Эмпирическая стационарная модель пространственного распределения грозовой активности в северной Азии по данным наблюдений WWLLN (2009-2014 гг.)

Представлены результаты эмпирического моделирования пространственного распределения плотности грозовых разрядов по территории Северной Азии (40-70 с.ш., 60-180 в.д.). Использованы данные мировой многопунктовой системы грозопеленгации World wide lightning location network (WWLLN), одна станция которой установлена в г. Якутск [1], за летний (июнь-август) период наблюдений с 2009 по 2014 гг. Работа системы основана на приеме радиосигналов от молний, атмосфериков, и анализе временных разностей их прихода до, как минимум, 5 ближайших станций [2]. Получена обобщенная за 6 лет и усредненная на месяц картина грозовой деятельности на рассматриваемой территории. Далее данные были скорректированы с учетом рассчитанного по данным системы по энергетической характеристике молний коэффициента детектирования WWLLN [3], неоднородно распределенного по территории из-за неравномерного расположения станций приема. Результативная карта плотности грозовых разрядов, на которой особо выделяются два массивных грозовых очага в районе Западносибирской равнины и долины рек Амура и Сунгари, соответствует наблюдениям со спутника [4].
Модель построена на основе эмпирических зависимостей плотности грозовых разрядов от широты, долготы и рельефа местности. Широтная зависимость представляет сумму распределения общей грозовой активности, линейно убывающей с ростом широты из-за затока воздушных арктических масс летом, и нормального распределения со смещающимся линейно к югу центром при увеличении долготы, описывающего общее смещение всех очагов. Долготной зависимостью принята сумма линейного спада к востоку, характеризующего западный перенос, и трех нормальных распределений для двух упомянутых выше массивных очагов и одного малого очага, ограниченного реками Енисеем и Ангарой и Восточными Саянами с юга. Высотная зависимость представлена суммой одного логнормального и двух нормальных распределений, соответствующих локальным максимумам плотности на трех высотах, ассоциированных с низменностями, плоскогорьями и горами, что объясняется эффектами формирования грозовых облаков и распространения фронтальных гроз. Каждая составляющая входит в конечную модель через геометрическое усреднение с весом, характеризующим ее вклад. Общий коэффициент, определяющий уровень, подбирался по наименьшим невязкам модели с данными.
Работа поддержана РФФИ, проекты № 14-05-31056 мол_а, 15-45-05005 р_восток_а, 15-45-05135 р_восток_а.
[1] Козлов В.И., Муллаяров В.А., Р.Р. Каримов. Пространственное распределение плотности грозовых разрядов на Востоке России по данным дистанционных наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т.8. №3. С.257-262.
[2] Dowden R.L., Brundell J.B., Rodger C.J. VLF lightning location by time of group arrival (TOGA) at multiple sites // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2002. V.64. No.7. P.817-879.
[3] Hutchins M.L., Holzworth R.H., Brundell J.B., Rodger C.J. Relative detection efficiency of the world wide lightning location network // Radio Science. 2012. V. 47. No.6. RS6005.
[4] Christian H.J., Blakeslee R.J., Boccippio D.J., Boeck W.L. Global frequency and distribution of lightning as observed from space by the Optical Transient Detector // J. Geophys. Res. 2003. V.108. No.D1. P. ACL 4-1 – ACL 4-15.