диагностика ветровых и волновых условий на акваториях мирового океана
по спутниковой информации
Кандидат физико-математических наук А.Э. ПОХИЛ
внализ фактических полей волнения на открытых акваториях морей и океанов затруднен недостатком наблюдений и невысоким их качеством, особенно в районах штормовых волн, которые мореплаватели стремятся обходить. Наиболее сильно ощущается этот недостаток на огромных просторах Тихого океана, большая часть которого не охвачена наблюдениями. В то же время современный транспортный и промысловый флот предъявляет все более высокие требования к оперативности прогнозов ветра и волнения в различных акваториях Мирового океана. Поэтому для оперативного прогнозирования штормовой ситуации в океане и рекомендации путей проводки кораблей необходима быстрая ориентация в состоянии подстилающей поверхности (в частности, идентификации зон штормового волнения и штиля). Резервом для получения данных о полях волнения и ветра является спутниковая информация. Один из возможных путей удовлетворения таких требований состоит в идентификации этих зон по спутниковым снимкам облачности. Покажем, каким образом можно быстро и достаточно точно устанавливать по определенным облачным образам благоприятные либо опасные для мореплавания акватории в океанах и морях.
Опыт сопоставления параметров штормового волнения в Тихом океане со спутниковой информацией по облачности. Сведения о возникновении и эволюции тропических циклонов, о местах их зарождения и путях движения приобрели особое значение в связи с выходом судов
© А.Э. Похил
нашей страны в районы Мирового океана, где часто возникают тропические циклоны. Такие сведения своевременно может дать информация, получаемая с искусственных спутников Земли (ИСЗ). Взаимодействие океана и атмосферы сопровождается процессами, приводящими к образованию облачности или тормозящими ее развитие. Автором статьи создан Каталог, в котором на основании достаточно большой статистики наблюдений со спутников за эволюцией облачности при возникновении и перемещении тропических циклонов и сопоставления образов облачности с полями волнения показана возможность быстрой диагностики состояния подстилающей поверхности по определенным облачным структурам над океаном. Продемонстрируем это на тайфунах, возникавших и перемещавшихся по Тихому океану. В течение августа 1981 г. на территорию Дальнего Востока дважды выходили тропические с» циклоны "Филлис" и "Тед". Обычно, пере- Я мещаясь к северу, тропические циклоны ° быстро теряют свойства, позволяющие | называть их тайфунами или ураганами. § Но превращаясь в циклоны внетропиче- " ских широт и обладая огромными запаса- 1 ми энергии и влаги, они еще продолжи- | тельное время могут вызывать на своем пути ветры и волнение в океане. 1
Для анализа состояния подстилающей | поверхности использовались срочные £ гидросиноптические карты полей волне- Ц ния, которые составлялись в Гидромет- | центре России и Службе погоды Японии, = а также информация в видимом и инфракрасном диапазонах с отечествен-
49
л
Таблица 1
Координаты и некоторые параметры тропического циклона "Филлис" и сопровождающего его волнения
оо сп
о
ш <
ф m
, «
О I Q. О
ь с;
к *
со н О
Координаты центра тро-пич. циклона, град
с.ш.
вд.
m со
§ Е I £ S -
ае
к
а н
.0
л а
с
с
i i
о ф
св
к я 1 цч
сио овр
н ны
со "со е
аре
о х сн
ы
Ш
в,
_ . К
рн ое
Ф^Х
в
.0 .—ан
?С0 * оФ™ с; с
* о о Т7
I 5
ф un
I Л1
л о в
2 00 ZD 23.0 147.5 996 5 270
16 22.0 147.5 996
12 23.5 147.5 994
3 00 TS 26.0 146.0 985 23 6 1350
06 27.0 146.3 985 23-26 5.1
12 28.0 146.5 985 23 4.1
4 00 31.2 145.5 980 23-26 6.2 7 1170
06 33.0 145.1 980 18-23 6.7
12 34.3 145.3 980 23 6.7
5 00 STS 36.5 145.6 980 23 6.2 8 1880
06 38.5 145.0 975 28 8.7
12 40.6 145.7 980 26 10.2
6 06 45.0 145.0 984 7.7 7 1300
ного спутника "Метеор" и американского "НОАА". Основные параметры названных тайфунов приведены по сведениям, имевшимся в лаборатории анализа синоптических процессов Северного полушария Гидрометцентра России (табл. 1 и 2). Параметры зон штормового волнения определялись по картам анализа полей волнения, а скорость ветра - по снимкам с ИСЗ. В таблицах приняты следующие обозначения стадий развития тропического циклона: ТD - тропическая депрессия (начальная стадия развития), ТS - тропический шторм, SТS - сильный тропический шторм, Нг - тайфун; время ГМТ - время по Гринвичу. Для расчета использовалась методика, позволяющая по диаметру тайфуна, его стадии и категории, с помощью специальной номограммы рассчитать максимальную скорость ветра в тайфуне1. Эволюция крупномасштабных облачных образований, сопровождавших тропические циклоны "Фил-лис" и "Тед", хорошо прослеживалась
1 Сиротов К.М., Похил А.Э. К расчету ветровых волн, вызываемых тропическими циклонами. Метрология и гидрология. 1983. № 10.
по информации в видимом (ТВ) и инфракрасном (ИК) диапазонах (рис. 1, 3).
