CC BY
13
9. Mansurov A.N. Mathematical model and methodology for calculating the field of the rate of deformation of the Earth's crust according to GPS observations // Problems of automation and control. 2012. No. 2 (23). pp. 57-63.
10. Mazurov B. T., Panzhin A. A. Methods for estimating the divergence of vector fields of technogenic movements of the Earth's surface from geodetic data // Regulation of land and property relations in Russia: legal and geospatial support, real estate valuation, ecology, technological solutions. 2019. Vol. 1. pp. 203-207.
11. Gerasimenko M. D., Shestakov N. V., Kolomiets A. G. Determination of movements and deformations of the Earth's crust by geodetic measurements // Engineering school. Far Eastern Federal University 2017. 36 p.
12. Antonov V.A. Model detection and prediction of horizontal deformation of the Earth's surface by displacements of its reference points // Izvestiya UGSU. 2020. No. 4 (60). pp. 146-154.
13. Antonov V.A. Extraction of mathematical and statistical laws in experimental studies of mining and technological processes // Problems of subsoil use. 2018. No. 4 (19). pp. 61-70.
УДК: 551.4
РОЛЬ УСТОЙЧИВОГО СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ В ФОРМИРОВАНИИ ОБЛАКОВ НИЖНЕГО ЯРУСА НАД КАСПИЙСКИМ МОРЕМ
Т.Д. Агаев
Рассмотрена роль устойчивого состояния атмосферы в формировании облаков нижнего яруса над Каспийским морем. Формирование облаков зависит от характера атмосферной циркуляции, поэтому они несут информацию для оценки температурной стратификации. Если в пределах однородного массива конвективных ячеек или гряд облачности (или «облачных улиц») имеется хотя бы один пункт радиозондирования, то можно произвести экстраполяцию условий вертикального распределения температуры в нижнем пограничном слое атмосферы на всю территорию.
Ключевые слова: формирование облаков, атмосферные процессы, инверсия, вертикальные движения воздуха, пограничный слой, водяной пар, слоисто-кучевые облака.
Введение. Как известно, формирование облаков зависит от характера атмосферной циркуляции, поэтому оно несёт информацию для оценки температурной стратификации. Облакообразование, являющееся результатом процесса конденсации и сублимации водяного пара, происходит в основном вследствие увеличения влагосодержания или понижения температуры в данном слое. Эти факторы, в свою очередь, определяются адвекцией, вертикальными движениями, турбулентным обменом, фазовыми преобразованиями воды в атмосфере. Так, в работах [1 - 6] показано, что образование облаков в большой мере связано с задерживающими слоями, наблюдаемыми
в нижнем слое атмосферы. С формированием таких облаков осуществляется значительная часть тепло- и влагообмена между подстилающей поверхностью и атмосферой.
Материалы и методы. В представленной работе применен метод статистического анализа данных, для чего использованы данные наземных гидрометеорологических станций, расположенных на море и побережье, а также космическая видеоинформация Каспия.
Практическая часть. Анализ аэрологических данных показывает, что в зимнее время в холодной воздушной массе, поступающей с севера над Каспийским морем, наиболее часто образуются слоисто-кучевые облака (Зс). Формирование низкой облачности в холодной воздушной массе обусловлено тремя основными процессами: испарением с более увлажненной или водной поверхности; турбулентным переносом тепла и водяного пара от подстилающей поверхности в нижний слой холодной воздушной массы; нагреванием подстилающей поверхности солнечной радиацией днем и охлаждением её путем эффективного длинноволнового излучения, ночью. Установлено, что годовые и суточные изменения повторяемости этих облаков и устойчивого состояния атмосферы (часто высотных инверсий) идентичны. При этом повторяемость высотных (или приподнятых) инверсий в сочетании с Sc составляет 62...79 %, а в течение суток в дневные часы - 65.75 % [3, 7, 8]. Изменения повторяемости приземных инверсий в течение года и суток не во всех случаях совпадают с изменениями рассматриваемых типов облачности.
