CC BY
21
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРОПОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ОБРАЗОВАНИЕ ПОЛЕЙ СЕРЕБРИСТЫХ ОБЛАКОВ ПО ИТОГАМ НАБЛЮДЕНИЙ 2013 ГОДА
© Солодовник А.А.*, Журавлёв П.Л.*, Баукенов Б.М.*
Северо-Казахстанский государственный университет, Республика Казахстан, г. Петропавловск
На основании мониторинга появления и развития полей серебристых облаков проведён анализ связи их возникновения с развитием метеорологических процессов над Урало-Сибирским регионом. Многочисленными примерами подтверждено влияние циклональной активности и фронтогенеза на появление МСО. Дополнительным фактором, влияющим на образование МСО, могут быть грозовые явления.
Ключевые слова МСО, облака, метеорология, мезосфера, тропосфера.
Любые исследования серебристых облаков не минуемо должны включать синоптический анализ их наблюдений. Это обусловлено не только тем, что такой подход является, как правило, естественным и простым обобщением результатов целого сезона наблюдений, но и тем обстоятельством, что синоптика МСО самым тесным образом связана с решением проблемы их происхождения.
В предыдущих работах [1-5] было показано существование статистически значимых связей между появлением серебристых облаков наблюдаемых с территории Северного Казахстана и определёнными метеорологическими явлениями и процессами, происходящими в северной части Урало-Сибирского региона, над которым эта облачность и наблюдается. Одним из итогов исследований МСО 2006-2010 годов было развитие принципов прогнозирования появления МСО на основе анализа метеорологической информации. Однако, несмотря на положительные результаты применения такого подхода, исследования в данном направлении нельзя считать завершёнными. В этой связи каждый сезон появления серебристых облаков ценен для нас возможностью проведения тщательных фотографических и визуальных наблюдений полей МСО.
В целях минимизации влияния неблагоприятных погодных условий в сезон 2013 года систематические наблюдения серебристых облаков выполнялись в режиме мониторинга одновременно из двух пунктов: один из них располагался в городе Петропавловске, а второй в селе Шаховском (около двадцати километров к юго-юго-востоку от первого). Географическое расположение пунктов показано на рис. 1.
* Доцент астрономии кафедры «Физика», кандидат физико-математических наук.
* Магистрант.
Рис. 1. Карта положения пунктов наблюдений МСО в сезон 2013 года
На обоих пунктах велась регистрация облачности на цифровые камеры. Наблюдения проводились с двадцатых чисел мая до конца июля. Параллельно с получением данных о появлении МСО и их морфологии анализировалась, и накапливалась разнообразная информация метеорологического характера. Она включала в себя набор стандартных синоптических карт полученных в областном гидрометеорологическом центре, а также анимированных карт развития атмосферных фронтов, полученных с сайта Gismeteo. Кроме того часть метеорологической информации представлена в виде детальных сводок погоды для ключевых пунктов полученных с интернет ресурса RP5.
Первичная обработка данных выполнена путём сопоставления дневников наблюдений полученных с двух пунктов (табл. 1). Уже эта часть работы имела неожиданный итог. Оказалось, что сезон 2013 года был рекордным по количеству зарегистрированных эпизодов появления МСО в контролируемой области. С 27 мая по 30 июля уверенно отмечено 29 случаев появления полей серебристых облаков в сумеречном сегменте. Кроме того, в двух случаях наблюдатели заподозрили присутствие слабых МСО, но не сочли возможным считать их наличие достоверным. Итоговый анализ дневников наблюдений представлен в табл. 1.
Таблица 1
Результаты наблюдений МСО в сезон 2013 г.
Дата Описание результатов наблюдений.
27-28.05 Облачно до 100 %. Около 02:00 МСО в разрывах облаков появились МСО.
29-30.05 Обширное поле МСО наблюдалось с 23:30. Полосы, флёр, отдельный вихрь. К 03:00 яркость МСО сильно возросла. Высота от 5° до 7°.
01-02.06 Яркое поле МСО на ССВ с 00:04 высота 4°-5°. Полосы, заметен флёр на С и ССЗ. 00:50 яркость и высота возросли до 6°-7°. МСО продвинулись к ЗСЗ.
03-04.06 В 01:10 появились МСО на высоте 5°-7° от горизонта. Преобладающий тип I. Направление движения МСО СВ-СЗ.
