CC BY
18
Список литературы
1. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика // В.А. Владимиров, Ю.Л. Воробьев, Г.Г. Малинецкий и др. - М.: Наука, 2000. -432 с.
2. Воробьев Ю.Л. Управление рисками и устойчивое развитие. Человеческое измерение / Ю.Л. Воробьев, Г.Г. Малинецкий, Н.А. Махутов // Общественные науки и современность. 2000. №4. С.150-162.
ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В АТМОСФЕРЕ В ЗАДАЧЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГРАЖДАНСКОЙ
ЗАЩИТЫ
Расторгуев И.П., к.г.н., доцент, Неижмак А.Н., к.т.н.
Военный учебно-научный центр ВВС ВВА, г. Воронеж
Метеорологическое обеспечение является одной из важнейших составных частей системы обеспечения безопасности жизнедеятельности общества. Резонансные чрезвычайные ситуации текущего года (г. Крымск и п. Новомихайловский Краснодарского края) свидетельствуют о необходимости тесного сотрудничества гидрометеорологической службы и подразделений МЧС.
Немало практических задач в метеорологии требуют для своего решения знания высот определенных уровней в атмосфере. В частности, немаловажное значение имеют данные о высоте расположения изотермических поверхностей в облаках, особенно в конвективных, которые сопровождаются грозой, градом, шквалом, смерчем, выпадением ливневых осадков, в том числе катастрофического характера.
Для разделения ливневых и грозовых очагов применяется комплексный анализ данных радиозондирования атмосферы и радиолокационных данных измерения высоты верхней границы радиоэхо. Если высота верхней границы радиоэхо равна высоте изотермы -14°С или выше ее, то наблюдаемый очаг относят к грозовому, в противном случае очаг ливневый. Вторым критерием при решении этой задачи используется отношение превышения высоты верхней границы радиоэхо над нулевой изотермой к высоте этой изотермы [1].
При распознавании опасных явлений погоды по значениям отражательной способности вычисляется комплексный признак грозоопасности. Значение данного признака сравнивается с критериальным, которое, в свою очередь, зависит от высоты изотермы -22 °С.
Таким образом, при решении некоторых задач метеорологии необходимо знание высот изотермических поверхностей в облачном массиве.
Существуют различные подходы к определению температуры воздуха на высотах, каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками.
Авторами проведено исследование возможности восстановления вертикального профиля температуры в конвективной облачности на основе применения адиабатической модели развития облака при наличии только данных стандартных приземных метеорологических наблюдений. Описание модели приведено в [2].
С целью оценки адекватности предлагаемого подхода к определению высоты изотермических поверхностей в конвективной облачности были проведены его испытания на фактическом материале.
В качестве исходных данных использовались метеорологические величины, измеренные у земной поверхности. Выборка была составлена по данным наблюдений на станции Воронеж в момент утреннего аэрологического зондирования в теплый период (май-сентябрь) с 1997 по 2011 гг. для случаев наличия мощной конвективной облачности. Ряд наблюдений составил 100 измерений. При помощи предлагаемого авторами подхода [2] были определены высоты изотерм номиналом 0 °С, -10 °С, -20 °С, -22 °С. В результате были получены ряды рассчитанных значений высот изотерм объемом по 100 случаев каждый.
В качестве эталона при оценке точности восстановления вертикального профиля температуры в конвективной облачности рассматривались соответствующие данные радиозондирования. Для осуществления параллельного сравнения использовались данные стандартной атмосферы (условное вертикальное распределение температуры, давления и плотности воздуха, являющееся репрезентативным для средних годовых условий в среднем для всех широт, принятое по международному соглашению). Получены следующие результаты.
На рисунке представлены результаты сравнения рассчитанных средних высот изотерм с высотами по стандартной атмосфере. Анализ рисунка подтверждает то, что данные стандартной атмосферы применимы при приблизительной оценке параметров атмосферы и могут использоваться для решения ограниченного круга задач.
1800 -|-
1600 ----
5 1400 ---
| 1200 ---
| 1000 ---
о 5 800 ---- -----
Ш 600 ---------
| 400 ---------
| 200 --- - - -
™ 0 -I---1---1---1---1
0 -10 -20 -22 изотерма, °С
Рисунок - Превышение средних фактических высот изотерм для теплого периода над высотами по стандартной атмосфере
Рассчитанные средние значения высот изотермических поверхностей оказываются больше аналогичных высот стандартной атмосферы, что
логично, но меньше средних высот изотерм, полученных путем радиозондирования.
Значения полученных средних абсолютных ошибок определения высот изотерм, находящиеся в пределах 200-600 м (за исключением изотермы -10 °С), свидетельствуют о достаточной точности полученного способа определения высоты изотермических поверхностей в конвективной облачности. Существенно большая ошибка в определении изотермы -10 °С подтверждает несовершенство способа и требует поиска решения данной проблемы. Одним из путей видится использование других более сложных моделей развития конвекции.
Таким образом, постановка и проведение эксперимента по испытанию предложенного подхода к определению высот изотермических поверхностей в конвективной облачности на фактическом материале позволили выявить работоспособность предложенного подхода. Однако в данном виде целесообразно пользоваться им в качестве вспомогательного вследствие существенной ошибки в определении высоты изотермы -10 °С.
Анализ результатов эксперимента показал необходимость доработки предложенного подхода. Возможное решение данной задачи видится в ограничении применения подхода только для внутримассовой облачности, а также в использовании других более сложных моделей развития конвекции.
Список литературы
1. Радиометеорология: учебник. Билетов М.В. и др. М.: Воениздат, 1984. -208 с.
2. Неижмак А.Н., Марчуков С.В. Методика расчета высоты изотермических поверхностей в облачном слое // Информатика: проблемы, методология, технологии: мат. XI Междунар. научно.-метод. конф. (10-11 февраля 2011 г.) / ВГУ. - Воронеж: Издат.-полиграф. центр ВГУ, 2011. Т.2. - С. 109-112.
