Сборник тезисов докладов шестнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", Москва, ИКИ РАН, 2018 год

(http://smiswww.iki.rssi.ru/d33_conf)

Облако-разрешающее численное моделирование глубокой конвекции при образовании квазитропического циклона над Черным морем

Левина Г. В. (1,2), Зарипов Р. Б. (3,4)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Межведомственный центр аналитических исследований в области физики, химии и биологии при Президиуме РАН, Москва, Россия
(3) Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации, Москва, Россия
(4) Центральная Аэрологическая Обсерватория, Долгопрудный, Московская обл., Россия
Впервые в России проведено численное облако-разрешающее моделирование (с горизонтальным шагом вычислительной сетки 1 км) жизненного цикла интенсивного мезомасштабного циклона средних широт. Рассмотрена эволюция квазитропического циклона, развившегося над Черным морем в сентябре 2005 года. Особое внимание уделялось роли кучево-дождевой облачности в зарождении и развитии квазитропического циклона, рассматривались поля вертикальной завихренности и спиральности.

Расчеты проведены с помощью негидростатической модели атмосферы WRF-ARW 4.0 (свободно распространяется с июня 2018 года). Результаты численного моделирования сопоставлялись с данными наблюдений и ранее опубликованными исследованиями [1,2]. Выполнено сравнение параметров обнаруженной вихревой облачной конвекции Черноморского региона с имеющимися данными для аналогичных конвективных структур в тропической зоне [4-8].

Вихревая облачная конвекция (Vortical Hot Towers – VHTs, вихревые горячие башни – ВГБ) была впервые обнаружена американскими учеными в 2004 г. при почти-облако-разрешающем численном моделировании зарождения тропических циклонов [4]. В 2005 г. ее существование было подтверждено прямыми допплеровскими измерениями поля скорости в зарождающихся тропических циклонах с исследовательских самолетов [8]. К настоящему времени существует уже значительное число работ (см., например, [5-7,9] и ссылки в них), выполненных в разных странах мира и посвященных всестороннему изучению роли ВГБ в формировании тропических циклонов.

С учетом полученных в настоящей работе результатов подготовлены необходимые наборы метеоданных и выполнена постановка задачи для диагностики начала циклогенеза согласно подходу [3].

Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ по проектам № 16-05-00551а, 16-05-00558а.

Ключевые слова: облако-разрешающее численное моделирование, вихревая конвекция, квазитропический циклон
Литература:
  1. Ефимов В.В., Шокуров М.В., Яровая Д.А. Численное моделирование квазитропического циклона над Черным морем // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2007. Т. 43, № 6. С. 723-743.
  2. Ефимов В.В., Станичный С.В., Шокуров М.В., Яровая Д.А. Наблюдение квазитропического циклона над Черным морем // Метеорология и гидрология. 2008. №. 4. С. 53-62.
  3. Левина Г.В., Монтгомери М.Т. Численная диагностика тропического циклогенеза на основе гипотезы о спиральной самоорганизации влажно-конвективной атмосферной турбулентности // Доклады АН. 2014. Т. 458. № 2. С. 214-219.
  4. Hendricks E.A., Montgomery M.T., Davis C.A. The role of “vortical” hot towers in the formation of tropical cyclone Diana (1984) // J. Atmos. Sci. 2004. V. 61. P. 1209–1232.
  5. Houze R.A., Lee W.C., Bell M.M. Convective contribution to the genesis of Hurricane Ophelia (2005) // Mon. Wea. Rev. 2009. V. 137. P. 2778-2800.
  6. Montgomery M.T., Nicholls M.E., Cram T.A., Saunders A.B. A vortical hot tower route to tropical cyclogenesis. J. Atmos. Sci. 2006. Vol. 63, pp. 355-386.
  7. Rajasree V.P.M., Kesarkar A.P., Bhate J.N., Umakanth U., Singh V., Harish Varma T. Appraisal of recent theories to understand cyclogenesis pathways of tropical cyclone Madi (2013) // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2016. V. 121. N 15. P. 8949-8982.
  8. Reasor P.D., Montgomery M.T., Bosart L.F. Mesoscale observations of the genesis of Hurricane Dolly (1996) // J. Atmos. Sci. 2005. V. 62. P. 3151–3171.
  9. Yeung H.Y. “Convective Hot Tower” signatures and rapid intensification of Severe Typhoon Vicente (1208) // Tropical Cyclone Research and Review. 2013. V. 2. No. 2. P. 96-107.

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

193