04-05.06 В 02:10 появляются едва заметные МСО. К 03:00 серебристые облака полностью рассеиваются.
05-06.06 В 02:03 появляются МСО в виде полос и ряби, тип I, 11-а, Ш-а. Высота 5°. Движутся с СВ на СЗ. Перистые облака отчасти заслоняют МСО.
Продолжение табл. 1
Дата Описание результатов наблюдений.
07-08.06 Обширное поле МСО с 23:45 протяжённость свыше 90° от З до ССВ высота более 15°. Форма флёр, волновые изгибы и крупные перья. В 00:30 появились яркие волновые изгибы. В 00:55 появились кольцевые вихри.
08-09.06 Слабые малоконтрастные МСО на ССЗ. Полосы, высота около 6°, замечены в 00:20 а в 01: 10 МСО переместились к ССВ в увеличением высоты.
10-11.06 МСО на пределе видимости в 00:00 высота 8°-9° на З. форма флёр и полосы. В 00:45 МСО появились на ССВ на высоте около 12°.
11-12.06 МСО отмечены в 23:55 на ССЗ высота до 14°, редкие малоконтрастные полосы в 00:20 МСО исчезли.
13-14.06 Пасмурно. Наличие МСО сомнительно (в разрывах облаков).
14-15.06 Яркие МСО в разрывах туч в 00:15 высота около 15°, яркие полосы от ССЗ до ССВ. МСО наблюдаются за пределами СС на высоте от 20° до 80°.
15-16.06 МСО замечены в 00:35 на С, высота 4°-5°. Форма: наклонные полосы с небольшими изгибами, 01:00 появились гребешки между полосами, наклон полос 15°-20°. 01:35 МСО продвинулись на З высота до 7°. 01:45 МСО появились на СВ в 02:40 протяжённость составила 130°-140°.
16-17.06 МСО появились в 23:45 в направлении на С на высоте более 20°, сложная структура хорошо заметны при Луне. 00:15 высота 12° МСО продвигаются к З. 00:45 высота 4°-6°, 01:05 высота 3°-4°.
17-18.06 В 01:35 появляются слабозаметные серебристые облака, на высоте 5° над горизонтом, Морфологическая структура слабо различима, в это I тип.
18-19.06 Яркие протяжённые МСО в 00:30 высота 12°-14° в направлении от З до С. Форма: флёр и полосы. 00:50 МСО на З и СЗ.
19-20.06 МСО появились в 00:00 по форме флёр полосы и волны от З до ССВ на высоте 16°-17°. 01:05 появились вихри.
20-21.06 В 00:15 небольшое поле МСО в направлении З - СЗ на высоте 8°-10°. Видимость МСО за пределами сумеречного сегмента.
22-23.06 В 01:50 появились МСО, наблюдается движение с СЗ на СВ
24-25.06 МСО замечены в 23:45 в направлении от ЮЗ до З на высоте 12°-14°. На СЗ-С-В МСО нет. Форма одиночный выброс. 00:20 высота уменьшилась форма не изменилась. 00:50 почти не видны глазом, сместились к СЗ.
25-26.06 Сильная облачность МСО обнаружены в разрывах облаков на СЗ в бинокль, форма полосы, высота 4°-6° 00:35.
26-27.06 23:57 заметны полосы МСО среди облачности на высоте 13°-14°. ССЗ до ССВ. 00:25 облачно. МСО наблюдались вблизи горизонта на высоте 2°-4°.
27-28.06 Слабые МСО видны на З полосы высота 3°-4°, МСО ослабли в 01:00
28-29.06 Наблюдались едва заметные МСО, которые быстро рассеялись.
29-30.06 Обширное поле МСО наблюдается с 23:50 азимут от 80° до 200°. (МСО за пределами СС) к 00:30 исчезла часть МСО. Высота 2°-3° на ССВ.
06-07.07 С 00:00 на СЗ слабые, низкие, с 02:20 яркие на СВ высота 7°-10°, протяжённость не более 30°, полосы с изгибами.
07-08.07 С 02:50 появление МСО до 03:05.
