Облака вертикального развития

Полное отсутствие кучевых облаков является признаком или очень слабого развития конвекции, или большой сухости воздуха.

Если кучевые облака появляются не с самого утра, а сравни­тельно поздно и развиваются слабо, имея вид Си hum. или Си med., то это почти всегда является признаком устойчивой, умеренно теплой и умеренно влажной погоды.

Конвективные мезосистемы остаются внутримассовыми систе­мами „хорошей" погоды и при относительно позднем развитии Си. В такой мезосистеме облака Си обычно переходят в СЬ.

Если же кучевые облака появляются с раннего утра и быстро растут вверх и вширь, принимая форму Си cong., то в дальней­шем можно ожидать превращения их в кучево-дождевые облака и выпадения ливневых осадков.

Мощные Си cong. и СЬ почти всегда сопровождаются шквала­ми. Шквалы, связанные с СЬ, бывают наиболее сильно выраже­ны при штиле, так как при сильном ветре турбулентное перемешивание препятствует образованию упорядоченных вер­тикальных движений, необходимых для возникновения резко выраженного шквала.

Устойчивой внутримассовой погоде свойственны почти ис­ключительно облака нижнего яруса — кучевые (преимуществен­но в теплое время года) или слоистые (преимущественно в холодное время года).

4 МЕСТНЫЕ ФОРМЫ ОБЛАКОВ

4.1 Облачность горных территорий

Особенности облачности горных территорий обусловлены влиянием рельефа на процессы переноса и трансформации возду­ха. Они заключаются в следующем:

• в горах образуются особые, присущие только горным стра­
нам формы орографических облаков, а вид и строение других из­
вестных форм существенно меняются;

• облака в горных странах (областях) располагаются нередко
ниже наблюдателя или на одном с ним уровне. Из-за этого их
форма кажется иной, чем при наблюдениях снизу, с поверхности
земли.

Особые формы облаков, типичные для горных стран. Во влажной воздушной массе облачность чаще наблюдается над более высокими горными областями, над хребтами и вершина­ми, чем над пониженными областями.

Подъем влажного воздуха по склонам гор, а также особый ра­диационный режим высоко расположенных склонов, особенно покрытых снегом, способствуют активной конденсации водяно­го пара, в результате чего иногда в течение целых месяцев высо­кие горы бывают закрыты облаками, тогда как в долинах наблюдается ясное небо.

Однако в сухой воздушной массе облачность над более высо­кими горными областями располагается примерно на такой же высоте над земной поверхностью, что и в долинах, и даже не­сколько выше.

При адвекции влажного воздуха образование облачных систем происходит главным образом на наветренных склонах хребтов. Облака приобретают форму СЬ (нередко в сочетании с Ns—As) и раз­виваются вверх до больших высот, значительно выше гор.

В потоке, перетекающем через хребет, облака в результате нисходящих движений и как следствие адиабатического нагре-

вания воздуха на подветренной стороне горы исчезают. Довольно часто облачный массив с подветренной стороны приобретает вид длинного, вытянутого вдоль хребта вала, именуемого фёновым валом, или фёновоп стеной.

Типичные для теплого сезона года кучевые облака располага­ются обычно над склонами, обращенными к солнцу. Над учас­тками местности, где наблюдается особенно активная конвек­ция, облака приобретают вид высоких башен с узкими основани­ями. Достигая стадии Си cong., облака начинают сливаться в крупные массы, после чего происходит формирование наковален и образование СЬ.

Мощные слои Ns и других низких облаков в горных странах весьма неоднородны. Внутри таких слоев обнаруживаются учас­тки различной плотности и даже безоблачные слои. Дальность видимости в них (горизонтальная и наклонная) быстро меняет­ся. Фронтальные Ns часто сочетаются с СЬ, из которых выпадают ливневые осадки.

Неоднородность облачных слоев обусловлена, по-видимому, сложным влиянием на проходящие облака различных особен­ностей орографии и подстилающей поверхности горных терри­торий.

