Вспышка конвективных опасных явлений погоды в Сибири в мае 2020 г.: анализ и моделирование

Территория Западной Сибири часто подвергается воздействию шквалов и смерчей, который вызывают существенный ущерб. Однако эти явления остаются сравнительно малоизученными по ряду причин, в том числе из-за отсутствия данных метеорологических радиолокаторов. В настоящей работе рассматривается случай вспышки опасных явлений погоды (главным образом сильных шквалов и крупного града), который наблюдался 25-26 мая 2020 г. и охватил территорию от Свердловской области до Красноярского края. Шквалы привели к гибели шести человек и значительному материальному ущербу. Также примечательно, что вспышка опасных явлений наблюдалась в период рекордной по продолжительности волны тепла в этом регионе. По спутниковым данным установлено, что вспышка была связана с прохождением двух исключительно долгоживущих мезомасштабных конвективных систем, общая длина пути которых превысила 2000 км. При их прохождении метеостанции зафиксировали шквалы с порывами ветра 25-32 м/с, также был отмечен крупный град диаметром до 60 мм. Общая площадь ветровалов, связанных с этой вспышкой, достигла 6450 га. Исключительная продолжительность жизни штормов объясняется исключительно высокими значениями сдвига ветра (до 41 м/с в слое 0-6 км). По значению ряда конвективных параметров атмосферы, данное событие занимает первое место из 281 случая шквалов и смерчей, вызвавших ветровалы в лесной зоне России, для которых был проведен соответствующий анализ (Chernokulsky et al., 2023).
Чтобы оценить возможность успешного прогноза шквалов, была выполнена серия численных экспериментов с моделями численного прогноза погоды COSMO и ICON. Моделирование производилось с пространственным разрешением 2,2 км и в режиме прямого воспроизведения конвекции, с различной заблаговременностью прогноза. Обе модели успешно воспроизводят наиболее сильный шквал, наблюдавшийся над севером Кемеровской области, при этом модель COSMO в целом лучше воспроизводит его интенсивность (скорость ветра по модели достигает 37 м/с). Два других шквала, которые прошли севернее и восточнее и также вызвали масштабные ветровалы в лесах, воспроизводятся с меньшей точностью. Результаты моделирования показывают ограниченную чувствительность моделей к изменениям температуры и влажности почвы в начальных данных. Это подчеркивает преобладающую роль крупномасштабной динамики и незначительную роль локальных факторов в формировании и развитие шквалов. В частности, внедрение стримера высокой потенциальной завихренности из верхней тропосферы вдоль периферии блокирующего антициклона способствовало развитию глубокой конвекции и сильных шквалов.