09-10.07 Подозрение на МСО в 00:15 ЮЗ-З не типичное появление. Уверенно видны в 00:30 высота 10°. Азимут от СЗ до ССВ, флёр и размытые полосы, в 03:00 очень яркие высота 12°-14° появились вихри азимут от СЗ до СВ протяжённость более ста градусов
16-17.07 Слабые МСО на ССЗ в 00:50 высота 4° в 03:30 три полосы на высоте до 10°, яркие впечатления о быстром приближении, протяжённость по азимуту от 140°до 170°.
19-20.07 В 00:05 МСО на высоте около 10°.
25-26.07 Сильная непрерывная гроза, в 01:00 есть подозрения на МСО на СЗ
27-30.07 Отсутствие МСО в продолжение указанного периода
И прямые визуальные наблюдения, и последующий анализ снимков позволили выявить некоторые особенности в структуре или развитии облачного поля. Так близ даты летнего солнцестояния трижды (14-15.06; 20-21.06; 29-30.06) наблюдались МСО выходящие за пределы сумеречного сегмента. Причём глазом они видны уверенно, чего нельзя сказать о снимках, контраст которых явно недостаточен для идентификации облачных фрагментов. В этой связи актуально поставить на повестку дня развитие методики получения максимально контрастных изображений полей МСО.
Обратим внимание на то, что дважды (08-09.06 и 22-23.06) наблюдалось нетипичное направление движения облачного поля - с запада на восток. Несколько раз отмечены очень обширные облачные поля, распространившиеся по азимуту более чем на 90° (табл. 1).Заслуживают внимания и случаи первичного (за ночь) появления МСО в направлении на запад, и даже юго-запад (29-30.06 и 9-10.07). Элементарный расчёт показывает, что впо-следнем случае поле МСО по отношению к наблюдателю было расположено в аномально низких широтах. Все эти замечания требуют обстоятельного анализа.
Такой анализ состоял, прежде всего, в сопоставлении тропосферных метеорологических условий, в регионе, охватывающем область, контролируемую нашими наблюдениями с фактом наличия или отсутствия полей серебристых облаков. Отметим, что опыт предыдущих исследований позволил нам развить методику предсказания появления серебристых облаков над Северным Уралом и северной частью Западно-Сибирской низменности на основе изучения достоверных прогнозов развития тропосферных процессов в тех же самых и прилегающих регионах. Эта методика успешно применялась в предыдущие сезоны наблюдений МСО. Её совершенствование одна из ключевых целей нашего исследования. В сезон 2013 года выполнены и зафиксированы последовательные точные прогнозы появления полей МСО за 1-3 суток. Наиболее веской основой таких прогнозов служили данные о предполагаемом движении холодных атмосферных фронтов (связанных с развитием атмосферных вихрей), пересекающих Уральский хребет. Чаще такое движение происходит в направлении с запада на восток, но есть случаи обратного движения, а также движения фронтов в меридиональном направлении. Ситуации с движением фронтов над обширной горной системой очень напоминают условия формирования орографических тропосферных облаков. Данные о прогнозируемом развитии фронтов были получены с сайта «Gismeteo».
Общее число удачных прогнозов появления полей МСО (а прогнозировалось также и их отсутствие) составило не менее 8. Заметим, что в некоторых случаях прогнозы появления МСО не могли быть подтверждены по причине пасмурной погоды на обоих пунктах наблюдения. Но и в такой ситуации, по нашему мнению, есть выход. Он заключается в изучении изображений полей серебристых облаков, полученных со спутника AIM. Хотя, как мы показали
ранее, спутниковые данные менее информативны в обнаружении низкоширотных полей МСО по сравнению с наземными наблюдениями.
Для повышения объективности результатов исследования связи появления МСО с тропосферными процессами изучено содержание большой совокупности метеорологических карт соответствующего региона для всего сезона видимости серебристых облаков. Надёжность этой информации гарантирована источником гидрометеорологической службой Республики Казахстан. Расшифровка метеорологических карт сводилась в конечном итоге к выявлению погодно-климатических ситуаций способствующих образованию МСО в подконтрольном регионе. Либо к констатации факта отсутствия таких ситуаций. Полные результаты анализа метеорологических карт в сопоставлении с данными наблюдений МСО представлены в табл. 2. Содержание таблицы подробно описано в заголовках столбцов.