К местным горным облакам относят Ac lent., образующиеся в воздушных волнах, возникших с подветренной стороны горы. Длина этих волн, т.е. расстояние между отдельными валами или грядами чечевицеобразных облаков, достигает нескольких де­сятков километров. Облака Ac lent, в отдельных случаях образу­ются в нескольких последовательно чередующихся парал­лельных гребнях волн, и тогда на подветренной стороне горы на­блюдаются гряды облаков, вытянутые вдоль хребта. Эти гряды, как и отдельные чечевицеобразные облака, возникающие в греб­нях волн за одинокими вершинами, длительное время сохраня­ют свое положение в пространстве, несмотря на сильный ветер. На краях этих облаков иногда бывает видна их волокнистая

структура, указывающая на наличие сильных воздушных пото­ков внутри облака.

Нередко чечевицеобразные облака оказываются многослой­ными, при этом они имеют большую толщину. Кучевые облака, возникающие над вершинами, также сохраняются достаточно долго.

Типичными для горных районов облаками являются так на­зываемые облачные флаги — туманные массы, как бы прикреп­ленные к вершинам гор или к краям утесов. Во влажном воздухе облачные флаги принимают кучевообразный вид и достигают в длину 1—2 км.

В горах наблюдаются также и другие местные образования в виде облачных взбросов и полос тумана на участках, где встреча­ются теплый долинный ветер и холодный горный ветер.

Своеобразие облаков, обусловленное особыми усло­виями наблюдений в горах. Условия наблюдения за облака­ми на горных станциях существенно иные, чем на равнинах. Так, облака нередко располагаются ниже наблюдателя горной станции, образуя так называемое облачное море. Обычно это об­лака St или Sc, заполняющие горные долины в вечерние, ночные или утренние часы и разрушающиеся с восходом солнца. Часто они располагаются под слоем инверсии температуры.

Слоистые облака группируются вначале в виде горизонтальных полос и обрывков вблизи горных склонов, затем они увеличивают­ся в размерах и занимают всю долину. Днем эти облака, если не разрушаются, приобретают кучевообразную форму.

4.2 Облачность полярных территорий

Территориальные особенности облачности и местные формы облаков характерны для полярных районов. Главными из них являются следующие.

1. Относительная влажность нижних слоев воздуха в поляр­
ных районах (в Арктике и Антарктике) близка к насыщению в
течение всего года, несмотря на малую абсолютную влажность.
Большая повторяемость мощных инверсий существенно ослаб­
ляет обмен воздуха, в связи с чем значительное количество влаги
накапливается под инверсиями. Все это определяет преоблада­
ние слоистообразной облачности.

2. Низкое положение уровня конденсации обусловливает
меньшую, чем в умеренных широтах, высоту облаков всех
форм, а отрицательные температуры воздуха в течение большей
части года — наличие смешанных облаков и переохлажденных
туманов.

3. Высокая степень устойчивости более теплых воздушных
масс, приходящих сюда из прилегающих районов, усиливается
благодаря наличию в полярных регионах глубоких инверсий в
слое до 1,5—2,5 км и более. Зимой инверсии возникают всле­
дствие радиационного выхолаживания воздуха в антициклонах,
летом — в результате таяния снега и льда.

Все это определяет большую горизонтальную протяженность облачных полей, достигающую порядка 1000 км, и большую продолжительность их существования. Частое образование не­скольких инверсионных слоев в атмосфере обусловливает боль­шую повторяемость многослойной облачности.

В Арктике, как и в более низких широтах, наблюдаются две основные группы облаков: фронтальные и внутримассовые. Облачные системы фронтов в Западном (Европейском) секторе Арктики формируются во влажных морских воздушных массах. Летом эти облака по размерам облачных элементов и по водности близки к облакам умеренных широт. Толщина облаков может достигать 6 км и более.

Облачные системы теплых фронтов могут существенно отли­чаться от аналогичных образований в умеренных широтах. Эти отличия заключаются в том, что фронтальная облачность в

Арктике часто бывает замаскирована слоистыми и слоисто-куче­выми облаками.

Приближение холодного фронта характеризуется в Арктике появлением не только чечевицеобразных перисто-кучевых и высококучевых облаков, но и чечевицеобразных слоисто-ку­чевых.

Преобладающими формами внутримассовых облаков в Арктике являются слоисто-кучевые и слоистые. Кучевые облака наблюдаются, хотя и редко, над побережьем или архипелагами.

В ночное время на границе лед—вода вследствие термической конвекции на высотах 200—600 м могут возникать слабо развитые по вертикали кучево-дождевые облака, дающие иногда ливневые осадки и сопровождающиеся шквалистым ветром.

