научная статья по теме СПУТНИКОВОЕ РАДИОЛОКАЦИОННОЕ НАБЛЮДЕНИЕ ОПАСНЫХ КАТАБАТИЧЕСКИХ ВЕТРОВ ВБЛИЗИ ПОБЕРЕЖЬЯ КРЫМА 26 МАЯ 1999 Г Геофизика

Текст научной статьи на тему «СПУТНИКОВОЕ РАДИОЛОКАЦИОННОЕ НАБЛЮДЕНИЕ ОПАСНЫХ КАТАБАТИЧЕСКИХ ВЕТРОВ ВБЛИЗИ ПОБЕРЕЖЬЯ КРЫМА 26 МАЯ 1999 Г»

УДК 551.555.4:551.508.826«1999.05.26»(477.75)

Спутниковое радиолокационное наблюдение опасных катабатичееких ветров вблизи побережья Крыма 26 мая 1999 г.

М. В. Бухаров*, Т. X. Геохланян*

Исследованы условия возникновения сильных катабатических ветров и специфика пространственной изменчивости скорости приводного ветра вблизи побережья Крыма, где, по данным спутниковых РЛСБО, с определенной регулярностью наблюдаются области роста его максимальной скорости до 20—35 м/с. Рассмотрены возможные причины роста максимальной скорости приводного ветра вблизи м. Сарыч и г. Алушта. Установлено, что области опасного катабатического ветра практически не наблюдаются на снимках микроволнового радиометра РМ-08.

Введение

Изучение условий возникновения зон усиления ветра, оценка максимальных значений скорости приводного ветра и картирование границ прибрежных районов акваторий, над которыми при некоторых типах метеорологических условий наблюдаются катабатические (нисходящие) ветры большой силы, являются одной из важных метеорологических задач [2, 7, 8, 12, 14]. Возможность существенного увеличения материалов наблюдений таких ситуаций появилась с началом функционирования отечественных океанографических ИСЗ типа "Космос-1 500" и "Океан" [13]. Установленные на них радиолокационная станция бокового обзора (РЛСБО) трехсантиметрового диапазона и сканирующий СВЧ-радиометр 8-миллиметрового диапазона (РМ-08) обеспечили получение большого количества синхронных и пространственно совмещенных снимков состояния морской поверхности и атмосферы над разными акваториями. После завершения разработки усовершенствованных методик тематической обработки цифровой информации РЛСБО [3—5] и РМ-08 появилась возможность при любых атмосферных процессах восстанавливать значения модуля максимальной мгновенной скорости приводного ветра и одновременно таких интегральных (по высоте) параметров атмосферы над морской поверхностью, как содержание водяного пара, водозапас облаков и интенсивность осадков.

Следует отметить, что большинство районов с катабатическим ветром имеют сравнительно небольшую горизонтальную протяженность (от нескольких десятков до 100 километров и более) и большую пространственную изменчивость скорости ветра [2, 7, 8, 12, 14]. Вследствие этого обна-

* Научно-исследовательский центр космической гидрометеорологии "Планета ".

ружение таких районов в прибрежной зоне и картирование их границ традиционной пространственно редкой сетью судовых и береговых наблюдений оказывается проблематичным.

Учитывая важность вышеуказанной информации для совершенствования методов диагноза и прогноза опасных явлений в прибрежных акваториях морей, а также отсутствие публикаций по количественному анализу спутниковых снимков с такими ситуациями, представляет интерес более детально рассмотреть результаты, получаемые по усовершенствованным методикам тематической обработки информации РЛСБО и PM-Q8 ИСЗ "Океан". Анализ проведем на примере одной из ряда однотипных ситуаций, которая наблюдалась над акваторией Черного моря 26 мая 1999 г. в 14 ч 39 мин (здесь и далее указано международное согласованное время — МСВ) к юго-востоку от Крымского полуострова.

Метеорологические условия

В соответствии с синоптическими картами за 26 и 27 мая 1999 г. ветровые условия над Черным морем были обусловлены влиянием атмосферного фронта, проходившего по южной периферии обширного антициклона (1020 гПа) над Центральной Европой, а также теплым сектором неглубокого мезомасштабного циклона (1010 гПа), сформировавшегося к 0 ч 26 мая 1999 г. севернее Крымского полуострова.

На снимках ИСЗ "NOAA" за 12 ч 52 мин и 14 ч 39 мин 26 мая 1999 г. этот циклон проявился в виде облачного вихря, западная периферия головной части которого располагалась над западным и северо-западным побережьями Черного моря и состояла в основном из слоистообразной облачности с вкраплениями кучево-дождевых облаков. Над центральной частью акватории Черного моря было безоблачно, а над Керченским заливом прослеживалась незначительная слоистообразная облачность. Над восточной частью Черного моря (вдоль 36—40° в. д.) наблюдался массив кучево-дождевых облаков, отождествляемый с линией неустойчивости.

Согласно данными ГИС "МЕТЕО" [12] за 15 ч 26 мая 1999 г., на северозападном побережье Черного моря отмечен северо-западный ветер со средней скоростью 5 м/с, на западном побережье Крыма западный и западно-юго-западный ветер 7,5 м/с, а на южном побережье Черного моря — западно-северо-западный ветер 5 м/с. На восточном побережье Черного моря средняя скорость ветра изменялась от 2,5 до 10 м/с, при этом были зарегистрированы грозовые и ливневые осадки, типичные для линии неустойчивости, выявленной в этом районе по спутниковым снимкам.

Кроме того, на северо-западном побережье Черного мори в 15 ч 26 мая 1999 г. метеостанциями были зарегистрированы порывы ветра (15—17 м/с), обусловленные активизацией атмосферных процессов вследствие затока холодного воздуха с северо-запада (по восточной периферии крупномасштабного антициклона) в систему мезомасштабного циклона над Крымом.

