. У поверхности Земли при этом

происходило интенсивное паде

Облачную систему иной структуры представлял собой тропиче-

ский шторм Кармен. Однако уже ч

пического шторма, облачная система Кармен приняла вполне

характерную форму.

По мере дальнейшего углубления тропического циклона проис-

ходит увеличение размера его облачной системы, а спиральные облач-

ные полосы все больше концентрируются, навиваются вокруг центра

циркуляции. Тропический шторм переход

щается в более интенсивный ТЦ — ураган или тайфун.

У аган (тайфун) характеризуется почти круглым, и

диска массивом сплошной облачности, расположенным непо-

средственно над его центральной частью. От него отходят отдельные

спиральные полосы облаков. В некоторых случаях на периферии ци-

клона имеются две плотные спирали, подходящие к циклону с юго-

запада и северо-востока. Края основного обл

сглаженные и резкие. Они обычно хорошо выделяю

. оне поверхности океана

Над ураганом (тайфуном) обычно имеется плотный покров пе-

ристых полосами, облаков с характерными

центре круговой облачности часто видно темное пятно или точ-

ка — глаз бури. Такая система облаков типична для всех развитых

тропических циклонов.

Признаком углубления, т.е. интенсификации тропического ци-

клона, является линия шквала — гряда (или несколько тонких гряд)

кучево-дождевых облаков, расположенная в передней части циклона

на небольшом расстоянии от центрального кругового массива, а также

прорыв кучево-дождевых облаков сквозь перистые (проникающая кон-

векция).

Основные опознавательные признаки

216

1) компактный сплошной облачный массив в форме круговой

зоны или диска со сглаженными краями;

2) спиральные полосы кучево-дождевых облаков, отходящие от

основн ь две основные полосы, рас-

полож

ло-

сами;

сива часто можно заметить темное

пятно

, хорошо видны на снимках.

а, как известно, приводят

2) переход на более хо хность океана;

частичное их ис-

чезновени

ного м

ого массива. Среди них могут быт

енные диаметрально противоположно;

3) плотный покров перистой облачности с характерными по

4) в центре облачного мас

или точку — глаз бури;

5) в передней части тропического циклона — гряда кучево-

дождевых облаков, линия шквала.

В этой стадии на снимках облачная система урагана отчетливо

видна. Она выделяется ярким белым, почти круглым пятном на тем-

ном фоне водной поверхности, от которого отходят спиральные поло-

сы. Область глаза бури закрыта покровом перистых облаков. Полосы

перистых облаков, расходящиеся по направлению антициклонического

оттока воздуха

Эта стадия самая длительная (5–7 дней) и самая характерная для

ТЦ, в это время он имеет максимальные скорости ветра (32 м/с и бо-

лее).

Стадия 4. Разрушающийся тропический циклон

Заключительная стадия в развитии тропического циклона хоро-

шо видна на снимках.

К разрушению тропического циклон

ледующие ситуации:

1) изменение синоптич й; еских услови

лодную повер

3) сближение урагана с полярным фронтом и втягивание по-

следнего в систему тропического циклона;

4) выход урагана на сушу.

Во всех этих случаях ТЦ лишается своих основных характерных

особенностей, видимых на снимках. К основным признакам заключи-

тельной стадии, относятся следующие:

– уменьшение мощности перистых облаков и

е;

– нарушение правильной круглой формы центрального облач

ассива;

– исчезновение четкости границы центрального облачного мас-

сива, край его становится лохматым;

217

– потеря внутренней организованности. Облачная с

клона, прежд , раз

бивается на о

– уменьшение облачного массива.

Таковы о особенности эволюц цикло-

нов, которые можн обнаружить по снимк

В системе тропических циклон

образие мезоструктурных форм.

Во-первых, широко распростра

ков. На снимках тайфунов можно виде

циклона, но и центральный массив, не

стью, который обнаруживает ячейко ктивные

ячейки открытого в тропических

мер. Диаметр их колеблется от 100 до

встречаются ячейки, размер которых д

выходит за рамки принятых условных

образований.