Установлено, что в дни, когда наблюдаются облака нижнего яруса, вертикальные движения в пограничном слое чаще всего имеют скорость 0,1.0,2 см/с. Даже такие скорости при наличии инверсии в верхней части пограничного слоя атмосферы и малых дефицитах точки росы способствуют более быстрому началу конденсации водяного пара или усилению этого процесса.
Как известно, основными характеристиками инверсий температуры являются их мощность и интенсивность [9, 10]. Чем мощнее и интенсивнее инверсионный слой, тем больше продолжительность, т.е. время жизни слоистых и слоисто-кучевые облаков ^с). Наблюдаемые при
облачности нижнего яруса приподнятые инверсии в зависимости от их мощности и интенсивности можно разделить на следующие четыре типа:
I - не очень мощные и неинтенсивные инверсии. Мощность их не превышает 500 м, интенсивность - 5 0С. Подобный тип инверсий из всех случаев составляет 65 %;
II - мощные, но неинтенсивные инверсии. Мощность их более 500 м, интенсивность - менее 5 0С. Повторяемость их не превышает 26 %;
III - интенсивные, но не очень мощные приподнятые инверсии. Мощность таких инверсий не более 500 м, интенсивность - более 5 0С. Повторяемость инверсий данного типа составляет всего 6 %;
IV - мощные и интенсивные высотные инверсии. Мощность этих инверсий более 500 м, интенсивность - более 5 0С. Повторяемость их очень низкая - 3 %.
Во всех перечисленных типах инверсий вертикальные градиенты температуры (у) в нижнем пятисотметровом слое атмосферы в основном колеблются в пределах 0,50... 0,75 0С.
Анализ данных радиозондов показал, что появление устойчивого слоя, как правило, с очень малым положительным или отрицательным градиентом температуры воздуха (инверсия) - чуть выше верхней части слоя перемешивания - является своего рода первым признаком образования облачности Sс в холодный период года в дневные часы суток (рис. 1). Под инверсионным слоем происходит накопление основной массы примесей естественного и индустриального происхождения, за счет чего число ядер конденсации увеличивается, что благоприятствует образованию облаков.
Рис. 1. Схема формирования слоисто-кучевой облачности в холодный период года при устойчивом состоянии атмосферы [11]
В зимнее время года инверсии в основном образуются за счет переноса теплого воздуха, обусловленного субтропическим антициклоном, развивающимся на юге. Прохождение южных циклонов над исследуемым районом создает благоприятные условия для поступления из северных районов через Северный Кавказ и Средний Каспий в Азербайджан масс холодного воздуха в нижней тропосфере [1, 12-14]. Поступление холод-
н
-►Температура мздула <Т, :>.0
+■ Ветер (У, м/с)
ного и влажного воздуха с севера приводят к разрушению приземных инверсий. Однако на некоторой высоте инверсия еще сохраняется, ограничивая сверху некоторый слой воздуха (формирующий слой), где происходит образование облачности. Взаимодействие воздуха понижает температуру в нижней части инверсионного слоя, что приводит к конденсации воздуха и образованию облачности, чаще всего нижнего яруса - и Бс (63 и 73 % из всех случаев). После образования облачности ее поверхность радиационно охлаждается.
Оценка погодных условий с использованием космической видеоинформации облаков нижнего яруса. Установлено, что на космических снимках Кавказско-Каспийского региона в 70...75 % из всех случаев облачность типа имеет матовую, а облачность типа Бс в 60.65 % - зернистую текстуру. При этом облачность типа часто имеет полосную структуру (75.80 %), а поля облачности Бс характеризуются грядовой (55.60 %) и ячейковой (35.40 %) мезоструктурой. В 5 % из всех случаев облачность типа Бс имеет спиралевидную структуру.
Обычно поля слоистообразной облачности имеют большие горизонтальные размеры. Образование слоистообразных облаков тесно связано с проникновением теплого, устойчиво стратифицированного воздуха на относительно холодную поверхность. Такие поля облачности и туманов встречаются в холодное время года в теплых секторах циклонов.