Кучево-дождевые и мощные кучевые облака фронтального происхождения в арктическом бассейне по внешнему виду и ха­рактеру осадков мало чем отличаются от СЬ и Си cong. умерен­ных широт. Общим для всех фронтальных облаков в Арктике является процесс деградации (вырождения), обусловленный ослаблением контраста температуры на фронтах вследствие сильного влияния подстилающей поверхности.

Наиболее характерные облака теплых (устойчивых) масс (слоистые и слоисто-кучевые) наблюдаются в Арктике очень час­то. Высота слоистых облаков здесь часто ниже 100—200 м. Сло­истые облака большей частью плотные, „тяжелые", затягивают большую часть неба и сильно его затемняют.

В Арктике крайне трудно отличить слоистые облака от раз-орванно-слоистых и разорванно-кучевых, а также и от разорван-но-дождевых.

В арктических районах слоистые облака наблюдаются в форме параллельных полос, низкого сплошного однородного покрова или прозрачной пелены (редко). Однако все они характеризуются малой вертикальной мощностью и, главное, малой водностью. Исключением являются районы Гренландского и Баренцева мо-

рей, где слоистые облака более плотные. Особенно типичны орог­рафические слоистые облака, возникающие на наветренных склонах гор или холмов на отдельных островах. Они имеют иног­да вид двух-, трех- и четырехслойного „пирога", кажущегося по­чти неподвижным. На подветренной стороне гор облачный покров вследствие нисходящего движения воздуха (фена) час­тично распадается, а частично сохраняется в форме фёновой сте­ны. При этом наблюдаются чечевицеобразные формы слоистых, слоисто-кучевых, высококучевых облаков.

При больших скоростях ветра, направленного перпендику­лярно к горному хребту или к цепи холмов, на подветренной сто­роне препятствий возникает бора (сильный холодный и по­рывистый ветер, дующий с низких горных хребтов в сторону от­носительно теплого моря) и чечевицеобразные облака образуют гряды и валы, располагающиеся параллельно хребту.

Хлопьевидные, башенковидные и вообще кучевообразные высококучевые облака в Арктике встречаются редко вследствие малой повторяемости неустойчивой стратификации атмосферы, необходимой для их формирования.

В Западном секторе Арктики в теплую половину года высоко­кучевые облака преимущественно капельно-жидкие, на что указы­вает явление иризации в них; в холодную же половину года они чаще всего состоят из ледяных кристаллов. В течение всего года и особенно зимой толщина высококучевых облаков мала.

Перистые и перисто-кучевые облака в Арктике, как и в Антарктике, имеют более тонкую структуру вследствие их ма­лой толщины и малой водности.

4.3 Облачность над морскими акваториями

Особенности формирования и развития облаков над морями обусловлены различиями термовлажностных характеристик разных участков водной поверхности. С одной стороны, сущее-

твенно большее испарение с поверхности моря по сравнению с ис­парением с поверхности суши приводит к накоплению в привод­ном слое водяного пара, т. е. к повышению влажности прилегающих слоев воздуха и как следствие к понижению уров­ня конденсации и высоты нижней границы облаков. С другой стороны, ослабление конвективных движений над морем, свя­занное с увеличением устойчивости стратификации атмосферы, приводит к понижению высоты верхней границы облаков, что обусловливает меньшую развитость (толщину) облачного покро­ва, особенно облаков кучевообразных форм.

Слоистые и слоисто-кучевые облака. Над холодными морскими водами, на которые поступает более теплый воздух, образуются низ­кие слоистые и слоисто-кучевые облака, занимающие значительные площади. При слабом ветре такие облака опускаются до нескольких десятков метров, а иногда и до поверхности воды. При воздушных потоках с моря слоистая облачность выносится на побережье и про­никает на 5—10 км в глубь суши. Летом в дневное время слоистые облака над сушей либо рассеиваются, либо трансформируются в сло­исто-кучевые. И наоборот, при переходе с суши на морскую повер­хность слоистые облака зачастую переходят в слоисто-дождевые. При смещении слоисто-кучевых облаков с суши на морскую повер­хность они в ряде случаев трансформируются в слоисто-кучевые вы-меобразные (Stratocumulus mammatus). Высота их нижней границы при этом понижается.