Таблица 2
Сопоставление результатов наблюдений МСО и развития метеорологических процессов в регионе наблюдений
Дата Описание результатов наблюдений Описание результатов анализа синоптических карт. Предсказания
27-28.05 Облачно до 100 %. Около 02.00 МСО в разрывах облаков появились МСО. Движение 3 холодных фронтов с севера в меридиональном направлении, имеющих ярко выраженную окклюзию. Дожди и грозы над Центральным Уралом. Ярко выраженное основание для появления МСО
28-29.05 МСО нет, небо чистое. Над Уралом антициклон, холодные фронты значительно южнее и находятся за пределом влияния на наш регион. Нет условий для появления МСО.
29-30.05 Обширное поле МСО с 23:30. Полосы, флёр, отдельный вихрь. К 03:00 яркость МСО сильно возросла. Высота от 5° до 7°. В седловине между антициклонами над Уралом образовались тёплый и холодный фронты с окклюзией. Есть условия для появления МСО.
30-31.05 Появление МСО около полуночи с СЗ до СВ. Прохождение холодных фронтов с северо-востока над Уралом отмечено появление локальной окклюзии. Высокая вероятность появления МСО.
31-01.06 До 03:00 нет МСО, небо чистое. Антициклон над контролируемой территорией. Фронтов и гроз нет. Образование МСО маловероятно.
01-02.06 Яркое поле МСО на ССВ с 00:04 высота 4°-5°. Полосы, флёр на С и ССЗ. 00:50 яркость и высота возросли. МСО продвинулись к ЗСЗ. Отмечено движение локального холодного фронта с северо-северо-востока в районе Обской Губы. Возможно образование орографических МСО.
02-03.06 МСО не отмечены до 01:30 Холодный фронт движется с севера на юг над Полярным Уралом, область слабо выраженной окклюзии над Западной Сибирью. Возможно формирование МСО.
03-04.06 В 01:10 появились МСО на высоте 5°-7° от горизонта. Преобладающий тип I. Направление движения СВ-СЗ. Над Уралом с востока на запад перемещается холодный фронт. Грозовые явления отсутствуют. Возможно образование орографических МСО.
04-05.06 В 02:10 появляются едва заметные МСО. К 03:00 серебристые облака полностью рассеиваются. На юге Челябинской области развивается холодный фронт, отягчённый грозами, на Омскую область надвигаются ливневые дожди. Есть основания для появления МСО
Продолжение табл. 2
Дата Описание результатов наблюдений Описание результатов анализа синоптических карт. Предсказания
05-06.06 В 02:03 появляются МСО в виде полос и ряби, тип I, 11-а, 111-а. Высота 5°. Движутся с СВ на СЗ. В Свердловской области кратковременные дожди, через Урал проходит центральная часть циклона. Возможно образование орографических МСО.
06-07.06 Пасмурно Мощный циклон над средним Уралом. Отмечено движение фронтов. Грозовые явления в Предуралье. Возможно формирование МСО.
07-08.06 МСО с 23:45 протяжённость свыше 90° от З до ССВ высота более 15°. Флёр, волновые изгибы, крупные перья. В 00:55 кольцевые вихри. Уральский регион в зоне мощного циклона с холодными фронтами и грозами с ливневыми дождями. Высокая вероятность появления МСО.
08-09.06 Слабые МСО в 00:20 на ССЗ. Полосы, высота около 6°, в 01: 10 МСО переместились к ССВ с увеличением высоты. Тот же циклон с сопровождающими явлениями переместился к северу Омской области. Средняя вероятность образования МСО.
09-10.06 Пасмурно Омск, Новосибирск и Нижневартовск в центре мощного циклона с многочисленными грозовыми очагами, на периферии ливневые осадки. Возможно появление МСО.
10-11.06 МСО на пределе видимости в 00:00 высота 8°-9° на З. форма флёр и полосы. В 00:45 МСО появились на ССВ на высоте около 12°. На Северный Урал надвигается холодный Арктический фронт, грозы отсутствуют, во всём регионе дождей нет. Уверенный прогноз появления МСО по движению фронтов.
11-12.06 МСО отмечены в 23:55 на ССЗ высота до 14°, редкие малоконтрастные полосы в 00:20 МСО исчезли. Грозы над западной частью России, холодный фронт на юге Тюменской области и севере Омской. МСО предсказаны за сутки по метеоданным.
12-13.06 МСО нет Циклон с фронтами и грозами над территорией от Салехарда до Екатеринбурга мощные грозы и ливни. Высокая вероятность появления МСО.
