Накопление пара в атмосфере в период угрозы зарождения или прохождения штормов и ураганов

Широко известна энергетическая концепция механизма развития тропических циклонов и штормов. Основным источником энергии возмущений является теплота конденсации водяного пара в мощных конвективных облаках в атмосферном пограничном слое. При различных погодных условиях на берегу Черного моря были проведены комплексные исследования изменчивости параметров атмосферы и водной поверхности. Измерения проводились непрерывно в течение трех недель в период с 12 сентября по 10 октября 2010 года. Были получены данные радиотеплового излучения пара в диапазоне 1,35 см как при безоблачном состоянии атмосферы и штиле на море, так и в условиях предшествующих шторму. Приборы измерительного комплекса располагались на конце пирса на сканирующей платформе. Угол сканирования по азимуту составлял 180 градусов. Сканирование по углу места – от зенита до надира. В начале и в конце азимутального цикла антенная система при визировании в надир принимала излучение абсолютно черного тела. Это позволило иметь эталонные значения сигналов на выходе радиометров для калибровки. Синхронно с записью выходных сигналов радиометров, велась запись значений текущих углов места, азимута и крена для угла визирования антенн. Управление сканированием осуществляется командами компьютера по программе.
Измеренные значения радиояркостной температуры для диапазона 1,35 см и одного и того же времени суток, продемонстрировали в течение недели повышение яркостных температур по мере приближения даты зарождения урагана. На углах близких к зениту повышение радиояркостой температуры составило около 50 К, а на углах отклонения от зенита 60-70 градусов, повышение температуры достигло 100 К. По полученным профилям распределения радиояркостной температуры по углу места для модели атмосферы с экспоненциальным распределением ее параметров были получены значения характеристических высот распределения пара. По мере приближения к дате зарождения и прохождения урагана, характеристическая высота возросла с 3 км до 10 км. Это свидетельствует о нестандартном распределении влажности по высоте и о накоплении в атмосфере потенциальной энергии в виде запаса водяного пара в большем количестве, чем это имеет место в стандартной атмосфере. Динамика изменения характеристической высоты в экспоненциальной модели распределения пара может быть использована для прогноза угрозы зарождения или прохождения штормов и ураганов.
Работы выполнены при поддержке грантами РФФИ №08-05-00890-а, №09-02-00780-а, №10-02-10019-к, №10-05-10054-к и гранта МНТЦ №3827.