Снежная мгла и методы прогнозирования в условиях Арктики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.09, кандидат географических наук Колпинов, Николай Иванович

• Колпинов, Николай Иванович
• кандидат географических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат географических наук Колпинов, Николай Иванович

Введение

Глава 1. Условия формирования и эволюции снежной мглы

1.1. Атмосферная циркуляция и погода в Ямало-Гыданском географическом регионе.

1.2. Определение снежной мглы, ее вертикальная мощность и особенности сезонного хода.

1.3. Структура приземного слоя тропосферы при формировании снежной мглы.

1.3.1. Влияние температуры воздуха, режима ветра на формирование снежной мглы и их взаимная зависимость.

1.3.2 Условия видимости в снежной мгле в зависимости от скорости ветра и температуры воздуха у земли.

1.3.3. Влияние дефицита температуры точки росы на формирование снежной мглы и его зависимость от температуры воздуха у земли.

1.3.4. Эволюции снежной мглы при изменении условий еб формирования.

1.3.5. Влияние снежного покрова на формирование снежной мглы.

1.3.6. Влияние облачности и осадков на формирование снежной мглы.

1.3.7. Связь между скоростью порывов ветра и средней скоростью ветра при формировании снежной мглы.

Глава 2. Структура приземной температурной инверсии в условиях формирования снежной мглы

2.1. Условия стратификации а пограничном слое, виды и повторяемость температурных инверсий.

2.1.1. Виды и повторяемость температурных инверсий в Ямшто-Гьщанском регионе.

2.1.2. Связь между вертикальным градиентом температуры приземной инверсии и температурой воздуха у поверхности земли.

2.1.3. Горизонтальные градиенты температуры воздуха у поверхности земли.

2.2. Структура ветра в слое приземной температурной инверсии.

2.2.1. Распределение ветра с высотой в слое приземной температурной инверсии.

2.2.2. Сдвиг ветра в слое приземной температурной инверсии.

2.3 Гидродинамические процессы в слое приземной температурной инверсии.

2.3.1. Турбулентность в слое температурной инверсии.

2.3.2. Внутренние гравитационно-сдвиговые волны в слое температурной инверсии.

2.3.3. Вихревое движение в слое температурной инверсии.

Глава 3, Синоптические условия формирования снежной мглы

3.1. Синоптические условия генерации внутренних гравитационно-сдвиговых волн.

3.2. Синоптические признаки интенсивности снежной мглы.

3.3. Генерализованные схемы синоптических ситуаций формирования снежной мглы.

3.4. Повторяемость снежной мглы в различных синоптических ситуациях.

Глава 4, Методы прогнозирования снежной мглы и видимости в ней

4.1. Современные методы составления авиационных прогнозов.

4.2. Способы прогноза видимости в снежной мгле с применением синоптических расчетных методов.

4.2.1. Общая информация для применения синоптических расчетных методов при прогнозе снежной мглы.

4.2.2. Способ прогноза видимости в снежной мгле по температуре и скорости ветра у земли с применением эмпирического метода.

4.2.3. Способ прогноза видимости в снежной мгле по температуре, скорости ветра, дефициту температуры точки росы у земли с применением расчетного метода.

4.3. Блок-схема синоптического прогноза снежной мглы с применением расчетных методов.

Глава 5. Оценка оправдьшаемсстн синоптических расчетных методов прогноза видкмост в снежной мгле, использование в операгивнопрогностической работе

5.1. Оправдываемость синоптических расчетных методов прогноза видимости в снежной мгле при проверке на независимом материале.

5.2. Оценка оправдываемостн прогноза различных категорий видимост и с применением индекса критического успеха.

5.3. Использование синоптических расчетных методов прогноза видимости в снежной мгле в оперативно-прогностической работе в условиях Арктики.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Снежная мгла и методы прогнозирования в условиях Арктики»

Снежная мгла - часто наблюдаемое явление в Арктике и Антарктике (в дальнейшем в тексте будет использовано сокращение СМ).

До настоящего времени причины возникновения этого явления до конца не ясны, методы прогнозирования не разработаны. Ее называют предвестником метели. Отмечается, что во внешне похожих синоптических условиях СМ может наблюдаться или отсутствовать [4].

В исследованиях североамериканских ученых формирование СМ связывают с наличием температурной инверсии в приземном слое [89,94,180]. Предпринимались попытки синоптиками на местах (АМСГ Мыс Каменный) по эмпирическим данным найти зависимость видимости в СМ от скорости ветра и температуры.