Кучевые и кучево-дождевые облака. В холодный период при переходе с поверхности суши на более теплую поверхность моря водность этих облаков увеличивается и происходит снижение высоты их нижней границы. При поступлении холодного возду­ха на более теплую водную поверхность над морем образуются Си hum. и Си med., а при отсутствии низких задерживающих слоев развиваются Си cong. и СЬ, правда, без наковальни. Для каждой из этих форм облаков характерны относительно одинаковые структура и толщина (меньшая, чем над сушей), а также более низкое расположение. Поскольку суточный ход температуры

водной поверхности практически отсутствует, можно сделать за­ключение, что отмеченные формы облаков могут наблюдаться одинаково часто и днем и ночью.

Из-за низкого положения нижней границы кучево-дождевых облаков и отсутствия орографических препятствий грозы над мо­рями часто сопровождаются возникновением смерчей.

Бризовый пояс облаков. Образование облаков над прибреж­ной частью моря в пределах бризовои зоны протекает под влиянием бризовои циркуляции. Ширина бризовои зоны в умеренных широ­тах составляет около 10 км (по устьям рек — до 30 км). Границей, отделяющей открытое море от бризовои зоны, является бризо­вый пояс облаков.

В умеренной зоне этот пояс по наблюдениям с берега имеет вид узкой непрерывной цепи слоистых и/или кучевых облаков, тянущейся над морем на расстоянии 15—20 км от берега. Шири­на бризового пояса, в пределах которого облака расположены до­вольно хаотично, достигает 5 км. Для облаков бризового пояса характерно наличие узких столбов — взбросов, иногда грибовид­ных вершин, боковых наростов и других быстро меняющихся деталей.

Бризовый пояс возникает рано утром, вскоре после восхода солнца, как только над морским (дневным) бризом появляется антибризовый поток, направленный с суши на море.

С усилением морского бриза начинается разрушение облаков бризового пояса и более активное образование облаков над бере­гом. Нередко, однако, пояс облаков сохраняется в течение всего дня. На побережьях дальневосточных морей России в послеполу­денные часы облака бризового пояса (разорванно-слоистых и слоистых форм) выносятся на берег и вследствие ночного пони­жения температуры воздуха нередко переходят в туман, что существенно ослабляет береговой (ночной) бриз.

В средних широтах облака бризового пояса достигают лишь стадии Си med., редко стадии Си cong., но они никогда не перехо-

дят в СЬ. Над участком моря между бризовым поясом и берегом облака в условиях бризовои циркуляции не возникают.

При отсутствии бризовои циркуляции, например при про­хождении фронта, различия в формах облаков над морем, при­брежной зоной и побережьем исчезают.

Низкие кучево-дождевые плоские облака полярных и даль­невосточных морей. Для побережий полярных и дальневосточ­ных морей, особенно в холодное время года при воздушных потоках с моря, характерны низкие кучево-дождевые плоские об­лака, которые не распространяются выше 1,5—2 км и не имеют признаков наковальни. Из таких СЬ обычно выпадает кратковре­менный, но интенсивный ливневый снег или крупа (снежные „заряды"). Такими же „зарядами" в теплое время года выпадает мелкокапельный ливневый дождь.

Рассмотренные территориальные особенности облаков отно­сятся к облакам нижнего яруса. Что же касается облаков средне­го и особенно верхнего ярусов, то над морем они не имеют заметных особенностей.

Не наблюдается также форм облаков, которые являлись бы исключительно морскими.

5 АТМОСФЕРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

С динамикой и эволюцией облаков (поля облачности) связан ряд атмосферных явлений, представляющих несомненный инте­рес как для наблюдателя, так и для прогнозиста.

Наиболее характерными атмосферными явлениями, связан­ными с облаками, являются осадки различных видов и различ­ного агрегатного состояния. Так, обложные осадки в течение всего года выпадают из Ns (а зимой и из As) облачной системы Cs—As—Ns, связанной с прохождением теплых фронтов, фрон-

тов окклюзии по типу теплого фронта и холодных фронтов перво­го рода. Характерной особенностью обложных осадков является значительная продолжительность их выпадения (12—24 ч, в от­дельных случаях до нескольких суток) и относительно равномер­ное изменение их интенсивности. Значительные обложные осадки и увеличение барических градиентов при прохождении атмосферных фронтов зимой способствуют возникновению метелей, а при выпадении переохлажденного дождя может образоваться сильный гололед.

