Анализ условий формирования горных волн, обнаруживаемых на спутниковых снимках

Одной из причин авиационных аварий является турбулентность, возникающая в гравитационных горных волнах (Шакина, 2019). В данной работе были проанализированы условия формирования горных волн. Регион исследования включал Апеннины, Анатолийское плоскогорье в Турции и Атласские горы. Дешифрирование горных волн производилось по спутниковым снимкам MODIS/Aqua, Terra в видимом диапазоне и в каналах водяного пара. Последние привлекались для обнаружения «невидимых» орографических волн (Fedoseeva, Simakina, 2022), формирующихся на фоне отсутствия облачности в условиях недостаточной влажности воздуха (Федосеева, 2021). Всего было рассмотрено 45 случаев горных волн. На основании данных 12 аэрологических станций для каждого района были вычислены значения чисел Фруда и Бюргера (Шестакова, 2016), параметра Скорера (Xue et al, 2022) масштаба Лира (Aryamanesh, 2020), числа Ричардсона (https://skybrary.aero/articles/richardson-number), а также расстояния, на котором существует влияние орографического препятствия.
Анализ полученных характеристик показал, что значения числа Фруда варьируются от региона к региону, при этом значения числа Фруда значительно больше единицы наблюдались только для случаев формирования волн в Атласских горах. Было также установлено, что при увеличении высоты препятствия возрастает необходимая для образования горных волн скорость ветра. На территории Апеннин и Атласских гор значения числа Ричардсона были меньше нуля, при этом, значения этого параметра близкие к нулю, могут быть свидетельством почти нейтральной атмосферы - условий, благоприятных для возникновения орографической турбулентности. Наибольшее число случаев, когда поток мог считаться турбулентным, наблюдались в Атласских горах. Значения числа Ричардсона, превышающие нулевые, наблюдались при низких скоростях ветра, либо при сильном сдвиге ветра. Благоприятными условиями для развития захваченных подветренных волн является резкое уменьшение значений параметра Скорера при увеличении высоты, а для вертикально распространяющихся - их незначительное изменение с высотой. Захваченные волны наблюдались в 34 случаях, а вертикально распространяющиеся в 11 случаях. Характеризующий длину орографических волн масштаб Лира показал, что наиболее длинноволновые колебания наблюдались в регионе Атласских гор, а волны с наименьшей длиной - над Апеннинами, при этом наиболее часто встречались волны с длиной менее 20 км. Также важным для понимания механизмов формирования орографических волн является фактическое расстояние, на протяжении которого ощущается влияние хребта на натекающий поток. Анализ продемонстрировал, что эта характеристика обратно пропорциональна скорости потока.