Возможные предположения о природе СМ следующие: это частицы снега, поднятые ветром с поверхности снежного покрова; частицы снега, перенесенные воздушным потоком из зоны метели; частицы снега, образовавшиеся непосредственно в слое температурной инверсии.

Достаточно полных работ, дающих представление о природе явления и условиях формирования, в настоящее время нет. Явление СМ находится в стадии изучения.

В связи с интенсивным освоением нефтяных и газовых месторождений Яма-ло-Гыданского региона резко возросла необходимость более точных прогнозов условий погода для авиации и производственно-хозяйственной деятельности, а также создания новых методов прогнозирования погоды с учетом местных особенностей региона В условиях Арктики, где климатические условия крайне суровы, вопросы точности прогнозирования особенно актуальны для обеспечения безопасности полетов авиации, для эффективной и более полно соответствующей современным нормам техники безопасности производственной деятельности.

Основной целью работы является исследование условий формирования СМ, создание методов прогнозирования для использования в оперативно-прогностической работе в Арктике (в Ямало-Гыданском регионе).

В качестве основных задач ставится исследование условий формирования и эволюции СМ, определение взаимной связи метеорологических величин при формировании СМ; анализ синоптических ситуаций при формировании СМ; создание методов прогнозирования СМ и видимости в ней, пригодных для использования в условиях редкой сети метеорологических станций и малоосвещенной территории метеорологической информацией.

Анализ явления производился по данным с начала регулярных наблюдений авиаметеорологической станции Ямбургза 7 лет с 1988 по 1994 гг, с привлечением аэросиноптического материала АМСГ Ямбург (Авиационная метеорологическая станция гражданская), данных радиозондирования атмосферы АМСГ Мыс Каменный (90 км на северо-запад от вахтового поселка Ямбург), данных авиапогоды станций штормового кольца, сообщений бортовой погоды экипажей воздушных судов.

Научная новизна работы заключается в следующих результатах:

1.Исследованы условия формирования и эволюции СМ, описана структура пограничного слоя и условия атмосферной циркуляции. Выявлена зависимость видимости в СМ от скорости ветра, температуры воздуха, дефицита температуры точки росы, условий стратификации. Необходимым условием возникновения СМ является наличие приземной, реже приподнятой температурной инверсии. СМ формируется при определенных сочетаниях температуры воздуха ниже -3 °С, скорости ветра, дефицита температуры точки росы. Видимость в СМ ухудшается при усилении ветра, понижении температуры, уменьшении дефицита температуры точки росы.

2.Исследована природа явления на качественном уровне. На основе совместного анализа условий формирования и эволюции СМ, синоптических условий формирования показано, что СМ есть вид осадков, характерный для Арктики, формирующийся на основе перемешивания теплого и холодного, достаточно влажного воздуха в слое температурной инверсии при усилении ветра

3.Исследованы синоптические условия формирования СМ. Для задач оперативного прогноза разработаны генерализованные схемы синоптических условий формирования СМ, предложены синоптические признаки обострения и ослабления явления. В условиях устойчивой стратификации СМ формируется в зонах увеличения горизонтальных барических градиентов, наиболее часто перед теплым фронтом. А также СМ наблюдается на западной периферии антициклона, в передней и северной части циклона, в теплом секторе циклона, за медленно идущим холодным фронтом.

4. Для задач оперативного прогноза разработаны и внедрены в практику синоптические расчетные метода прогноза видимости в СМ и метелях. Применение методов основано на использовании стандартной метеорологической информации. Оправдаваемость методов в системе АМСГ Амдерминского центра гидрометеорологической службы составила 80% и более.

5.Предложена блок-схема синоптического прогноза СМ и видимости в ней на основе совместного использования генерализованных схем синоптических условий формирования СМ и расчетных методов.

По теме диссертации опубликованы две печатные работы [38, 39].

Сочетание знаний условий формирования и эволюции СМ, структуры приземного слоя тропосферы, синоптических условий формирования СМ, различных способов определения видимости -позволяет синоптику составить более полную картину явления погоды и логически достраивать звенья недостающей метеорологической информации. Подобный подход помогает синоптику более эффективно работать в районах малоосвещен-ных метеорологической информацией, особенно это актуально в настоящее время дня территорий Крайнего Севера

Полученный метод прогноза СМ и основные результаты работы используются в оперативно-прогностической работе на АМСГ Ямбург, АМСГ Мыс Каменный, АМСГ Ха-расавэй, АМСГ Амдерма, АМСГ Надым.

Заключение диссертации по теме «Метеорология, климатология, агрометеорология», Колпинов, Николай Иванович

Заключение