Атмосферное давление над Черным морем менялось от 1010 гПа вблизи северного и восточного побережий до 1015 гПа вблизи юго-западного побережья. Температура воздуха в Симферополе была 13°С, в Керчи 15°С. Среднемесячная многолетняя температура воды в мае у восточного побережья Крымского полуострова составляет 14,5°С.

Форма представления спутниковой информации

Для исследования воспользуемся тематически обработанными синхронными и пространственно совмещенными цифровыми снимками РЛСБО (пространственное разрешение около 1 км) и РМ-08 (пространственное разрешение примерно от 10 до 25 км при углах падения от 24 до 58° соответственно) ИСЗ "Океан", которые были получены 26 мая 1999 г. в 14 ч 39 мин. Форма представления обработанных фрагментов снимков РЛСБО и РМ-08 принята такой, чтобы над морской поверхностью по ним можно было визуально оценивать значения восстановленных параметров. Для количественной оценки можно использовать градации яркости тональных "клиньев", представленных рядом с соответствующими снимками.

Тональный клин снимка РЛСБО состоит из восьми градаций, яркость которых ступенчато изменяется от самой темной до самой светлой и соответствует максимальным скоростям приводного ветра 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 и 40 м/с. При этом значения скоростей приводного ветра рассчитаны по методике, представленной в [3—5].

Для распознавания мощной облачности, зон с осадками и оценки параметров влажности атмосферы по снимку РМ-08 используется тональный клин из одиннадцати градаций. Изменение их яркости от самой темной до самой светлой соответствует следующим значениям обобщенного параметра (П): 0, 10, 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150, 170 и 190. Над акваториями морей и океанов значения обобщенного параметра следующим образом связаны с влажностными параметрами атмосферы. При отсутствии облачности над изучаемым районом и значениях обобщенного параметра от 0 до 40 оценка интегрального содержания водяного пара [кг/м1) в ясной атмосфере IV, проводится по соотношению И/я « 10 + П, причем, если изучаемый район относится к полярным или умеренным широтам и П < 10, то атмосфера в нем рассматривается как безусловно безоблачная. В случае, когда над изучаемым районом имеется облачность и П изменяется от 0 до 70, интегральное содержание водяного пара в облачной атмосфере оценивается по соотношению ¡¥0 « 10 + 0,5П. Если же П > 70, то И¥0 принимается близкой к 45 кг/м2.

Для оценки водозапаса Q (интегрального содержания жидкокапельного компонента) облаков в таких районах используется соотношение <2 ~ П/100 (кг/м2) (при П = 10—130), а интенсивность возможных осадков / оценивается в виде следующих градаций I:

П 40—60 60—80 80—100 100—120 120—140 >140

1,мм/ч «1 2 3 4 5 >5

Тематическая обработка снимков РМ-08 проведена с использованием известных соотношений между значениями яркостной температуры уходящего излучения системы атмосфера — морская поверхность и интегральными параметрами влажности атмосферы, рассчитанными по фактическим данным радиозондирования над водной поверхностью [1, 9, 10, 15]. Оценка интенсивности осадков осуществлена по известным эмпирическим 42

соотношениям между интенсивностью осадков (моросящих, обложных и ливневых) и водозапасом облаков [11].

Анализ результатов обработки спутниковой информации

Тематически обработанные фрагменты снимков акватории Черного моря, полученные с помощью РЛСБО и РМ-08 в 14 ч 39 мин 26 мая 1999 г., приведены на рис. 1. На снимке РЛСБО (рис. 1а) видно, что в пределах западной (наиболее темной) части Черного моря скорости приводного ветра близки к 5 м/с (см. тональный клин скоростей, расположенный слева на рис. 1а). От двух "точек" на юго-восточном и южном побережье Крыма в восточно-юго-восточном направлении протянулись расширяющиеся (под

1 7 11 9 6 5 9

2 19 19 14 12 11 15

3 30 28 25 24 21 22

4 24 29 28 28 25 25

5 18 22 26 28 27 26

6 14 18 21 24 24 26

7 9 12 16 19 23 26

8 7 9 12 16 19 25

9 6 6 10 12 16 22

10 6 5 6 8 12 17

11 5 8 6 10 14 17

X 6 5 4 3 2 1

$, ¿рад 32 31 29 28 26 25

1 34 26 26 20 22 18

2 34 28 22 18 18 22

3 28 26 22 20 20 18

4 28 22 14 20 24 16

5 24 16 28 14 18 20

6 28 22 22 24 10 12

7 24 28 24 16 20 22

8 22 20 26 16 20 26

9 16 24 20 22 22 22

10 20 24 18 22 14 22

11 18 18 16 16 22 14

X 6 5 4 3 2 1

в, грею 32 31 29 28 26 25

Рис. 1. Фрагменты обработанных синхронных снимков РЛСБО (а) и СВЧ-радиометра РМ-08 (б), усредненные значения модуля (-'максимальной скорости приводного ветра (м/с, в) и обобщенного параметра П влажности атмосферы (г), рассчитанные соответственно по РЛСБО и РМ-08 для одинаковых участков морской поверхности в пределах района, выделенного на фрагментах снимков светлой рамкой.

Съемка проведена 26 мая 1999 г. в 14 ч 39 мин с ИСЗ "Океан" К» 7. Длина пунктира светлой рамки на снимках (о, б) и масштаб усреднения значений V (в) и П (г) равны 20 км.

углом « 35°) светлые области больших (до 30 м/с) скоростей приводного ветра. Причем более короткая (протяженностью около 50 км) область начинается в районе г

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.

Показать целиком