На рис. 2. видно, что в утренние часы 13.03.2009 большая площадь северной части Кавказско-Каспийского региона, а также низменные районы Азербайджана были заняты слоистообразной облачностью. Это указывает на то, что над рассматриваемым районом расположен теплый устойчивый стратифицированный воздух. В таких ситуациях за счет адвекции теплого воздуха и выхолаживания земной поверхности в ночные часы образуется мощная приземная инверсия, где происходит формирование слоистой облачности. Верхняя граница этих облаков имеет более высокую температуру, чем окружающая среда. В это время облака на снимках в инфракрасном диапазоне выглядят темнее безоблачного пространства. Эти облака принято называть черными слоистыми облаками.
Как известно, в атмосфере выделяют два основных класса ячеек: открытые ячейки с безоблачным пространством в центре и облачным кольцом по периферии и закрытые ячейки с облачностью в центре и безоблачным пространством по периферии. Распределение облачности в открытой ячейке соответствует восходящим движениям воздуха по периферии и нисходящим - в центре ячейки. А в закрытой ячейке распределение восходящих и нисходящих течений противоположенное. Чаще всего ячейки формируются над водной поверхностью или равнинными, сильно увлажненными участками суши.
ь л
Рис. 2. Фрагмент космического снимка Кавказско-Каспийского региона
(NOAA, Terra). 13.03. 2009[15]
Так как процессы ячейковой конвекции в атмосфере чрезвычайно распространены, правильная интерпретация этого явления может оказаться очень полезной при анализе условий погоды над обширными территориями.
На космическом видеоизображении за 20.10.2008 (рис. 3) над водной поверхностью Каспия заметны такие подинверсионные закрытые конвективные ячейки.
Рис. 3. Фрагмент космического снимка Кавказско-Каспийского региона
(NOAA, Terra). 20.10. 2008 [15]
Они сформировались за счет адвекции теплого воздуха над холодной водной поверхностью. В прибрежных и в низменных районах Азербайджана заметны слоистые облака типа St, образования их также тесно связано с инверсиями температуры.
Формирования «облачных улиц» над Каспийским морем в холодный период года. Гряды конвективной облачности имеют сходный генезис с ячейками и возникают в атмосфере в тех же районах. При благоприятных условиях гряды конвективной облачности формируют «облачные улицы», что нередко можно наблюдать над Каспием и прилегающих к нему территориях в холодное время года. Они возникают над земной поверхностью в процессе цилиндрической циркуляции воздуха в атмосфере (рис. 4) и являются одним из видов организованной конвекции. «Улица» облаков - результат волнового движения воздуха в устойчивой атмосфере.
Она имеет форму расширенной линии кучевых облаков (обычно слоисто-кучевых) почти параллельно направлению ветра. Наиболее благоприятные условия для их образования происходят, когда самый нижний слой воздуха неустойчив и покрывается устойчивым слоем воздуха. Это часто наблюдается, когда верхний слой воздуха опускается, как например, при условиях антициклона.
Рис. 4. Схема образования «облачных улиц» над морской поверхностью
в холодное время года [11]
Воздух движется поперек улицы, и там, где воздух поднимается, образуются облака, там, где опускается, - облачные просветы (улицы). При образовании таких облачных гряд обычно мощность конвективного слоя составляет в среднем 1,5.2,0 км, а выше за счет адвекции теплого воздуха отмечается слой с замедленным падением или отрицательным градиентом температуры воздуха (инверсия). Так как мезомасштабные «облачные улицы» возникают в сравнительно тонких, неустойчиво стратифицированных слоях атмосферы, то наблюдения их над каким-либо районом свидетельствует о том, что нижний слой атмосферы является неустойчиво стратифицированным.
На космическом снимке за 10.01.2008 (рис. 5) видно, что слоисто-кучевые облака выстроились вдоль оси с севера на юг по направлению господствующего ветра над Каспийским морем.
Рис. 5. Фрагмент космического снимка Кавказско-Каспийского региона
(MODIS, Terra), 10.01. 2008[11]
Они сформировали «улицы» облаков, которые связаны с адвекцией холодного воздуха над теплым и влажным воздухом над водной поверхностью.
Гряды кучевых облаков формируются вдоль потоков холодного воздуха, который с большой скоростью вырывается с суши, с поверхности морского льда на море. Тепло- и влагообмен над теплой морской поверхностью при благоприятных условиях привел к образованию «улиц» облаков, состоящих из Sc. Вначале «облачные улицы» узкие и четкие. Но c увеличением температуры морской воды постепенно они расширяются, теряют форму и сливаются друг с другом.
