Файл: Применение информации метеорологических спутников в анализе и прогнозе особых явлений погоды для авиации (пособие для синоптиков АМСГ, ЗАМЦ и МГАМЦ)..pdf

и распадается на отдельные скопления мощных конвективных об­ лаков и облаков других форм. В тыловой части облачного вихря, отделенного от основной облачной системы холодного фронта ши­ рокой зоной малооблачной погоды, имеются скопления мощных конвективных облаков. Приземный центр заполняющегося циклона

Рис. 14. ТВ М-10, 3501, 3 сентября 1972 r., 10 ч 40 мин мск. Облачная си­ стема окклюдированного циклона над Китаем.

почти совпадает с высотным центром и областью холода в верхней тропосфере. Вдоль разрушающейся облачной спирали фронта ок­ клюзии располагается небольшой гребень тепла.

На ТВ снимке со спутника 28 августа 1972 г. (рис. 9) также имеется сильно закрученная, деградирующая облачная спираль за­ полняющегося окклюдированного циклона над Балтийским морем. Облачная спираль фронта окклюзии АБВ сильно разрушена. В ты­ ловой части циклона располагаются изогнутые гряды мощных кон­ вективных облаков в холодной воздушной массе. Они соответст­

36

вуют размытым вторичным фронтам. Высотный центр циклона

почти совпадает с приземным. В тропосфере ему соответствует об­ ласть холода, несколько сдвинутая в тыловую часть циклона на приземной карте. Деградирующая облачная спираль фронта ок­ клюзии АБВ располагается в тыловой части гребня тепла в тро­ посфере.

4. ОБНАРУЖЕНИЕ ЗОН НИЗКИХ СЛОИСТЫХ ОБЛАКОВ И ТУМАНА

Распознавание низких слоистых облаков и тумана на снимках,,

полученных с метеорологических спутников Земли, представляет большой интерес, так как эти образования могут занимать боль­ шие площади, а их границы не всегда достаточно хорошо просле­

мер над морями и океанами.

Низкие слоистые облака и туман часто существуют совместно и практически не отличимы друг от друга на снимках с метеороло­ гических спутников Земли. Поэтому при анализе данных спутни­ ков такие образования обычно объединяются под общим назва­ нием «низкая слоистая облачность (St)».

Тон ТВ изображения полей St от светло-серого до белого, в за­ висимости от их плотности и толщины. Тон HK изображения свет­ ло-серый или серый; очень низко расположенные слоистые облака и особенно туман на этих изображениях обнаружить трудно из-за

малого теплового контраста между их верхней границей и подсти­ лающей поверхностью [8, 11, 18]. В связи с этим использование? для распознавания низких облаков (тумана) одних ПК снимков,

практически невозможно. Однако в ряде случаев, когда возникают сомнения в идентификации облачных полей St на ТВ снимках, од­ новременные ИК изображения могут оказать существенную по­ мощь: яркими на них будут лишь высокие слоистообразные облака.

Характерными чертами ТВ изображения низких слоистых обла­ ков (тумана), отличающими их от других облаков, являются ров­

ная однообразная верхняя поверхность и хорошо очерченные края;

у тумана края обозначены особенно четко. На рис. 15 и 16 приве­

дены соответственно ТВ снимок со спутника «Аіетеор-Ю» и бли­ жайшая ко времени снимка синоптическая карта. Можно видеть,, что юг Скандинавии, п-ов Ютландия, восток Северного и юго-за­ пад Балтийского морей покрыты слоистыми облаками и туманом

(Л); узкая зона St наблюдается также над Центральной Европой (Б). Они образовались в гребне антициклона, сформированного’ в теплом влажном воздухе, с центром над юго-востоком Балтий­ ского моря.

Если синоптическое положение меняется мало, области туманов-

и низких слоистых облаков могут быть прослежены по спутнико­ вым данным в течение длительного времени, до одних суток и бо­ лее. Для иллюстрации устойчивых туманов и низких облаков, не рассеивающихся даже в дневные часы суток, приведены рис. 17—

37'

тумана и низких слоистых облаков располагалась по обе стороны размытой фронтальной зоны между холодной воздушной массой,

в которой сформирован антициклон над центром и востоком Евро­ пейской территории СССР, и теплой воздушной массой в гребне

Рис. 15. ТВ М-10, 3967, 6 октября 1972 г., 13 ч 14 мин мск. Слоистая облач­ ность и туман над востоком Северного, западом Балтийского морен (Л) и над центральными районами Европы (Б); в районах В —небольшие группы более высоких кучевообразпых облаков.

над западной частью этой территории. Указанная фронтальная зона является широкой, так как она образовалась в результате сближения двух почти параллельных фронтов, деградировавших

вантициклоне. По данным карт погоды в ночные и утренние часы

взначительной части гребня в теплой воздушной массе возникали туманы, вызванные радиационным охлаждением. В дневные часы

туман и низкие слоистые облака сохранялись только в непосред­ ственной близости к фронтальной зоне.

Сопоставление рис. 17—19 позволяет заметить последователь­

ное распространение области St к востоку и северу. Этому спо­

•38

Рис. 17. TB M-13, 2157, 29 марта 1973 r., 15 ч 6 мин мск. Туман и низкая

слоистая облачность (Л) над Европейской территорией СССР.

