Зависимости между характеристиками конвективных штормов, вызывающих смерчи и шквалы в Северной Евразии, и значениями параметров неустойчивости атмосферы

Выполнен совместный анализ информации о случаях шквалов и смерчей, выявленных по данным о ветровалах в лесной зоне Северной Евразии, характеристик конвективных штормов, вызвавших эти события (с акцентом на структуру их верхней части облаков), и данных о конвективных параметрах, полученных на основе реанализа ERA5. Выборка включает 137 случаев смерчей и 133 случая шквалов, связанных со 120 различными конвективными облачными системами (конвективными штормами), за период 2006-2021 гг.
Большинство случаев шквалов и смерчей связаны с прохождением суперячейковых облаков или квазилинейных конвективных систем. Большинство из них были долгоживущими (средняя продолжительность жизни 9,5 ч). Температура верхней границы облаков (ВГО) в случаях со шквалами статистически значимо ниже, чем в случаях со смерчами (–63°С и –61°С соответственно). В 54% случаев со смерчами и в 68% случаев со шквалами наблюдались сигнатуры интенсивных восходящих потоков на верхней границе облаков – пробои тропопаузы (ОТ), кольцевые или U-V образные структуры. Доля случаев с сигнатурами возрастает для долгоживущих штормов, тогда как короткоживущие ячейки масштаба мезо-β сопровождались возникновением сигнатур всего в 21% случаев.
Суперячейки формируются при существенно более низких значениях энергии неустойчивости (CAPE), влагосодержания атмосферы (PW) и уровня конденсации (LCL), в сравнении с другими типами штормов. Для формирования суперячеек большее значение имеет сдвиг ветра. В свою очередь, сигнатуры восходящих потоков (OT, кольцевые или U-V образные структуры) чаще наблюдались при более высоких значениях CAPE, PW и композитных параметров. Минимальная температура ВГО имеет сильную отрицательную корреляцию с CAPE, PW и рядом композитных параметров, поскольку они характеризуют интенсивность восходящих потоков. Для продолжительности жизни штормов выявлена статистически значимая зависимость со значениями параметра WMAXSHEAR.

Исследование выполнено при поддержке РНФ, проект № 18-77-10076