Из аэросиноптических данных следует, что 09.01.2008 в вечерне-ночные часы у земной поверхности наблюдался ветер юго-западного направления (со скоростью до 2 м/с), с адвекцией теплого воздуха. В утренние часы поток холодного воздуха (V=6...8 м/с) северо-западного направления над теплой морской поверхностью при благоприятных условиях привел к образованию гряд слоисто-кучевых облаков. В это время выше верхней части слоя перемешивания находился слой с малым положительным градиентом температуры.
На рис. 6. видно, что 16.12.2002 также отмечались гряды кучевых облаков («облачных улиц») над Каспийским морем, которые сформировались вдоль потока холодного воздуха с севера. Как и
предыдущем случае (рис. 5), вначале «улицы» облаков узкие и четкие. Но с увеличением температуры морской воды постепенно они расширяются, теряют форму и сливаются друг с другом, так как чем южнее, тем теплее морская вода, следовательно, и увеличение восходящих потоков воздуха и образование мощных кучевых облаков.
Аэросиноптические данные показывают, что 15.12.02 в утренние часы у земной поверхности был штиль или ветер западного направления со скоростью 2.3 м/с. На высоте наблюдалась адвекция теплого воздуха. Со второй половины дня отмечался поток холодного воздуха северозападного направления со скоростью ветра 8.10 м/с. При таких условиях над теплой морской поверхностью в ночные часы 16.12.02 сформировались гряды облаков нижнего яруса ^с).
На космическом снимке за 03.12.2001 видно, что северная часть Каспийского моря частично покрыта морским льдом (рис. 7), а Азербайджан и южная часть Каспия покрыты слоистой облачностью.
В средней части моря и на побережье образовались гряды конвективных облаков, которые сформировали «улицы» облаков в направление с востока на запад.
В начале «облачной улицы» над морской поверхностью они имеют четкую ячейковую структуру. Но в западной части моря, соединяясь друг с другом, они постепенно вырастают в крупные облачные формирования и образуют большие массивы облаков.
Рис. 6. Фрагмент космического снимка Кавказско-Каспийского региона
(MODIS, Terra), 16.12. 2002 [16]
Рис. 7. Фрагмент космического снимка Кавказско-Каспийского региона
(MODIS, Terra), 03.12.2001 [16]
Анализ аэросиноптических данных за 03.12.2001 показал, что в образовании облачных гряд большую роль играют холодные воздушные массы, поступающие с северо-востока, в результате действия отрога Сибирского максимума, а также выход южных циклонов на районы Азербайджана и юг Каспийского моря. Большие массивы облаков западной части моря указывают на высокие значения восходящих воздушных потоков, где при увеличении конвективной неустойчивости в пограничном слое атмосферы валиковая структура течений сменяется ячейковой.
Заключение. Следует отметить, что если в пределах однородного массива конвективных ячеек или гряд облачности (или «облачных улиц») имеется хотя бы один пункт радиозондирования, то можно произвести экстраполяцию условий вертикального распределения температуры в нижнем пограничном слое атмосферы на всю территорию. По мере удаления холодного воздуха от суши в направлении моря и прогревания его над морской поверхностью происходит увеличение размеров гряд облачности и неустойчивости в пограничном слое перемешивания. При этом можно считать, что скорость ветра во всем районе, занятом «облачными улицами», сохраняется такой же, как и в пункте радиозондирования.
Список литературы
1. Агаев Т.Д. Возможности спутниковой информации в изучение физических процессов, происходящих в атмосфере и загрязнения воздушного бассейна. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2018. 79 с.
2. Горчиев А.А., Агаев Т.Д. Исследования высотных инверсий температуры воздуха с различными нижними границами в двухкилометровом слое атмосферы над Апшеронским полуостровом// Изв. АН Азерб. ССР. Сер. Науки о Земле. 1982. №5. С.34-42.
3. Mammadov R.M., Agaev T.D. ibrahimova N.Z. The conditions of formation of cloud vortex on the Caspian Sea // Eurasian GIS-2018 Congress 04-07 September 2018. Baku, Azerbaijan. P.p.290-293.