13-14.06 Пасмурно. Свердловская область и юг Тюменской области в эпицентре циклона с холодными фронтами и грозами. Высокая вероятность появления МСО.
14-15.06 Яркие МСО в 00:15 высота до 15°, яркие полосы от ССЗ до ССВ. МСО за пределами СС на высоте от 20° до 80°. Циклон распался. Над Западной Сибирью протяжённый холодный фронт, грозы в регионе не отмечены. МСО предсказаны за трое суток до появления.
15-16.06 МСО в 00:35 на С, высота 4°-5°. Наклонные полосы с изгибами, в 01:00 гребешки между полосами. 01:35 МСО на З высота до 7°. 01:45 МСО на СВ, в 02:40 протяжённость до 140°. С севера надвигается холодный фронт, взаимодействующий с антициклоном над территорией Екатеринбурга-Омска, грозы в Новосибирске. МСО предсказаны за трое суток до появления, по движению фронтов.
16-17.06 МСО в 23:45 в напр. на С, высота > 20°, сложная структура. 00:15 высота 12° МСО движутся к З. 00:45 высота 4°-6°, 01:05 высота 3°-4° Через Урал на восток проходит сложная система фронтов с окклюзиями и грозовыми очагами. МСО предсказаны по движению фронтов.
17-18.06 В 01:35 появляются слабозаметные серебристые облака, на высоте 5° над горизонтом, Морфологическая структура слабо различима. Выраженная окклюзия между двумя антициклонами над территорией Урала, на Юге Тюменской области ливневые дожди, гроз нет. Возможно образование орографических МСО.
Продолжение табл. 2
Дата Описание результатов наблюдений Описание результатов анализа синоптических карт. Предсказания
18-19.06 Яркие протяжённые МСО в 00:30 высота 12°-14° в напр. от З до С. Флёр и полосы. 00:50 МСО на З и СЗ. Мощные грозовые фронты над Средним Уралом и севером Западно-Сибирской равнины. Возможно образование орографических МСО.
19-20.06 МСО появились в 00:00 по форме флёр полосы и волны от З до ССВ на высоте 16°-17°. 01:05 появились вихри. Приполярный циклон обусловил холодные фронты и грозы над севером Тюменской области. Окклюзия западней Екатеринбурга, грозы в Свердловской области. Очень высокая вероятность появления МСО.
20-21.06 В 00:15 небольшое поле МСО в направлении З - СЗ на высоте 8°-10° Видимость МСО за пределами сумеречного сегмента. С севера на Урал движется арктический антициклон. Движение на юг холодных воздушных масс с образованием фронтальных гроз над Челябинской областью. Хорошие условия для образования МСО
21-22.06 МСО нет. Над большей частью Западно-Сибирской равнины распространяется антициклон. Нет условий для появления МСО.
22-23.06 В 01:50 появились МСО, наблюдается движение с СЗ на СВ (не типичное движение). На Урал с севера движется антициклон. С запада на Челябинскую область движется циклон, образуя обширный холодный грозовой фронт Есть все основания для появления МСО.
23-24.06 МСО нет. Западно-Сибирская равнина под влиянием Арктического антициклона. Грозы и осадки в Актюбинской области. Нет условий для появления МСО.
24-25.06 МСО в 23:45 от ЮЗ до З на высоте 12°-14°. На СЗ-С-В МСО нет. Форма одиночный выброс. 00:20 высота уменьшилась. 00:50 едва наблюдаются, сместились к СЗ. Грозы в южном Предуралье. Отмечены грозы над Оренбургом, Орском и Кус-танаем. Предсказано появление МСО связанных с грозами.
25-26.06 МСО обнаружены в разрывах облаков на СЗ в бинокль, полосы, высота 4°-6° 00:35. Грозовой фронт над Тюменской областью. Прогнозировались МСО.
26-27.06 23:57 полосы МСО среди облаков на высоте 13°-14° ССЗ до ССВ. 00:25 облачно. МСО вблизи горизонта на высоте 2°-4° Холодный фронт движется на Урал с северо-востока. Грозы с осадками на территории Курганской и Северо-Казахстан-ской области Возможно образование орографических МСО.
27-28.06 Слабые МСО видны на З полосы высота 3°-4°, МСО ослабли в 01:00 Холодный фронт движется с севера на юг над Уралом. Над Башкирией грозовой фронт с ливнями. Ханты-Мансийский округ под властью циклона с грозами. Высокая вероятность появления МСО.