Моросящие осадки характерны для слоистых облаков, рас­полагающихся в теплых секторах циклонов и малоградиен­тных барических полях. Они ухудшают метеорологическую дальность видимости на длительное время, особенно в холодное время года при адвекции морского теплого влажного воздуха на холодную подстилающую поверхность. С этим процессом часто связаны адвективные туманы, также отличающиеся большой интенсивностью и продолжительностью.

Осадки ливневого характера выпадают из СЬ летом в виде крупнокапельного дождя, зимой — в виде ливневого снега. Отличаются большой интенсивностью, резким нарастанием ее и столь же резким ослаблением. Продолжительность ливневых осадков, как правило, не превышает 3—6 ч, в редких случаях мо­жет достигать 12—15 ч. При выпадении ливневого дождя часто наблюдается радуга.

При интенсивном развитии конвекции в теплое время года с кучево-дождевыми облаками связаны выпадение града и воз­никновение грозы, а в низких широтах — образование смерчей — интенсивных мелкомасштабных вихрей под облаками СЬ, обла­дающих огромной разрушительной силой.

Нередки случаи, когда при малых значениях влажности ни­жних слоев воздуха осадки различных видов могут не достигать поверхности земли вследствие испарения. Тогда под основным слоем облаков видны их полосы падения.

С безоблачным (или малооблачным) состоянием неба связано образование радиационных туманов и туманов испарения. Ра­диационный туман возникает, как правило, в ночное или утрен­нее время при безоблачном (малооблачном) состоянии неба вследствие радиационного выхолаживания подстилающей по­верхности. После восхода солнца поступающая солнечная радиа­ция способствует рассеянию тумана, который при определенных условиях преобразуется в St fr.

Туманы испарения образуются при поступлении холодного воз­духа на открытую более теплую поверхность воды. Холодный воз­дух очень быстро смешивается со сравнительно теплым влагонасыщенным слоем приводного воздуха, и образуется туман. В арктической зоне туманы возникают на определенном удалении от берега, характеризуются большой продолжительностью и рас­пространяются на несколько сотен километров в сторону моря. Не­посредственно у берега при ветре с суши туманы редки.

Чрезвычайно широк спектр оптических явлений в атмосфере, связанных с преломлением, отражением и дифракцией солнечного (лунного) света на взвешенных в воздухе либо падающих ледяных кристаллах. Кроме радуги часто наблюдается радужная окраска краев облаков и отдельных их участков (иризация). При наличии Cs часто наблюдается гало, при Ас — венцы.

6 КОСМИЧЕСКИЕ СНИМКИ ОБЛАЧНОСТИ

Одним из наиболее традиционных и важных направлений из­учения атмосферы Земли из космоса является исследование гло­бальных и региональных полей облачности. Анализ получаемых данных показал, что закономерности формирования, эволюции и перемещения облачных образований, связанных с циклонами, атмосферными фронтами и внутримассовыми процессами, опре-

деленным образом проявляются в особенностях структуры и взаимного расположения облаков.

В процессе обработки (дешифрирования) спутниковых сним­ков облачности выявляются облачные образования, находящие­ся на различных стадиях развития и состоящие из облаков разных форм, видов и разновидностей, что дает возможность ис­пользовать космические изображения (снимки) для уточнения и конкретизации облачной обстановки, полученной по данным наземной сети наблюдений.

Поступающая с метеорологических искусственных спутни­ков Земли (МИСЗ) информация о состоянии облачного покрова применяется как в оперативной работе службы погоды при реше­нии задач синоптического анализа и прогнозирования погодных условий, так и для климатического обобщения сезонно-широт-ных закономерностей распределения общего количества облачности и облаков различных форм.

6.1 Эволюция фронтальных облачных систем

При анализе и краткосрочном прогнозировании развития ат­мосферных процессов по серии последовательных снимков выяв­ляются характерные признаки эволюции облачных структур и направления их перемещения.

Признаком активного фронтогенеза и формирования облачной полосы является возникновение перистых облаков, вытянутых в на­правлении ветровой зоны (рис. 6.1). В начальный момент облачность неплотная, сквозь нее просматриваются нижележащие облака сло-истообразных и кучевообразных форм. В дальнейшем облачность уплотняется, формируется облачная полоса с резко очерченной границей со стороны холодного воздуха.