4. Горчиев А.А., Агаев Т.Д. Крупномасштабные атмосферные процессы и погодные условия влияющие на уровень загрязнения атмосферы над городами западного побережья Каспия // Изв. Всесоюзного географ. Общества. 1990. №1. С.34-43.
5. Матвеев Л.Т. Динамика облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.
311с.
6. Руководство по использованию спутниковых данных в анализе и прогнозе погоды / под ред. И.П. Ветлова, Н.Ф. Вельтищева. Л.: Гидроме-теоиздат, 1982. 299 с.
7. Morality W.W. Cloud cower as derived from surface observations, sunshine duration, and satellite observation. Sol.energy.1991.47. №3.Р.219-222.
8. William E.S. Analysis of a Caspian sea vortex// Monthly weather review. 1965. October, Vol.93. No.10. Р.613-617.
9. Горчиев А.А., Агаев Т.Д. Инверсии температуры и их образования в нижнем двухкилометровом слое // Изв. АН. Азерб. ССР. Сер. Науки о Земле. 1978. №3. С. 95-103
10. Горчиев А.А., Агаев Т.Д., Рафиев Р.М. Мощность и интенсивность инверсий температуры, и их формирование в нижнем двухкилометровом слое атмосферы над Апшеронским полуостровом // Изв. АН. Азерб. ССР. Сер. Науки о Земле. 1979. №6. С.111-118.
11. Агаев Т.Д. Изучение условий формирования «облачных улиц» над Кавказско-Каспийским регионом, по данным аэрокосмической информации // Гидрометеорология и экология. Казахстан, Алматы. 2011. №3. С.86-94.
12. Агаев Т.Д., ibrahimova N.Z. Роль ветрового режима в формирование штормовых волн на Каспийском море и безопасность жизнедеятельности // Научно-практический журнал «Безопасность жизнедеятельности». 2017. №6. С.55-58.
13. Мамедов Р.М. Гидрометеорологическая изменчивость и экогеографические проблемы Каспийского моря. Баку: Элм, 2007. 454 с.
14. Панин Г.Н., Мамедов Р.М., Митрофанов И.В. Современное состояние Каспийского моря. М.: Наука, 2005. 356 с.
15. visibleearth.nasa.gov
16. www.weatherforecast.com
Агаев Тахир Довлет оглы, д-р наук, проф. зав. кафедрой, aqayev_tahir@mail.ru, Азербайджан, Сумгайыт, Сумгайытский государственный университет
THE ROLE OF THE STEADY STATE OF THE ATMOSPHERE IN THE FORMATION OF LOWER CLOUDS OVER THE CASPIAN SEA
T.D. Agaev
The article considers the role of the steady state of the atmosphere in the formation of low-level clouds over the Caspian Sea. The formation of clouds depends on the nature of atmospheric circulation, so they carry information for assessing temperature stratification. If there is at least one radio sounding point within a homogeneous array of convective cells or cloud ridges (or "cloud streets"), then it is possible to extrapolate the conditions for the vertical temperature distribution in the lower boundary layer of the atmosphere to the entire territory.
Key words: cloud formation, atmospheric processes, inversion, vertical air movements, boundary layer, water vapor, stratocumulus clouds.
Agayev Tahir Dovlet oglu, doctor of sciences, prof., head ofchair, aqayev_tahir@mail.ru, Azerbaijan, Sumgayit, Sumgayit State University
Reference
1. Agaev T.D. The possibilities of satellite information in the study of physical processes occurring in the atmosphere and pollution of the air basin. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2018. 79 p.
2. Gorchiev A.A., Agaev T.D. Studies of high-altitude inversions of air temperature with different lower limits in a two-kilometer layer of the atmosphere over the Absheron peninsula// Izv. AN Azerbaijan SSR. Ser. Earth Sciences. 1982. No. 5. pp.34-42.
3. Mammadov R.M., Agaev T.D. Ibrahimova N.Z. The conditions of formation of cloud vortex on the Caspian Sea/Eurasian GIS-2018 Congress 04-07 September 2018. Baku/Azerbaijan, p.p.290-293.