28-29.06 Наблюдались едва заметные МСО, которые быстро рассеялись. Холодные фронты (взаимодействие циклона и антициклона), движутся с севера на юг над Уралом и Западной Сибирью. Грозы по региону. Высокая вероятность появления МСО.
29-30.06 Поле МСО с 23:50 азимут от 80° до 200°. (МСО за пределами СС). Высота 2°-3° на ССВ. Западнее Среднего Урала и над Южным Уралом формируется окклюзия, породившая грозовой фронт и дожди. Высокая вероятность появления МСО.
30-01.07 Пасмурно Весь регион под влиянием холодных воздушных масс с повышенным давлением. Урал без гроз. Образование МСО сомнительно.
01-02.07 МСО нет Движение холодных воздушных масс с севера над Западной Сибирью. Дожди во всём регионе. Гроз нет. Нет условий для появления МСО.
02-03.07 МСО нет Фронты, циклоны и грозовые очаги отсутствуют. Нет условий для появления МСО.
Продолжение табл. 2
Дата Описание результатов наблюдений Описание результатов анализа синоптических карт. Предсказания
03-04.07 Пасмурно дождь Преобладание антициклона над всей территорией. Низкая вероятность появления МСО.
04-05.07 Пасмурно с просветом Без гроз и осадков в регионе. Приближение холодного фронта к Полярному Уралу с северо-востока. Возможно образование орографических МСО.
05-06.07 Облачно с разрывами в облаках, МСО нет Приполярный циклон обусловил фронты и грозы над севером Тюменской области. Окклюзия севернее Екатеринбурга; грозы и дожди. Средняя вероятность появления МСО.
06-07.07 С 00:00 на СЗ слабые, низкие, с 02:20 яркие на СВ высота 7°-10°, протяжённость до 30°, полосы с изгибами. Окклюзия, отягощённая грозами, перемещается над Средним Уралом с северо-северо-запада. МСО предсказаны по движению фронтов.
07-08.07 С 02:50 появление МСО до 03:05. Холодный фронт над Уралом, породил грозы с ливнями в Омской, Тюменской и Курганской областях. Высокая вероятность появления МСО.
08-09.07 МСО нет Арктический воздух проходят между двумя циклонами, достигая Южных регионов Урала, грозы маловероятны. Нет условий для появления МСО.
09-10.07 Подозрение на МСО в 00:15 ЮЗ-З нетипичное появление. В 00:30 высота 10° от СЗ до ССВ, флёр, размытые полосы, в 03:00 яркие, высота 12°-14°, вихри от СЗ до СВ протяжённость более 100° Тюменская область в зоне локальной окклюзии, сопровождающаяся ливневыми осадками. Возможно образование орографических МСО.
10-11.07 МСО нет Отсутствие фронтов способных породить возмущения в верхних слоях атмосферы. Низкая вероятность появления МСО.
11-12.07 Пасмурно дождь Холодный фронт с грозами приближается к Северному Уралу. Тёплый фронт движется к северу. Низкая вероятность появления МСО.
12-13.07 Пасмурно Грозы на Центральном и Южном Урале, центр холодных масс воздуха находится над Оренбургской областью. Низкая вероятность появления МСО.
13-14.07 Пасмурно С севера на Урал движется холодный фронт с грозами. Над Центральным Уралом циклон с холодным фронтом. Низкая вероятность появления МСО.
14-15.07 Пасмурно Арктический антициклон несёт холодный воздух на Урал. Грозы минимальны. СКО в центре окклюзии, циклон движется на восток. Высокая вероятность появления МСО.
15-16.07 Пасмурно Холодные фронты на границе Арктического антициклона и циклона движутся к югу Западной Сибири. В Тюменской области грозы, ливни. Циклон движется к северу. Высокая вероятность.
16-17.07 МСО на ССЗ в 00:50 высота 4°. В 03:30 полосы на высоте до 10°, быстрое приближение, азимуты от 140°до 170°. Холодный фронт с Северного Урала. Над Тюменской областью циклон и повсеместно ливневые дожди. Высокая вероятность на СЗ.
17-18.07 МСО нет Урал под влиянием надвигающегося антициклона. Давление повышено, осадки маловероятны. Нет условий для появления МСО.