Подробное описание этого случая приведено в работах [12, 13], поэтому синоптическая карта здесь не приводится. Укажем лишь, что туман возник в области развивающегося антициклона, сформирован­ ного в массах холодного воздуха, при тихой ясной погоде. Необ­ ходимым условием для образования тумана в Средней Азии при такой синоптической ситуации является предшествующее большое

Рис. 20. Синоптическая карта с данными наблюдений в 15 ч мск 29 марта

1973 г.

увлажнение теплой почвы осадками [5], что наблюдалось и в дан­ ном случае. Туман образовался днем 6 ноября и существовал по

12 ноября, переходя в дневные часы суток в низкие St и густую дымку. Как можно видеть на рис. 21, граница тумана, заполняю­ щего всю Ферганскую долину, повторяет очертания последней.

Для более успешного распознавания на ТВ снимках со спут­ ников полей St необходимо также иметь в виду следующее.

Если низкие слоистые облака или туман адвективные, то их верхняя поверхность может не иметь указанной типичной одно­

родной структуры. Так, например, распространяясь по потоку нижних уровней, St могут образовывать полосы, ориентированные почти по направлению градиентного ветра, т. е. вдоль изобар

43

приземного поля давлення. Кроме того, даже относительно низкие

■формы рельефа земной поверхности могут способствовать образо­ ванию с подветренной стороны просветов в St. В этих случаях ино-

Рнс. 21. ТВ «Космос-184» (К-184), 227, 9 сентября 19(>7 г., 8 ч 8 мин мск. Туман над Ферганской долиной.

гда бывает полезным составление вспомогательной карты с нане­ сением форм рельефа и отметками отдельных высот в метрах [11].

Над океанами адвективные St часто распространяются на боль­ шие расстояния и поэтому могут быть ошибочно приняты за вы-

44

Рис. 22. ТВ М-10, 4069, 13 октября 1972 г., 12 ч 27 мин мск. Сочетание слоистой

и слоисто-кучевой облачности (Л) над Северным морем.

сокие слоистые облака, имеющие сходную с ними структуру. По­ мощь в распознавании St в этих случаях могут оказать радиаци­ онные данные: температура на верхней границе высоких слоистых

облаков намного ниже таковой на верхней поверхности St и ту­ мана. Полезно также сопоставление одновременных ТВ и ПК изо­

бражений облаков, так как на последних низкие St практически не прослеживаются [8, 18]. Существен также учет синоптического

Рис. 23. Синоптическая карта с данными наблюдений в 15 ч мск 13 октября 1972 г.

положения. Если оно обеспечивает нисходящие вертикальные дви­

и квалифицировать наблюдающуюся пелену как St.

Однако нередко наблюдается полное или частичное покрытие

St вышерасположенными облаками. В первом случае, очевидно,

возможность обнаружения низких облаков по спутниковым данным исключается. Во втором случае отличить St можно или с помощью радиационных данных, либо ИК изображений, или по тени, от­

брасываемой на их верхнюю поверхность более высокими обла­ ками, учитывая расположение Солнца по отношению к спутнику,

46

т. e. направление солнечных лучен в момент съемки [11]. На рис. 15 можно обнаружить темные тени на поверхности St от более высоких кучевообразных облаков.

Заметим также, что St часто наблюдаются в сочетании со слои­

сто-кучевыми облаками. Пример такого сочетания приведен на рис. 22 и 23. Юг Северного моря и побережье Западной Европы покрыты плотной массой слоистых и слоисто-кучевых облаков с нижней границей на высоте 300—600 м. Облачность располага­ ется в передней (восточной) части антициклона, в области роста давления. Ячеистая структура слоисто-кучевых облаков обнаружи­ вается лишь по неровностям на верхней поверхности облачного массива. В северной его части можно заметить полосатую струк­ туру, характерную для этого вида облаков, с расположением по­ лос по потокам нижних слоев — с северо-северо-запада на юго-

юго-восток.

Определение с помощью спутников полей тумана и низких слои­ стых облаков для целей прогноза, очевидно, особенно полезно в тех районах, где их появление связано с так называемым выносом,

например, на дальневосточном побережье Советского Союза. В на­ стоящее время прогноз выносного тумана базируется лишь на изу­

чении условий, способствующих формированию тумана над райо­ нами моря, неосвещенными данными наблюдении. Использование спутниковых данных позволит установить существование тумана над морем и по контрастности с водной поверхностью судить о его плотности [11, 13].

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОСИ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ

Получаемые с метеорологических спутников ТВ и ИК изобра­ жения облачных "полей позволяют определять географическое по­ ложение оси струйного течения (СТ). Согласно выполненному ис­ следованию [10], над территорией СССР ось CT прослеживается

по характерным признакам облачных полей на их ТВ изображе­ ниях в 46% случаев. Чаще всего обнаруживаются те участки оси

СТ, которые находятся в передней части высотной ложбины. В ос­ тальных 54% случаев либо не имеется характерных признаков CT

воблачном поле, либо оно наблюдается в условиях ясного неба.

Для CT характерны вытянутые массивы перистых облаков

справа от их оси. Реже справа от оси CT наблюдаются длинные полосы перистых облаков. Если смотреть по направлению потока, то левая граница массива перистых облаков или крайней левой полосы перистых облаков обычно совпадает с осью СТ. Иногда эта граница перистых облаков находится на расстоянии до 300 км

справа от оси CT и очень редко слева от нее.

Левый край облачности струйных течений вблизи их оси резко очерчен. Вдоль него на телевизионных спутниковых фотографиях, как правило, проходит темная узкая полоса. Она представляет со­ бой тень, отбрасываемую высокими облаками CT на расположен­

ные ниже облака холодной воздушной массы слева от него. Ши­

47