Вы здесь

Формування аномалій погодних умов весняного сезону над Східною Європою

Автор: 
Нажмудінова Олена Миколаївна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2007
Артикул:
3407U003347
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2
КУМУЛЯТИВНЫЙ ЦИКЛО - И АНТИЦИКЛОГЕНЕЗ
2.1 Кумулятивное образование гребневых структур
Примеры кумулятивного эффекта образования гребневых структур обнаруживаются в
зимних ситуациях, во многом характерных для первых декад ранней весны. Описание
процессов кумулятивного антициклогенеза представлено на примере синоптических
ситуаций конца декабря 2001 г. и первой половины января 2002 г. [34].
На рис. А.1 – А.5 приведена ситуация с кумулятивным гребневым вторжением к
западу от Сибирского антициклона. Как показывает комплексный анализ атмосферных
процессов, резкое гребневое вторжение прослеживается в период от 26.12.2001 г.
до 27.12.2001 г. (рис. А.3 – А.4). В этом случае происходит обширное вторжение
гребневого отрога на акваторию Средиземного моря через Украину. Предварительно
его возникновению способствовали наличие депрессий на территории Украины и
распространение гребневого вторжения на Западную Европу от Азорского максимума.
Как видно из рис. А.1, над Украиной отмечается существование влажной депрессии,
которая способствует обоюдному кумулятивному вторжению на ее территорию
гребневых структур Азорского максимума и Сибирского антициклона.
На втором примере (рис. А.6 – А.9) в районах Северной Атлантики, Скандинавии и
Восточной Европы 07 – 15.01.2002 г. наблюдается явная активизация гребневой
структуры в районе Норвежского моря, а демаркационная линия отклонена резко к
северу. Следует отметить, что выход гребневой структуры, идущей от Азорского
максимума до широты Ян-Майена, - явление редкое и несет за собой резкие
похолодания в южных широтах на ее западной периферии, что и произошло на
территории Украины 07.01.2000 г. (рис. А.6).
В следующей далее синоптической ситуации за 15.01.2002 г. гребневая структура,
прослеживающаяся от Азорского максимума вплоть до северных широт Скандинавии
(рис. А.7), полностью кумулятивно исчезает на карте за 16.01.2002 г. (рис.
А.6). Одновременно, очень быстро, возникает гребневое вторжение в направлении
о. Колгуев, которое в ситуации за 18.01.2002 г. (рис. А.9) переходит в
гребневую структуру, распространяющуюся до о.Ян-Майена. Зональное смещение
гребневой структуры за 15.01.2002 г. прослеживается от Скандинавии к востоку, а
затем, как видно на карте за 18.01.2002 г., происходит ее обратное движение к
западу.
Возникновение смещения волны Россби к западу можно объяснить, согласно [7, 51,
61], увеличением ее амплитуды. Промежуточное состояние, когда амплитуда волны
Россби меньше, чем в ситуации, представленной на рис. А.9, но больше, чем на
рис. А.7, приводит к стационированию волны Россби и далее, согласно [2, 51 -
52, 82, 95 - 96, 108], к ее переходу в некоторых ситуациях в стадию солитона
Россби или преобразованию в блок.
В обеих приведенных ситуациях кумулятивные гребневые вторжения привели к
резкому похолоданию на территории Украины. Естественно, что объединение двух
разногенезисных гребневых структур в единый пояс высокого давления может
произойти только лишь через притягивающую их область низкой плотности. Стремясь
к своему заполнению, эта область создает двусторонне направленный кумулятивный
эффект объединения двух гребневых отрогов.
Предвидеть развитие кумулятивных процессов можно с помощью анализа спектральных
частотных характеристик синоптического процесса за относительно длительный
период времени, достаточный для того, чтобы в поле плотности сформировалось
соответствующее градиентное напряжение, вызывающее квазиакустические продольные
волны.
С этой целью необходимо осуществить, согласно [11, 85], спектральный анализ
поля плотности в области, расположенной по обе стороны от вектора максимального
ее градиента. Анализ выполняется по следующим математическим алгоритмам:
(2.1)
где - величины, ограничивающие трёхмерную область пространства , в которой
проводится спектральный анализ; - ограничивает временной интервал предыстории,
по которому выполняется анализ предварительного процесса; - волновые числа,
характеризующие процесс в трехмерной области ; - характерная частота в текущем
процессе; R- трансформационный фильтр, устраняющий учет в расчетах
мезомасштабных процессов; - плотность воздуха. Попутно осуществляется
спектральный анализ одной из альтернативных полю плотности характеристик
процесса:
(2.2)
где - волновой вектор, характеризующий размер объекта в поле плотности
относительно отрезка координаты , направленной вдоль вектора градиента; -
альтернативное характерное поле, адекватное полю плотности.
Таким полем, например, может служить поле влажности или осадков, в котором
легко выделить вектор градиента плотности; - пределы интегрирования.
Ограничиваясь только одним направлением, формула принимает вид:
(2.3)
Спектральный анализ полей осадков (рис. 2.1 – 2.2 и рис. Б.1 – Б.3), адекватных
полю плотности, выделяет главную позицию процесса, способствующую развитию
кумулятивного антициклогенеза, - это наличие частоты для периодов порядка
нескольких суток (в данном случае 8 суток). За такой продолжительный период
атмосфера в месте кумулятивного прорыва гребней высокого давления довольно
долго находится под воздействием облачности, что способствует резкому снижению
плотности, достаточному для преодоления порогового значения ее градиента. На
рис. А.5 отчётливо виден эффект кумулятивной перестройки процесса, выразившейся
в полном рассеянии облачности над зонами кумулятивных прорывов, что возможно
проследить по рис. 2.1.
Альтернативным полем для второй ситуации, приведенной на рис. А.6 – А.9 могут
служить карты явлений погоды (рис. 2.2) и полей осадков (рис. Б.3). Пятна
осадков наблюдаются над Скандинавией и