18-19.07 Пасмурно Урал и Тюменская область в зоне обширного антициклона Нет условий для появления МСО.
Продолжение табл. 2
Дата Описание результатов наблюдений Описание результатов анализа синоптических карт. Предсказания
19-20.07 В 00:05 МСО на высоте около 10°. Грозы с осадками в Предуралье. Возможно образование МСО.
20-21.07 МСО нет Курганская и Омская области под влиянием фронта окклюзии, есть вероятность грозовых явлений. Нет условий для появления МСО.
21-22.07 МСО нет Урал без гроз и осадков. Нет условий для появления МСО.
22-23.07 МСО нет Урало-Сибирский регион чист. Нет условий для появления МСО.
23-24.07 МСО нет Обстановка изменилась малозначительно. Нет условий для появления МСО.
24-25.07 МСО нет С Южного Урала движется к северу обширный антициклон. Дожди и грозы маловероятны. Нет условий для появления МСО.
25-26.07 Сильная непрерывная гроза, в 01:00 есть подозрения на МСО на СЗ Незначительная грозовая активность в Предуралье, осадки маловероятны. Нет условий для появления МСО.
Рассмотрим результаты проведённого сопоставления. Мы видим, что в 27 случаях уверенной регистрации МСО их появление было либо спрогнозировано заблаговременно (8 случаев предсказаний за 1-3 суток), либо связано с развитием специфических метеорологических ситуаций. К последним мы относим, прежде всего, движение циклональных вихрей с запада на восток над Уральским хребтом. Формирование и продвижение в широтном направлении холодных фронтов над этой областью (причём в двух направлениях) также может вести к образованию орографических МСО. Отметим, что в сезон 2013 обнаружено, что и случаи меридионального движения энергичных холодных фронтов, отягощённых грозами, также являются благоприятными для появления МСО обстоятельствами. Вновь подтверждено, что важнейшим фактором, способствующим формированию МСО, является развитие окклюзий и связанных с ними грозовых явлений. Кроме этого учитывалось и появление крупных грозовых очагов, обусловленных конвективными процессами, которые в нескольких случаях локально совпадали с областью видимости полей МСО. Пример ярко выраженной ситуации благоприятной для формирования орографических полей МСО, наблюдавшихся в ночь с 16 на 17 июня приведён на рисунке 2.
Метеорологические обстоятельства, показанные на карте (рис. 2) описаны в соответствующей строке табл. 2. Анализ данных табл. 2 обнаруживает, не существует 3 случаев наблюдения серебристых облаков отмеченных вне связи с указанными выше обстоятельствами.
Отдельным предметом исследования стали те ситуации, когда в рамках развиваемого нами метода было предсказано появление МСО, но в ходе наблюдений они не были зафиксированы. Общее количество таких случаев составило равно 9. Причём часть из них объяснима неблагоприятными условиями наблюдений 6 - пасмурной погодой, а другая часть 3 не может
быть объяснена таким образом. Изучение таких ситуаций стало возможным благодаря доступности снимков полей МСО северного полушария, выполненных со спутника AIM. Как известно, этот аппарат движется по солнечно-синхронной орбите и получает информацию как о распределении мезо-сферного аэрозоля (по этим данным и строится распределение полей МСО), так и о вертикальных профилях температуры и влагосодержания. Отметим, что спутник ведёт сбор информации соответствующей моментам приближения Солнца к горизонту (заходу) вблизи широтного круга соответствующего границе полярного дня на текущую дату. Для наблюдателя расположенного в Петропавловске этот момент, как правило, довольно близок к гражданской полуночи - времени наиболее благоприятному для наблюдения серебристых облаков. То есть информация о наблюдаемости МСО с поверхности Земли вполне сопоставима со спутниковыми данными. Рассмотрим пример анализа нереализованного в земных условиях прогноза появления серебристых облаков. Напомним, что в таблице 2 отмечено 9 таких случаев.
Рис. 2. Пример метеорологической ситуации, благоприятствующей образованию серебристых облаков в июне 2013 года
Один из наиболее уверенных прогнозов появления серебристых облаков был выполнен для ночи с 9 на 10 июня, когда пасмурная погода не позволила выявить факт появления МСО в небе Северного Казахстана. На рисунке
3 приведён фрагмент изображения поля МСО северного полушария полученного в близкий по времени момент со спутника AIM. Здесь отчётливо видно наличие обширного поля серебристых облаков над Западно-Сибирской низменностью на удалении около 700 км от Петропавловска (отмечен на рисунке звёздочкой). Таким образом, при ясной погоде серебристые облака, безусловно, были бы зарегистрированы в наших наблюдениях.