Во-вторых в системе ТЦ широ

грядовая структуры, а также еще мень

сы облаков. По расположению гряд к

верхней облачности в той или иной о

направлении ветра на соответствующ

речных полос — о с большими

течениях, огибающих тропический цик

5.6.3. Международная классификац

и цикло

Эта классификация позволяет о

ских циклонов по характерным особ

космических изображениях. Она разде

темы на 4 группы: А, В, С и Х.

критерии, используемые для определе

пичное распределение облачности в ка

5.6.4. Прогноз эволюции тр

Метод, основанный на анализ

Метод, основанный на анализе

из двух этапов: анализ структуры обла

истема ци-

е наблюдаемая в виде сплошного облачного массива

тдельные пятна;

сновные ии тропических

о ам их облачных систем.

ов наблюдается большое разно-

нена ячейковая структура обла-

ть не только спиральные полосы

прикрытый перистой облачно-

вую структуру. Конве

вида циклонах имеют большой раз-

200 км. Однако довольно часто

остигает 250–300 км. Их размер

размеров для мезоструктурных

ко распространены полосовая и

шего порядка поперечные поло-

учевообразных облаков и полос

части циклона можно судить

их уровнях, а по наличию попе-

скоростями ветров, т.е струйных

лон.

ия тропических возмущений

нов

ценить интенсивность тропиче-

енностям облачного покрова на

ляет тропические облачные сис-

В табл

зонах

стадии . 5.2 приведены основные

ния каждой стадии, а так же ти-

ждой группе.

опических циклонов.

е структуры облачности

структуры облачности, состоит

чности и собственно прогноз.

218

Таблица 5.2

Класс фикация тропических возмущений и циклонов

Схема

Стадия и описание

взк

А — искривленные полосы и гря-

ды отсутствуют. Плотная аморфная

облачность состоит из кучевообраз-

ных, перистообразных облаков и слоев

облачности среднего яруса. Наблюда-

ются выбросы перистых облаков.

Диаметр облачного массива равен в

среднем 3° широты и более.

взк

В — слабо организованные гряды и

полосы. Слабо выраженный центр.

Характерна плотная облачная масса,

располагающаяся по соседству с ис-

кривленными кучевыми облаками или

искривленными полосами облачности

среднего яруса, которые или отдели-

лись от основного массива сплошной

облачности, или являются его состав-

ной частью. Искривленные облачные

гряды и полосы плохо организованы.

С-

С+

С — хорошо организованные гряды и

полосы. Хорошо организованы ис-

кривленные гряды кучевых облаков и

пширокие искривленные олосы обла-

ков среднего и верхнего ярусов. Сис-

тема, образованная искривленными

грядами и полосами, имеет хорошо

выраженный единый центр. Массив

плотной облачности отсутствует. На

стадии С+ имеет место очень хорошо

организованная облачность с большим

количеством выбросов перистых обла-

ков.

Х, категория 1. Слабо выражен-

ные спиралевидные полосы. Слабо

выраженный центр вихря в основном

облачном массиве.

Категории 1 обычно соответству-

ет массив сплошной облачности кру-

говой формы, напоминающий по

внешнему виду перистые облака. Глаз

бури еще не виден. Центр спиралевид-

ной облачной системы можно выде-

лить путем движения по спирали

внутрь массива.

219

Окончание табл. 5.2

Схема

Стадия и описание

Х, категория 2. Хорошо выражен-

ные полосы. Категории 2 соответству-

ет массив яркой сплошной облачно-

сти, который часто может быть асим-

метричным. Выбросы перистых обла-

ков искривлены и занимают большую

площадь.

К центральному облачному мас-

сиву под большим углом подходит

одна длинная, основная, хорошо орга-

низованная облачная спираль.

