Краткая характеристика параметров атмосферы

1 Описание индексов, характеризующих состояние атмосферы

Существуют параметра, которые характеризуют состояние атмосферы: доступная конвективная потенциальная энергия и индекс плавучести.(Convective Available Potential Energy) - доступная конвективная потенциальная энергия представляет собой количество энергии плавучести, доступной для ускорения частицы воздуха по вертикали или количество работы, совершающей частицей воздуха при подъёме. Используется для прогнозирования грозовой деятельности и конвективных явлений. САРЕ - это положительная область на диаграмме между линией влажной адиабаты и кривой состояния воздуха от уровня свободной конвекции до уровня выравнивания температуры. САРЕ измеряется в Джоулях на кг воздуха и рассчитывается по формуле 5.1:

(5.1)

, zn - высоты соответственно свободной конвекции и уровня выравнивания температур (нейтральная плавучесть);

Tνparcel - виртуальная температура определённой частицы воздуха;

Тνbnv - виртуальная температура окружающей среды;- ускорение свободного падения (9,81 м/с2).

Когда частица неустойчива (её температура выше окружающей среды), она будет продолжать подниматься вверх, пока не достигнет устойчивого слоя (хотя импульс, сила тяжести и другие силы могут заставить частицу продолжать двигаться). Существуют разнообразные типы САРЕ: САРЕ нисходящего потока (DCAPE) - показывает потенциальную силу дождя и т.д.

Характеристики индекса доступной конвективной потенциальной энергии:

САРЕ ниже 0 - устойчивое состояние (грозы невозможны);

САРЕ от 0 до 1000 - слабая неустойчивость (возможны грозы);

САРЕ от 1000 до 2500 - умеренная неустойчивость (сильные грозы и ливни);

САРЕ от 2500 до 3500 - сильная неустойчивость (очень сильные грозы, град, шквалы);

САРЕ выше 3500 - взрывная конвекция (суперячейки, торнадо и т.п.).

Нормализованная CAPE является более усовершенствованной разновидностью обычной САРЕ и определяется: CAPE/FCL, где FCL - мощность слоя свободной конвекции (Free Convective Layer). Обычная САРЕ не всегда является хорошим показателем плавучести, поэтому ввели некоторое дополнение. Единицы измерения NCAPE такие же, то есть Дж/кг или м/с2. Для получения полной картины состояния атмосферы нужно учитывать и САРЕ и NCAPE.

Индекс плавучести (Li) является ещё одним показателем неустойчивости. Этот индекс рассчитывается по формуле 5.2:

= T500mb (окр. ср.) - Т500mb (част.), (5.2)

то есть значение температуры воздушного слоя на уровне 500 гПа (около 5,5 км) минус значение температуры воздушной массы, поднятой в результате конвекции до уровня 500 гПа и вторгшейся в этот воздушный слой. Например, температура воздушного слоя на уровне 500 гПа равна -5°. Температура воздушной массы, которая из-за конвекции поднялась до уровня 500 гПа и вторглась в этот воздушный слой, составляет +3°. Отнимаем: -5 - (+3)=-8. LI = -8. И тут ничего сложного нет. Если конвекция настолько бурная, что поднимающиеся воздушные массы просто не успевают охладиться сильнее, чем окружающий их воздух, то тогда и возникают сильно отрицательные (-3 и ниже) значения LI, что служит «пищей» для сильных гроз. Отрицательные значения указывают на неустойчивость в атмосфере, они указывают на наличие сильных восходящих потоков, являющихся причиной гроз и сильных осадков. Напротив, при отсутствии конвекции слой воздуха на уровне 500 гПа однороден, и никаких атмосферных мини-катаклизмов не возникает. Этот показатель часто используется совместно с САРЕ для прогнозирования гроз. Однако при этом нужно обязательно учитывать влажность воздуха, т.к. одной конвекции недостаточно для возникновения грозы[36].

Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме

Анализ качества атмосферного воздуха в салоне автотранспортных средств
Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности страны. Значимость и острота этой проблемы растет с каждым годом. Рост авто ...

Значимость водоохранных лесов
Леса, помимо хозяйственного, имеют еще особое общественное значение, заключающееся в водоохраной, защитной и лесопарковой их роли. Водоохранное, защитное, гигиеническое и эстетическое зн ...

Мониторинг водоёмов по основным показателям качества воды
Целью данной курсовой работы является ознакомление с методами мониторинга поверхностных водоёмов; источниками их загрязнения; способами нормирования качества водных ресурсов страны. В д ...

Разделы