Анализ условий возникновения и моделирование случаев сильных шквалов, вызвавших катастрофические ветровалы в лесах Европейской России в XXI в

Сильные шквалы (с максимальной скоростью ветра 25 м/с и более) представляют собой одно из наиболее опасных конвективных явлений. В большинстве случаев они имеют локальный характер, но наибольший ущерб обычно связан со шквалами, охватывающими значительную территорию. В этом контексте представляют интерес так называемые "деречо" (derechoes) - долгоживущие мезомасштабные конвективные системы, генерирующие шквалы в течение нескольких часов подряд в полосе шириной до 100 км и протяженностью свыше 600 км. Это явление более характерно для Северной Америки, но и в Европе (включая Европейскую часть России) ежегодно может отмечаться несколько таких событий (Taszarek et al., 2019). В России до настоящего времени не был подтвержден ни один случай деречо. Однако случаи шквалов, имеющие соответствующие признаки, рассматривались в ряде публикаций (напр. Дмитриева, Песков, 2013).
В настоящей работе на основе созданной авторами картографической базы данных ветровалов в лесной зоне Европейской России (Шихов и др., 2019) были выделены 4 случая наиболее масштабных ветровалов: 30.07.2010 в Новгородской, Ленинградской областях и Карелии, 27.06.2010 в Ярославской и Вологодской областях, 18.07.2012 в Пермском крае, Кировской области и Республике Коми и 16.06.2009 г. в Кировской области и Республике Коми. Протяженность и ширина зоны сильных шквалов, определенной по наличию ветровальных нарушений лесного покрова и по данным метеостанций, позволяет предварительно отнести как минимум два из четырех рассматриваемых случая к типу деречо. Максимальные порывы ветра, зафиксированные метеостанциями, в перечисленных случаях составили от 28 до 32 м/с. При этом ни одна метеостанция не попала в область сплошных ветровалов, где порывы ветра могли быть сильнее.
Для всех перечисленных случаев были проанализированы синоптические и мезомасштабные условия возникновения, в том числе различные термодинамические и кинематические характеристики атмосферы (индексы неустойчивости), а также проведено моделирование с помощью модели WRF. В качестве начальных условий для запуска модели использованы данные реанализов ERA-5 и CFS. Горизонтальный шаг сетки модели составил 3 км. Для верификации результатов, помимо данных о ветровалах, использованы спутниковые снимки мезомасштабных конвективных систем (МКС), а также данные метеостанций. В работе представлены основные результаты моделирования, включая оценку влияния разных начальных условий на воспроизводимость МКС и порывов ветра по модели.

Исследование выполнено при поддержке РНФ, проект № 18-07-00076