Головная часть основной облач-

ной спирали определяет центр систе-

мы.

ется по форме к круговому. На его

крае просматриваются искривленные

выбросы перистой облачности.

Искривленные борозды внутри цен-

трального массива отмечают положе-

ние спиралевидных облачных полос

умеренно концентрической формы.

Х, категория 3. Умеренная кон-

центричность облачных полос. Глаз

бури неправильной формы в цен-

тральном облачном массиве.

Категории 3 соответствует яркий цен-

тральный облачный массив, который

становится компактным и приближа-

шной облачности. В нем сущест-

вуют концентрические борозды. За

пределами сплошного облачного мас-

сива полосы хорошо выражены и рас-

полагаются концентрически.

Облачная система выглядит симмет-

ричной. Хорошо выраженный глаз

имеет вид маленького темного круга,

окруженного ярким кольцом.

Х, категория 4. Большая степень

концентричности облачных полос.

Круговой глаз в центре основного

облачного массива.

Категории 4 соответствует очень круг-

лый яркий центральный массив

спло

220

Первый этап: анализ структуры облачности. При развитии на-

чального возмущения в ураган структура облачности изменяется зако-

номерным образом. Все разнообразие структур можно разбить на от-

дельные категории, характеризующиеся параметром S. Он изменяется

в диапазоне от 0,5 до 8 с интервалом 0,5. Значения S от 0,5 до 2 соот-

ветствуют стадии начального возмущения и предшествующей циклону

депрессии. Значения S, равные 7 и 8, относятся к супертайфунам. Зна-

чение S определяется обычно как сумма двух параметров C и B. Пара-

метр С учитывает структуру облачности, лежащей внутри широкой

дуги плотной облачности, имеющей вид запятой и либо окружающей,

либо покрывающей центр облачной системы (ЦОС), включая плотный

центральный облачный массив (ЦОМ). Параметр С изменяется от 0 до

7 и находится по схеме. Параметр B определяет структуру облачности

в плотной части облачной запятой, закручивающейся вокруг ЦОМ. Он

может принимать значения от 0 до 2,5. В = 0, если внешняя полоса ма-

ла или отсутствует; В = 1, если полоса шириной от 1/2 до 3/4° мери-

диана один раз полностью окружает ЦОМ или если полоса шириной

более 1° окружает ЦОМ более чем на половину; В = 2, если полоса

шириной от 1/2 до 3/4° закручивается вокруг ЦОС дважды или полоса

шириной более 1° окружает ЦОС один раз. Можно использовать и

промежуточные значения В: 1/2, 1 Ѕ и 2 Ѕ.

Первые признаки развития ТЦ, которые имеют прогностическое

значение, появляются в типичных возмущениях за 36 ч перед тем, как

возмущение достигает интенсивности шторма (v = 17 м/с). Основной

признак — возникновение искривленной линии кучево-дождевых или

кучевых облаков, связанных с находящейся поблизости интенсивной и

устойчивой областью конвекции в мощном слое Cb. Линии кучево-

дождевых облаков либо соединяются внутри центральной области

диа о-

ми ы

для развития ного потока

через

значен

метром менее 2,5° меридиана, либо закручиваются вокруг нее. П

мо наличия тра систем мощных конвективных облаков вблизи цен

возмущения необхо имо отсутствие сильд

центр на уровне перистых облаков.

Величина С определяет развитие ТЦ на начальных стадиях (а,

б), в то время как В вносит существенный вклад в ситуациях в и г. По-

сле получения спутникового снимка по схемам на рис. 5.5 находя

ие S. Полученное значение S сравнивается со значениями, опре-

деленными в предшествующие моменты (6, 12, 24 ч). По значению S

вычисляется максимальная скорость (v

). В случае стационарных и

развивающихся ТЦ v

определяется с точностью 5 м/с.

Прогноз интенсивности в этом методе дается по следующим

правилам.

221