Анализ аномально сильных снегопадов по картам спутникового диагноза в Московском регионе зимой 2019 г.

В НИЦ «Планета» совместно с Гидрометцентром России разработан метод распознавания зон осадков и оценки их интенсивности по спутниковым данным [1, 2]. Метод использует в качестве входных данных измерения радиометра SEVIRI с геостационарного метеоспутника Меteosat-11 и синхронные поля температуры и влажности воздуха в нижнем слое атмосферы, вычисляемые с помощью специально разработанной версии региональной модели численного краткосрочного прогноза погоды [3]. Измерения в спектральном канале 9 SEVIRI (10,8 мкм) и прогностические данные используются для построения карт радиационной температуры на верхней границе облачности (TВГО), высоты верхней границы облачности (HВГО) и косвенной оценки интенсивности осадков (на основе взаимосвязи между интенсивностью явления и значениями TВГО).
Описанный метод был применен для анализа условий возникновения двух аномально сильных снегопадов в Московском регионе - 26-27 января и 13 февраля 2019 г.
26-27 января в Московском регионе прошел сильный снегопад, причиной которого был теплый атмосферный фронт атлантического циклона, пришедшего с запада. Меридионально расположенный гребень антициклона увеличил продолжительность снегопада, так как он препятствовал прохождению серии атмосферных фронтов. Все это хорошо видно на картах TВГО, HВГО, полученных по данным SEVIRI/ Meteosat-11, и подтверждается приземным анализом Гидрометцентра России. Для оценки синоптической ситуации и направления переноса облачности на карту TВГО наносятся изобары давления, приведенного к уровню моря, и стрелки направлений ветра на уровне 500 гПа, рассчитанные на момент спутниковой съемки по выходным данным региональной прогностической модели [3]. Кроме того, согласно картам HВГО, TВГО, высота облачности не превысила 7 км, температура TВГО равнялась -55⁰С и диагностированы слабые и умеренные осадки. По синхронным данным доплеровского метеорологического радиолокатора (ДМРЛ) в Московском регионе прослеживаются зоны умеренных, сильных и слабых ливневых осадков и облачность с HВГО до 5-6 км, что подтверждает адекватность результатов спутникового диагноза.
Снегопад 26-27 января в Москве достиг наивысшей интенсивности и классифицировался как непрерывный сильный снег. 26 января метеостанция ВДНХ зафиксировала 10.3 мм осадков, а суммарно за 26-27 января выпало 20 мм осадков или около половины месячной нормы.
Во втором случае, 13 февраля южный циклон с Балканского полуострова с большой скоростью (на уровне 500 гПа скорость достигала 17м/с) вышел на ЕТР, принес потепление и осадки в виде дождя и мокрого снега. В Москве выпало рекордное для 13 февраля количество осадков: в центре города было зафиксировано 9 мм, а в Шереметьево выпало 17 мм осадков. За сутки высота снежного покрова в столичном регионе выросла на 5-7 см и достигла 45 см.
По спутниковым данным температура TВГО составляла -65⁰С, высота кучево-дождевой облачности 8-9 км. Кроме того, диагностированы наличие струйного течения со скоростями ветра более 120 км/ч, а также зоны слабых и умеренных осадков. По данным ДМРЛ прослеживается зона осадков с интенсивностью до 3-5 мм/час и облачность с высотой до 7-8 км.
Сходство двух сильных снегопадов обусловлено контрастами температуры и влажности на атмосферных фронтах. Различия снегопадов заключены в особенностях термобарического поля: в январском случае температура на АТ850 за 12 ч повысилась с 13°С до -8°С, высотный гребень сменился ложбиной; в февральском случае высотная ложбина сменилась гребнем с запада, температура понизилась с -5°С до -8°С.
По радиационной температуре TВГО можно судить об интенсивности осадков. Различия в радиационной температуре (-55°С или -65°С) связаны с тем, что во втором случае была диагностирована кучево-дождевая облачность, снегопад был более интенсивный, но менее продолжительным по времени.
Из проведенной работы следует полезность использования спутниковых данных совместно с прогностической информацией и данными доплеровских локаторов для анализа и уточнения прогноза кучево-дождевой облачности, выявления скрытых кучевых облаков в слоистой облачности и детектирования районов выпадения сильных зимних осадков. Подтверждена возможность получения оценки интенсивности осадков в районах с облачностью. Данные ДМРЛ позволили также выполнить валидацию результатов спутникового диагноза.