4. Gorchiev A.A., Agaev T.D. Large-scale atmospheric processes and weather conditions affecting the level of atmospheric pollution over the cities of the western coast of the Caspian Sea // Izv. All-Union geographer. Society. 1990. No. 1. pp.34-43.
5. Matveev L.T. Dynamics of clouds. L.: Hydrometeo publishing house.1981. 311c.
6. Guidelines for the use of satellite data in weather analysis and forecasting / ed. Vetlova I.P., Veltischeva N.F. L.: Hydrometeoizdat. 1982. 299 p.
7. Morality W.W. Cloud cower as derived from surface observations, sunshine duration, and satellite observation./ Sol.energy.1991.47, No.3, pp.
219-222. 8. William E.S. Analysis of a Sasriap sea vortex// Monthly weather review, October, 1965. Vol.93, No.10. p.613-617.
9. Gorchiev A.A., Agaev T.D. Temperature inversions and their formation in the lower two-kilometer layer // Izv. AN. Azerbaijan SSR. Ser. Earth Sciences. 1978. No. 3. pp. 95-103
10. Gorchiev A.A., Agaev T.D., Rafiev R.M. Power and intensity of temperature inversions and their formation in the lower two-kilometer layer of the atmosphere over the Absheron peninsula // Izv. AN. Azerbaijan SSR. Ser. Earth Sciences. 1979. No.6. pp.111-118.
11. Agaev T.D. Studying the conditions for the formation of "cloud streets" over the Caucasus-Caspian region, according to aerospace information // Hydrometeorology and Ecology, Ministry of Environmental Protection of the Republic of Kazakhstan, Almaty. 2011. No. 3. pp.86-94.
12. Agaev T.D., Ibrahimova N.Z. The role of the wind regime in the formation of storm waves in the Caspian Sea and life safety // Scientific and practical journal "Life safety", Moscow. 2017. No.6. pp.55-58.
13. Mammadov R.M. Hydrometeorological variability and ecogeographic problems of the Caspian Sea. Baku: Elm, 2007. 454 p.
14. Panin G.N., Mammadov R.M., Mitrofanov I.V. The current state of the Caspian Sea. Moscow: Nauka, 2005. 356 p.
15. visibleearth.nasa.gov
16. www.weatherforecast.com
УДК 316
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОТОКИ ПРОТИВНИКОВ ВАКЦИНАЦИИ: ОСОБЕННОСТИ МАСШТАБА, РЕПЕРТУАРА И СТРУКТУРЫ ДВИЖЕНИЯ «АНТИВАКСЕРОВ» В РОССИЙСКОМ СЕГМЕНТЕ
СОЦИАЛЬНЫХ МЕДИА
И.А. Батанина, Е.В. Бродовская, В.А. Лукушин, М.А. Давыдова
Представлены результаты прикладного исследования информационных потоков, репрезентирующих деятельность противников вакцинации в российском сегменте новых медиа. На основе комбинации современных методов и инструментов социально-медийной предиктивной аналитики делается вывод о формировании полноценного сетевого движения «антиваксеров» в период пандемии COVID-19 в России. Формулируются основные мотивации цифровой активности противников вакцинации, описываются масштаб и характер нового сетевого движения, а также определяются доминирующая структура и модели управления сетями антипрививочников. По итогам реализации исследования выделены ключевые риски развития информационных потоков отечественных антиваксеров и обоснована необходимость эффективного противодействия движению посредством формирования конструктивной медиа-повестки.
Ключевые слова: антипрививочники, антиваксеры, вакцинация, пандемия, коронавирус, социальные медиа, информационные потоки, когнитивное картирование, социально-медийный анализ, социальные графы.
Постановка проблемы
Объявленная в начале 2020 г. пандемия новой коронавирусной инфекции СОУГО-19 выступила в качестве значимого вызова для современного общества. Одним из социально-политических и культурных аспектов пандемийной реальности стал феномен «антиваксеров» - граждан, намеренно отказывающихся от вакцинации и активно участвующих в распространении идей антипрививочников в собственном окружении и информационном пространстве. Деятельность антипрививочников в рамках