Рис. 3. Фрагмент изображения глобального поля МСО на 9 июня 2013 года
Аналогичным образом изучены и другие случаи, когда условия наблюдений не позволили проверить правильность нашего прогноза появления серебристых облаков над контролируемой территорией. Во всех без исключения ситуациях прогноз появления МСО, выполненный на основе анализа метеорологических данных подтвердился!
Рис. 4. Фрагмент изображения глобального поля МСО со 2 на 3 июня 2013 года
В этой связи требуют разъяснения три факта отсутствия МСО на небе при наличии благоприятного прогноза их появления.
Оказалось, что в две ночи (со 2 на 3 и с 12 на 13 июня) МСО действительно в принципе могли быть наблюдаемы из Петропавловска (рис. 4), но ввиду их отдалённости они должны были быть расположены на высоте не более чем в 3-4 градуса над горизонтом. Здесь яркость сумеречного сегмента, а также запылённость тропосферы могли сыграть роль факторов воспрепятствовавших обнаружению МСО.
Совсем иная ситуация была в ночь с 5 на 6 июля. Здесь поле МСО было настолько мощным, что не заметить его в ясную погоду было невозможно (рис. 5). Но как показано в таблице 2 сильная тропосферная облачность не позволила этого сделать.
Рис. 5. Фрагмент изображения глобального поля МСО на 5-6 июля 2013 года, положение наземного пункта наблюдений указано звёздочкой
Несмотря на столь обнадёживающие результаты нельзя считать работу завершённой без рассмотрения тех случаев, когда было предсказано отсутствие серебристых облаков на нашем небе. Всего в табл. 2 насчитывается 13 таких случаев. И вновь использован анализ спутниковых изображений, который показал, что во всех этих случаях серебристые облака над контролируемой нашими наблюдениями территорией не появлялись.
Таким образом, показано наличия явной связи между тропосферными процессами и образованием МСО. Её выявление позволит наметить новые перспективы исследований, в частности, предпринять поиск связи морфологических форм МСО с крупномасштабными тропосферными процессами.
Список литературы:
1. Солодовник А.А. Атмосферное электричество и происхождение серебристых облаков // Земля и Вселенная. - 2007. - № 6.
2. Солодовник А.А., Кудабаева Д.А., Сартин С.А., Бельченко В.Н. Метеорологические процессы в тропосфере Земли и происхождение серебристых облаков // Вестник Актюбинского государственного педагогического института. - 2010. - № 1. - С. 109-114.
3. Солодовник А.А., Кудабаева Д.А., Крючков В.Н., Леонченко А.С. Серебристые облака: проблема образования и вопрос о дефинициях // Известия национальной Академии наук Республики Казахстан. Серия физ. мат. -2011. - № 4. - С. 105-110.
4. Солодовник А.А., Лазарев С.В. Метеорологические явления в тропосфере и проблема происхождения серебристых облаков. - Петропавловск: ЦНТИ, 2007. - С. 17.
5. Солодовник А.А., Кудабаева Д.А., Крючков В.Н. Сезонные и межсезонные вариации площади глобального поля серебристых облаков // Известия национальной Академии наук Республики Казахстан. Серия физ. мат. -2013. - № 4. - С. 60-64.
6. Солодовник А.А., Сартин С.А., Пустовалов А.В., Журавлёв П.Л. Географическое положение полей серебристых облаков в сезон лето 2006 // Материалы Республиканской научно-практической конференции «Козыбаев-ские чтения». - Петропавловск: СКГУ 2006. - С. 153-155.
7. Lübken F.-J., Baumgarten I.G, Fiedler I.J., Gerding I.M., Hóffner I.J., Berger U. Seasonal and latitudinal variation of noctilucent cloud altitudes // Geophysical Research Letters, Vol. 35, L06801, Doi:10.1029/2007gl032281, 2008.
8. Бекряев В.И. Молнии, спрайты и джеты: монография. - СПб.: Изд. РГГМУ 2009. - 96 с.
