Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Двадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XX.D.84

Возможности спутникового и радиолокационного мониторинга для предупреждения о возникновении конвективных штормов с сильными шквалами и смерчами

Алексеева А.А. (1), Бухаров В.М. (1), Дмитриева Т. Г. (1), Миронова Н.С. (2), Федоров Г.А. (2)
(1) Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации, Москва, Россия
(2) Европейский центр «НИЦ «Планета», Москва, Россия
Спутниковый мониторинг дает картину распределения температуры подстилающей поверхности на большой территории. Сеанс измерений ДМРЛ-С, выполненный в заданный срок, дает картину распределения радиоэха в трехмерном пространстве. Качество общего прогноза штормовых погодных условий с учетом спутниковой и радиолокационной информации, безусловно, улучшается, особенно их штормового предупреждения, т.к. при этом диагностируются опасные мезомасштабные метеорологические объекты, пропущенные стандартной метеорологической сетью. Главное преимущество спутникового и радиолокационного мониторинга – большая скорость получения и временная детализация информации на значительной территории, что особенно важно при существующей наземной наблюдательной метеорологической сети и недостаточности радиолокационных данных на территории России.
Рассмотрены условия возникновения конвективного шторма, сопровождавшегося шквалами и смерчами, 18 сентября 2022г. на территории Курской области, что не характерно для осеннего периода года на ЕТР. Полученные выводы базируются как на синоптическом анализе признаков атмосферных процессов, способствующих образованию интенсивных конвективных явлений, в том числе смерчей, так и на основе диагностической спутниковой информации и данных ДМРЛ-С. Диагноз опасных конвективных явлений осуществляется с использованием авторских алгоритмов, реализованных в автоматизированных технологиях, включая визуализацию в виде карт, в ФГБУ «НИЦ «Планета» и ФГБУ «Гидрометцентр России».
Спутниковая диагностика мощных конвективных штормов осуществляется в реальном режиме времени с периодичностью спутниковой информации 15 и 30 минут и пространственным разрешением ~ 10 км. Используются измерения с геостационарных спутников «Meteosat 11» и «Электро-Л №3». Карты спутникового диагноза позволяют оценить максимальную скорость ветра при порывах у Земли, высоту верхней границы кучево-дождевых облаков и ряд других параметров.
Анализ карт спутникового диагноза показал:
1. На картах высоты (км) кучево-дождевых облаков и их переноса, а также метеорологических явлений диагностирована область Cb облаков с Нвго до 13 км, грозами и ливнями, возможными шквалами, смещающаяся с юго-запада на г.Курск, что соответствует общей траектории движения зоны шквалов и смерчей. Диагностированные спутниковым методом максимальные значения Нвго Cb соответствуют данным ДМРЛ-С «Курск».
2. На картах радиационной температуры область наиболее низких температур (-60°С) также соответствует траектории движения области шквалов и смерчей. Следует отметить, что такие температуры наблюдались в виде отдельных изолированных зон в конвективном шторме, диаметр которого по направлению перемещения не более 400 км, а по контуру очага горизонтальные градиенты радиационной температуры составляли более 20°С/150 км, что характерно для формирования конвективных опасных явлений (ливней, града, шквалов).
3. Карты максимальной скорости ветра в тропосфере подтвердили изменение ветра с высотой и его повышенные значения.
Вместе с тем, карты спутникового диагноза не позволили распознать смерч, несмотря на правильность оценки общих метеоусловий.
Радиолокационная диагностика мощных конвективных штормов осуществляется в реальном режиме времени с периодичностью 10 минут и пространственным разрешением 0.05 градусов на основе информации сети ДМРЛ-С. Диагностируются шквалы в градациях скорости ветра 15-19; 20-24 и ≥ 25 м/с и шквалы в градации опасных явлений, а также скорость ветра при порывах тремя независимыми подходами, что дает оперативному синоптику возможность уточнить силу прогнозируемого ветра (шквала) при принятии решения о штормовом предупреждении. Авторские разработки отличаются от реализованных алгоритмов диагностирования шквалов по единой программе вторичной обработки радиолокационных данных «ГИМЕТ-2010», используемой в настоящее время на сети ДМРЛ Росгидромета.
В качестве иллюстраций приводятся примеры спутниковых и радиолокационных карт, рассчитанных по автоматизированным авторским методикам.
Полученные результаты свидетельствуют о перспективности и полезности использования совместного спутникового и радиолокационного мониторинга опасных конвективных явлений как для дальнейшего исследования процессов возникновения шквалов и смерчей, так и совершенствования их прогноза.
Работа выполнена в ФГБУ «Гидрометцентр России» в рамках научной темы «Развитие моделей, методов и технологий наукастинга, сверхкраткосрочных, краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных метеорологических прогнозов, агрометеорологических прогнозов различного временного и пространственного масштабов, гидрологических речных и морских прогнозов, включая прогнозы опасных гидрометеорологических явлений для обеспечения Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций РСЧС-ШТОРМ» и в ФГБУ «НИЦ «Планета» в рамках научных исследований, включаемых в планы научных работ научных организаций и образовательных организаций высшего образования, осуществляющих научные исследования за счет средств федерального бюджета.

Ключевые слова: конвективный шторм, условия возникновения, шквал, смерч, спутниковая диагностика, радиолокационная диагностика, осенний период.
Литература:
  1. Алексеева А.А. Распознавание конвективных стихийных явлений погоды на основе цифровой информации с ИСЗ с целью их краткосрочного прогноза // Труды Гидрометцентра России, 2000. Вып. 335. С. 59-73.
  2. Алексеева А.А. Прогноз ураганных ветров внетропических циклонов на территории России // Метеорология и гидрология. 2017. № 1. С. 5-15.
  3. Алексеева А.А. Особенности условий возникновения активной конвекции с сильными шквалами // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2019. No 2 (372). С. 41-58.
  4. Алексеева А.А., Васильев Е.В., Бухаров В.М. Прогноз сильных шквалов на Европейской территории России и их идентификация доплеровскими радиолокаторами // Труды Гидрометцентра России. 2017. Вып. 363. С. 47-64.
  5. Бухаров М.В., Дмитриева Т.Г., Миронова Н.С. Применение карт спутникового диагноза для анализа метеорологических условий при смерче в Башкирии 29 августа 2014 г. // Двенадцатая Всероссийская открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 10–14 ноября 2014 г. Тезисы докладов. С. 169.
  6. Бухаров М.В., Кухарский А.В., Мисник Л.А. Автоматизированное рабочее место «Планета-метеообзор» для мониторинга опасных атмосферных явлений, связанных с конвективной облачностью // Метеорология и гидрология. 2008. № 2. С. 64-69.

Презентация доклада

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

399