Размывание фронтальной облачной полосы происходит в том случае, когда ее передний край выгибается в направлении, об-

ратном движению фронта, и выглядит на снимке более четким и ровным.

6.2 Образование облачных вихрей

Признаком образования вихря на фронтальной облачной по­лосе является наличие в области волны плотной и яркой облач­ности, резко очерченной со стороны холодного воздуха и выгибающейся в сторону теплого воздуха (рис. 6.2).

Облачные вихри возникают там, где появляются изолирован­ные компактные облака, напоминающие „шапку" СЬ, край кото­рой, обращенный в сторону холодного воздуха, выпуклый и резко очерчен.

В процессе окклюдирования циклона часто создается слож­ный рисунок облачного покрова, состоящего из нескольких об­лачных образований, соединенных друг с другом. Если облачная полоса теплого фронта смещается медленно, а точка ок-клюзии в соответствии с движением холодного фронта — быстро, то около нее последовательно образуются несколько частных облачных вихрей (рис. 6.3).

Активизация облачного вихря происходит в том случае, если в его систему поступает новая порция теплого влажного воздуха, что проявляется на снимках облачности в виде плотной перистой облачности.

Облачному вихрю может соответствовать циклон в средней тро­посфере, в то время как у поверхности земли замкнутой циклони­ческой циркуляции не наблюдается. Облачное поле, пред­шествующее образованию такого вихря, состоит из облаков слоис-тообразных и кучевообразных форм, накрытых пеленой перистых. Облака образуют отдельные изогнутые полосы СЬ (рис. 6.4).

Вторичные облачные вихри формируются в тыловых частях циклонов из облаков кучевообразных форм (рис. 6.5).

На периферии облачных вихрей могут формироваться вол­ны, которые впоследствии отделяются от основного вихря. Эти волны, как правило, возникают на теплых атмосферных фрон­тах и имеют округлую или эллипсовидную форму с отчетливо выраженной полосной структурой (рис. 6.6).

6.3 Перемещение облачных систем и атмосферных фронтов

Исследование динамики облачных образований по серии по­следовательных снимков облачности представляется весьма важным при анализе облачной обстановки.

Облачный вихрь, имеющий спиралевидную структуру, пе­ремещается вдоль вектора, направленного от центра безоблач­ной зоны к центру массива наиболее мощной облачности в пределах облачной спирали. Для оценки направления смеще­ния облачного вихря следует использовать выбросы перистых облаков, которые указывают на направление перемещения об­лачного вихря (рис. 6.7).

Облачные вихри, связанные с южными циклонами (цикло­нами, смещающимися на север и северо-восток), перемещаются в направлении выпуклости шапки, форму которой обычно име­ют СЬ.

Облачная полоса теплого фронта имеет наибольшую гори­зонтальную протяженность (до 1000 км) на начальных стадиях развития циклона (до начала процесса окклюдирования) и со­стоит из облаков слоистых форм (рис. 6.8).

Облачная полоса холодного фронта выгибается в сторону теплого воздуха. Чем больше ее кривизна, тем быстрее облач­ная полоса смещается в направлении нормали, проведенной из центра безоблачной зафронтальной зоны к фронтальной облач­ной полосе. Если профиль облачной полосы меняется (умень-

шается кривизна или появляется выпуклость в сторону холодного воздуха), то на этом участке скорость движения облачной полосы снижается (рис. 6.9).

По облачности можно также определить направление перемещения фронта окклюзии, которое определяется на учас­тке, где структура облачности в пределах облачной полосы и за фронтом более или менее однородна. Данный участок фронта движется вдоль вектора, перпендикулярного к фронтальной об­лачной полосе (рис. 6.10).

Таким образом, анализ космических снимков облачности по­зволяет уточнить и конкретизировать облачную обстановку, определенную по данным наземных наблюдений, а также получить обобщенную информацию об облачности на значитель­ной территории.

