В Приморском крае 18-19 ноября 2020 г. наблюдалось опасное погодное явление – «ледяной дождь». Ледяной дождь возникает в зонах теплых атмосферных фронтов, если до высот ≥ 1–2 км формируется слой толщиной в несколько сотен метров с положительной температурой в результате натекания теплой влажной воздушной массы на более холодный приповерхностный слой воздуха с отрицательной температурой (Simonson, 2020; Вильфанд, Голубев, 2011). Твердые осадки в теплом слое тают, в нижележащем холодном воздухе капли покрываются ледяной коркой, которая при падении на поверхности разбивается. Вытекающая вода замерзает и образует гололед (Голубев и др., 2013). По определению Американского метеорологического общества, ледяной дождь может выпадать в виде переохлажденных жидких осадков, которые при отрицательной температуре воздуха образуют на поверхностях объектов ледяную глазурь − покрытие из гладкого плотного прозрачного льда (Klima, Morgan, 2015). Убытки от ледяных дождей, которые называют «ледяными штормами», в США и Канаде оцениваются в миллиарды долларов (Bragg et al., 2003; Kämäräinen et al., 2017). Из-за катастрофических последствий ледяной дождь в Приморье был классифицирован как «ледяной шторм». Хотя он наблюдался менее суток и охватил в основном юго-западную часть края, ущерб от него даже по предварительным оценкам краевой администрации превысил 1 млрд рублей.
Исследование базировалось на измерениях многоканального микроволнового радиометра GMI (Microwave Imager) и двухчастотного дождевого радиолокатора Dual-frequency Precipitation Radar (DPR) на спутнике GPM (The Global Precipitation Measurement), современных реанализах высокого разрешения ERA5 и ERA5-Land Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF), стандартных метеорологических наблюдениях и данных аэрологического зондирования. Стандартные измерения дополнялись данными о диаметре ледяной глазури, измеренном добровольцами в различных микрорайонах и пригородах Владивостока и Артема. Решались следующие задачи: 1) анализ синоптических условий и характеристик ледяного дождя над югом Приморья; 2) идентификация областей с благоприятными условиями формирования, пространственное распределение зон осадков, оценки их количества и интенсивности.
Ледяному дождю в Приморье предшествовали два зонально ориентированных параллельных стационарных фронта, аналогично регионам, где он наблюдается регулярно. Вынос южным циклоном устойчиво стратифицированной субтропической воздушной массы способствовал формированию в нижней тропосфере слоя толщиной > 2 км с положительной температурой и высокими значениями относительной влажности (преимущественно 100%). Вертикальный профиль температуры воздуха по данным ERA5 и интенсивности осадков по измерениям DPR показал, что жидкие осадки формировались в свободной атмосфере в слое до 3 км при положительных температурах воздуха. Проходя через нормально стратифицированный приземный слой воздуха толщиной ≈ 700 м с отрицательными температурами, переохлажденные капли вызывали быстрое нарастание глазури (гололед) на поверхностях наземных объектов. Диаметр отложений льда варьировал от 12 мм до 51 мм. Применение к конкретному случаю существующих методов идентификации ледяного дождя (любая зона осадков на суше с отрицательной приземной температурой и положительной температурой в свободной атмосфере (Т2М 30 мм/12 ч регистрировались на юго-западе Приморья и местами вдоль юго-восточного побережья. Во Владивостоке по данным реанализа сумма осадков составляла 22-23 мм/12 ч, что близко к фактическим измерениям − 26 мм/12 ч за тот же период.
Сравнение с имеющимися фактическими измерениями показало репрезентативность полученных модельных данных. Предполагается, что использование спутниковых измерений совместно с данными реанализов высокого разрешения значительно расширит возможности климатических исследований ледяных дождей.
Авторы благодарят жителей Артема и Владивостока, принявших участие в сборе и передаче данных о толщине отложений льда.