Тропическая депрессия, которая с малой скоростью смещалась на запад, была зафиксирована 2 августа в Тихом океане вблизи 23° с.ш., 147° в.д. Давление в центре составляло 996 гПа (гектапаскалей). Вихрь мощной яркой облачности, соответствующий данной депрессии, можно было наблюдать по ИК информации НОАА уже 1 августа в 16 ч 57 м (рис. 1а). 3 августа депрессия превратилась в тропический шторм с давлением в центре 985 гПа. Максимальная скорость ветра достигла 23 м/с, шторм получил название "Филлис". Область скоростей до 16 м/с имела радиус около 400 км. При сопоставлении траектории циклона в течение 3 августа (рис. 2, табл. 1) с ИК информацией с ИСЗ (рис. 1в), было видно, что мощная циклоническая спираль облачности продвигалась со скоростью 4-5 м/с к активному холодному фронту, протянувшемуся с юго-запада на северо-восток западной части Тихого океана. Карта анализа волнения в западной части Тихого океана, составленная Службой погоды Японии на данный срок, показывала зону штормового волнения высотой
50
до 6 м (рис. 2). Эта зона соответствовала области, покрытой яркой облачностью циклона, особенно хорошо видной на ТВ информации спутника "Метеор-7".
На рис. 1г показано, что 4 августа к 18 ч вихрь облачности, соответствующий TS Филлис, слился с облачностью холодного фронта (на рисунке пунктиром нанесены изолинии пятиметровых высот волн, соответствующих TS). 5 августа при движении в теплом секторе вдоль холодного
фронта (рис. 1д) к 12 ч скорость смещения резко увеличилась до 11 м/с. К этому моменту зона действия TS со скоростью ветра до 16 м/с превысила 1000 км. На ИК снимке хорошо прослеживалось движение Филлис по завихренности облачных спиралей и хвосту облачности, образованному длинными грядами. Зона штормового волнения (рис. 2) высотой до 7-8 м перемещалась синхронно циклону вдоль холодного фронта. Далее, 6 августа, центр
Таблица 2
Координаты и некоторые параметры тропического циклона "Тед" и сопровождающего его волнения
оо
СП
о >
СО <
ф
а Ш
. «
о I
а о
ь с;
* i |
о ^
Координаты центра тро-пич.циклона, град
с.ш.
в.д.
со со
в» с
I £
8 -ае
с
с
§■ г
о ф ° со
се
ол
рп
о
к
О
а р
н* 5
ы-I с;
5
« со ф . к
трн з ^ 1
<о 3
л о
со
а
, (М
д
ан ое ¿ох
к
■ СО
5 I
I 5
15
16
17
19
20
21
22
23
24
06 12 06 12 00 06 12 00 06 12 18 00 06 12 00 06 12 00 06 12 00 06 12 00 06 12 00 06
ZD
ТБ
ТБ БТБ
Нг
БТБ
ТБ TD
17.0 18.0 18.0 18.5
19.1 20.3 21.0 21.8 22.7 23.5
23.5
24.3
24.4
25.3 26.0 26.1
26.4
27.6 28.4
29.3 30.6 31.1
32.4 38.1 42.1
45.4 51.0
52.5
130.0 130.0 131.5 131.2 130.0
132.4 133.0 133.7 133.7
133.7
133.5
134.0
134.2
134.3
135.1
135.8 136.0
136.7
137.8
137.5
137.9 137.7
138.6 140.3 140.0 142.0 145.5 139.5
1002 1000 992 992 990
980 980 970 970
965
950 960
965
964
965 970 970 970 964 964
984 984
18 21 23 23-28 26 31 36 36 38-46 38-46 41-51 41-51 43-53 43-53 41-56 38-41 36 36 33 33 33 31-36
31 26-33
2.1
3.1 4.1 3.6 4.1 2.1
3.6 2.6
2.6
5.7 5.1 5.1 4.1 5.1
19.6 20.6
25.7 10.3
10
7 5
585
1170
2290
1120
2000
1060
1015
940 400
51
4
7
7
8
8
9
9
# Ш
Рис. 1.
Эволюция крупномасштабных облачных образований, сопровождающих тропический циклон Филлис:
а - 1.08, 16 ч 57 мин; б - 2.08, 16 ч 46 мин; в - 3.08, 16 ч 35мин; г - 4.08, 17 ч 16 мин; д - 5.08, 17 ч 02 мин; е - 6.08, 17 ч 41 мин; ж - 7.08, 17 ч 30 мин.
тропического циклона с давлением 984 гПа находился между Хоккайдо и Сахалином. На ИК и ТВ снимках наблюдалась огромная спираль облачности, располагающаяся над всей северо-западной частью Тихого океана, Охотским морем и северной частью Японского моря (рис. 1е). Одновременно сильные штормы наблюдались на севере Японского моря, в Татарском проливе, на юге Охотского моря в районе Курильских островов и на северо-западе Тихого океана: высота волн достигала 7-8 м.
Характерной для развития тайфуна "Филлис" была его регенерация на полярном фронте 4 августа. Этому способствовал большой контраст температур воз-
52
духа на фронте. Приходу "Филлис" предшествовало наличие сильных туманов адвекции на большей площади северо-запада Тихого океана (это также хорошо отражено на спутниковой информации). Воздух был значительно теплее воды, разность температур местами достигала 7-9 °С, в частности, на юго-западе Курильских островов. В тылу циклона распространялась холодная воздушная масса с температурой до 11 °С. Сближение двух воздушных масс, столь различных по температуре, привело к обострению фронтальной зоны и активизации циклона над данной акваторией. Надо отметить, что траектория "Филлис" отличалась от траектории августовских циклонов: она пролегала значительно восточнее и почти прямолинейно с юга на север с малой амплитудой колебания около основного направления. Через две недели после выхода тайфуна Филлис на Дальний Восток, 15 августа, в районе 17° с. ш., 130° в. д. зародился циклон с давлением в центре 1002 гПа. На ТВ и ИК снимках эта область выглядит как яркое плотное пятно спиралевидной облачности, покрывающей пространство около 800 тыс. км2.
#
16 августа циклон перешел в стадию тропи
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.