Грозовая активность и мезоструктура тропических циклонов

В исследованиях погодных систем над океанами в настоящее время широко применяются разнообразные дистанционные пассивные и активные методы - от наблюдений на радиолокаторах до систем зондирования океана и атмосферы из космоса. В последние десятилетия развивается относительно новый пассивный метод наблюдения погодных систем, связанный с регистрацией грозовой активности в сети пеленгаторов грозовых разрядов, использующих диапазон электромагнитных волн очень низких частот (3-30 кГц). При этом в синоптических и мезомасштабных погодных системах над океаном и морями грозовая активность, её интенсивность и пространственное распределение через процессы масштаба облаков модулируется динамической структурой этих систем. Поэтому, имея данные о структурных элементах погодных систем, получаемых с помощью метеорологических систем или систем дистанционного зондирования их из космоса, можно исследовать связи грозовой активности с этими структурными элементам и их характеристиками. В докладе представлены некоторые предварительные результаты подобных исследований на примере отдельных тропических циклонов (ТЦ) в северо-западной части Тихого океана.
В работе использованы данные Всемирной сети локализации молниевых разрядов (World Wide Lightning Location Network,WWLLN). Изучаются связи характеристики полей грозовых разрядов в северо-западной части Тихого океана с характеристиками полей метеорологических элементов в ТЦ, оцениваемых по данным дистанционного зондирования Земли со спутников. Разработана методика, позволяющая связывать параметры грозовой активности (частоту и интенсивность, пространственное распределение грозовых разрядов) со структурой ТЦ над океаном, интенсивностью и формами мезомасштабных образований в них, выделяемых по полям вихря приводного ветра скаттерометров и по спутниковым изображениям в видимом и инфракрасном диапазоне. На примере отдельных ТЦ демонстрируются связи частоты и плотности молниевых разрядов в области влияния ТЦ с пространственным распределением вихря приводного ветра. Прослеживается эволюция структуры ТЦ в полях облачности, вихря приводного ветра и плотности грозовых разрядов. В зрелых ТЦ в распределении разрядов и в полях грозовой активности можно выделить типичные для конвективной облачности в ТЦ структуры, представляющие собой части кольцевых или спиральных образований мезометеорологического масштаба. В дни углубления и максимального развития грозовая активность значительно возрастает. В день максимальной интенсивности, когда ТЦ достигает интенсивности тайфуна, число (и плотность) разрядов более чем в два раза превышает таковую в два предшествующих дня углубления ТЦ. Гистограммы распределения молниевых разрядов демонстрируют суточный ход с максимумом в вечернее (местное) время. Поля плотности разрядов сравниваются с полями облачности на спутниковых изображениях ТЦ. В полях плотности разрядов просматриваются довольно тонкие элементы, которые можно найти и в поле облачности тайфунов.
Приведенные предварительные результаты показывают возможности сети WWLLN в мониторинге погодных систем с достаточно интенсивной влажной конвекцией с грозовой облачностью. Расширение сети станций WWLLN в северо-западной части Тихого океана может сделать её важным дополнительным пассивным дистанционным инструментом слежения за тропическими циклонами – штормами и тайфунами и основой новых методик их исследования.
Работа выполнена при поддержке российско-американского гранта CRDF-14-007 №16983 по соглашению RUG1-7084-PA-13 "Развитие комплексных радиофизических методов исследования погодных и климатических систем" в области фундаментальных исследований ДВО РАН и CRDF.