7 РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СНИМКИ ОБЛАЧНОСТИ

Радиолокационные наблюдения за облачным покровом по­зволяют определить наличие и структуру системы облаков в ра­диусе до 200 км от места установки метеорологического радиолокатора (МРЛ). При этом с помощью МРЛ, фиксирующе­го отраженные сигналы от облаков (радиоэхо), можно получить данные о горизонтальной протяженности облачной системы, на­личии зон с градом, грозой и ливнем в радиусе 150—200 км ле­том и 50—90 км зимой, а о мощных кучевых облаках без осадков — в радиусе 40—50 км и 10—20 км соответственно. Сло­исто-дождевые облака МРЛ обнаруживает на расстоянии 90—120 км в летний период и 60—70 км зимой.

По данным вертикальных радиолокационных разрезов обла­ков, в частности по высоте радиоэха {Н) и отражаемости (Z) обла-

ков и осадков, можно судить о форме облаков, наличии или отсу­тствии осадков.

Материалы радиолокационных наблюдений показали, что мезомасштабные поля облаков имеют протяженность порядка 60—100 км и более, а продолжительность существования таких облаков составляет от нескольких до десяти часов.

Достоинством радиолокационных наблюдений является то, что они охватывают большую площадь, при необходимости могут проводиться непрерывно, содержат новые сведения не только об отдельных облаках, но и их системах.

Ниже приводятся типовые примеры радиолокационных снимков, характеризующие различные формы мезомасштабных полей облаков, полученных сотрудниками филиала ГГО — На­учно-исследовательского центра дистанционного зондирования атмосферы (НИЦ ДЗА) в пос. Воейково (рис. 7.1—7.4).

Указанные снимки состоят из трех частей. В правой части этих снимков представлены результаты объемных горизон­тальных разрезов облаков на индикаторе кругового обзора (ИКО). Эти данные получены метеорологическим радиоло­катором типа МРЛ-5 во время непрерывного последовательного обзора пространства от угла места его антенны Одо 30° или 60° в зависимости от расстояния до облаков. В этой же части рисунков маркером со стрелкой выделена зона облака (квадрат), в которой проведен вертикальный разрез. Результаты этого разреза показаны в средней левой части рисунков, а над ним (левая вер­хняя часть рисунка) в более крупном масштабе — зона облака, выделенная маркером в правой части рисунка.

Положение стрелки на ИКО всех рисунков указывает азиму­тальное направление данного вертикального обзора. Это направ­ление можно изменять от 0 до 359°.

В левой нижней части рисунков приводится изменение отра­жаемости Z в зависимости от высоты радиоэха облака Н

(величина отражаемости lg Z условно обозначена через Nb, от­кладывается по оси абсцисс; высота в километрах — по оси орди­нат). Величина отражаемости облака Z зависит от числа капель и их диаметра в облучаемом МРЛ объеме облака. Здесь же показа­на красная горизонтальная линия, которая характеризует высо­ту изотермы О °С, получаемой по данным радиозондирования атмосферы.

Слева от рисунков помещена таблица, в которой указаны номер каждого обзора МРЛ и время его проведения, а выше нее — гра­дации lg Z и соответствующие им цвета.

На рис. 7.1 показана облачная система фронта окклюзии — слоисто-дождевые облака, простирающиеся с севера на юг почти на 200 км, высота радиоэха которых достигала 8 км. Наличие ра­диоэха до земли в средней левой части рисунка свидетельствует о выпадении осадков из облака.

На рис. 7.2 представлены результаты объемного горизон­тального обзора мезосистемы облаков холодного фронта, сме-

щающегося с ЮЗ на СВ, состоящей из отдельных очагов куче-во-дождевых облаков. По азимуту 260° в обнаруженной системе на­блюдалось развитие грозового облака, высота его верхней границы в 12 ч 50 мин всемирного скоординированного времени (ВСВ) была равна 12 км (на ИКО это облако помечено стрелкой).

На рис. 7.3 приводятся результаты наблюдений конвектив­ных облаков до высоты 5 км. Из рисунка следует, что эта мезо-система облаков существенно отличается по структуре от фронтальной, приведенной на рис. 7.2. Характеризуется нали­чием изолированных ячеистых очагов облачности, что типично для внутримассовой конвективной облачности.

На рис. 7.4 представлены результаты наблюдений мезосисте­мы облаков теплого фронта, состоящей из слоистообразных обла­ков. Вертикальный разрез этих облаков показывает, что их высота не превышает 5,5 км, а изменение профиля отражаемости с высотой дает основание считать, что слабые осадки из этих об­лаков не достигают поверхности земли.

Date: 2015-07-22; view: 1125; Нарушение авторских прав