Исследование характеристик облаков различных форм применительно к проблеме дистанционного экологического мониторинга земной поверхности

Существенное негативное влияние облаков различных форм на качество дистанционного экологического мониторинга (ДЭМ) обусловливает необходимость поиска путей, позволяющих устранить его или в значительной мере снизить.
С учетом данного обстоятельства в настоящей работе предлагается способ повышения качества ДЭМ за счет применения средств воздействия на облака, главным образом, на переохлажденные (т.е. которые наблюдаются при отрицательных значениях температуры воздуха и состоят либо из переохлажденных капель, либо из переохлажденных капель и частиц льда).
В качестве объекта исследования в работе выбраны облака нижнего яруса (слоистые и слоисто-кучевые) как наиболее часто встречающиеся в различных физико-географических районах (ФГР) России и имеющие значительную горизонтальную протяженность (сотни и тысячи километров) и длительное время существования над пунктом (часы – десятки часов).
В качестве изучаемого района в работе рассматривается северо-западный район (СЗР) Европейской территории России (ЕТР). Выбор данного района обусловлен наличием материалов самолетного зондирования атмосферы (СЗА) по пункту Санкт-Петербург, необходимых для исследования характеристик облаков.
К настоящему времени в литературе приводятся критерии пригодности облаков различных форм к воздействию с различными целями. В частности, пригодными к рассеянию считаются волнистообразные облака (ВОБЛ), имеющие вертикальную протяженность не более 1000 м, капельную или смешанную фазовую структуру и среднюю температуру облачного слоя не выше минус 3оС [1].
Наличие выше указанного критерия предполагает всестороннее исследование характеристик ВОБЛ над рассматриваемым районом, а именно, повторяемость облаков различных форм, расслоенность, фазовая структура, повторяемость переохлажденных облаков.
Для получения количественных оценок характеристик ВОБЛ в работе использованы материалы СЗА над Санкт-Петербургом за 12 лет (1953-1964 г.г.). Всего обработано 3753 подъемов самолетов-зондировщиков.
На основании обработки материалов СЗА над указанным пунктом установлено, что:
ВОБЛ являются наиболее распространенными. Так, на повторяемость слоистых, слоисто-кучевых облаков, наблюдающихся самостоятельно (без сочетания с другими формами облаков), в холодное полугодие приходится почти 50% (49,6%).;
ВОБЛ в большинстве случаев в течение года являются однослойными. На повторяемость таких облаков в холодное полугодие и зимой над СЗР ЕТР приходится более 80%.;
ВОБЛ над СЗР ЕТР чаще всего являются жидко-капельными (в холодное полугодие – 64,5%, зимой – 60,3%). Смешанная фаза в таких облаках встречается значительно реже, а кристаллическая – крайне редко (менее 1%).;
ВОБЛ над СЗР ЕТР в холодное полугодие также чаще бывают переохлажденными. Так, на повторяемость переохлажденных ВОБЛ в холодное полугодие приходиться 88,4%, а зимой – 98,7%.
В результате исследования характеристик ВОБЛ над СЗР ЕТР в работе получены количественные оценки пригодности переохлажденных слоистых, слоисто-кучевых облаков к рассеянию с учетом указанного выше критерия. Оказалось, что значения повторяемости пригодных к рассеянию ВОБЛ над СЗР ЕТР составляют в холодное полугодие 79,3%, а зимой – 92,7%.
На основании приведенных в работе данных можно сделать вывод о том, что применение средств рассеяния облаков, установленных на самолетах различных типов (например, АН-12, АН-30, ЯК-42Д и др.), может способствовать повышению качества ДЭМ на больших площадях в условиях наличия облаков различных форм, в частности, волнистообразных (слоисто-кучевых и слоистых) облаков.
В случае проведения аналогичных исследований над другими ФГР России представится возможным построить карту пригодности ВОБЛ к рассеянию и оценить целесообразность применения средств воздействия на облака в том или ином районе применительно к решению задачи не только ДЭМ, но и других задач (например, улучшение экологической обстановки над крупными городами, проведение поисково-спасательных работ и др.).