Силен вятър, в
Силен вятър, включително бури
В екстремни случаи фронтът на шквал, създаден от низходящото течение, може да достигне скорости над 50 m/s и да причини щети на домове и посеви. По-често силни шквалове възникват, когато се развие организирана линия от гръмотевични бури при условия на силен вятър на средна надморска височина. В същото време по отношение на силата на разрушението картината наподобява разрушението, причинено от торнадо. Но при торнадо разрушението се случва в кръг, а гръмотевична буря, причинена от низходящо течение, носи разрушение главно в една посока. Студеното време обикновено е последвано от дъжд. В някои случаи дъждовните капки се изпаряват напълно по време на есента, което води до суха гръмотевична буря.
Определяне на скоростта и посоката на вятъра от сателитни данни
Анализът на облачни данни от сателити може да се използва за индиректна оценка на някои параметри на подлежащата повърхност. Точността на такава оценка е много по-ниска от точността на инструменталните измервания, поради което е препоръчително да се използват данните от такава оценка за райони с рядка мрежа от метеорологични станции или огромни морски пространства. За оценка на скоростта и посоката на вятъра могат да се използват както широкомащабни, така и мезомащабни облачни структури, наблюдавани на сателитни изображения. Те включват широкомащабни облачни ленти и облачни региони в циклони, облачни линии и банки, конвективни клетки и отмествания на перести облаци. Облачните системи, свързани с конвективните процеси в атмосферата, могат да се използват за определяне на скоростта и посоката на вятъра. Когато конвективните облаци имат малки хоризонтални размери, те характеризират движението на въздуха в долната тропосфера. Когато достигнат етап купесто-дъждовно, показвамдвижение на въздушни маси в горната тропосфера. Области на проникване на нестабилен стратифициран студен въздух се виждат на изображения на облаци над голямо количество купесто-дъждовни и купесто-дъждовни облаци. Това се случва особено често в задната част на циклоните. Над океана конвективните облаци образуват отворени клетки и хребети. Най-големите хребети съответстват на вторичните фронтове и са разположени по линиите на сближаване на потоците. Над континента моделът на облачността е по-сложен, но дори там ясно се вижда ръбеста структура на облачността. Стабилно стратифицираната студена въздушна маса (особено през зимата над континент) обикновено се отличава с липсата на облаци в нея. А границата на студено проникване в почти всички случаи се маркира от ярка облачна ивица на студен фронт (фиг. 2).
Ориз. 2. Големи купесто-дъждовни облаци пред студен фронт над Балтика, AVHRR/NOAA, 5 май 2008 г.
В този случай е възможно да се определи посоката на вятъра само приблизително, като се фокусира главно върху баричното поле. С увеличаване на скоростта на вятъра в задната част на циклона и началото на студена адвекция, облачните образувания преминават във вериги, близки по конфигурация до облачните хребети. Посоката на вятъра в долната тропосфера съвпада с ориентацията на облачните вериги. А скоростта на вятъра е 70-80% от скоростта на вятъра за облачните хребети. Облачните брегове се образуват от бързото движение на студени въздушни маси над топла подстилаща повърхност. Под влияние на срязването на вятъра, конвективните облаци се подреждат в хребети, ръководени от посоката на вятъра в облачния слой. Средната скорост на вятъра по билата не е много висока до 10-12 m/s, но трябва да се има предвид, че отклонението на действителната скорост от среднатавеличината може да бъде значителна. Над морската повърхност скоростта на вятъра при наличие на хребети може да достигне 30 m/s. Следователно, когато се оценява скоростта на вятъра, е необходимо да се вземе предвид общата синоптична позиция, като се увеличи средната скорост с 5–10 m/s в задната част на облачните вихри и се намали с 5 m/s в близост до центровете на антициклоните. Действителното отклонение на вятъра от облачните гребени не надвишава няколко градуса; следователно в практическите дейности може да се счита, че посоката на вятъра съвпада с посоката на облачния хребет. По големи хребети от облачност, състоящи се от купесто-дъждовни облаци, не трябва да се определя посоката на вятъра близо до земята, т.к. те са ориентирани, като правило, по протежение на термичния вятър в средната тропосфера. Например, фиг. 2 показва колко различно е разположението на големите хребети на фона на студен фронт и малки хребети зад фронта. От перките на перестите облаци, излъчвани от масиви от фронтални облаци и масиви от купесто-дъждовни облаци, е възможно да се определи посоката на вятъра в горната тропосфера, т.к. тя съвпада добре с посоката на перестите облаци. Слоестите облачни маси и зоните с мъгла показват ниска сила на вятъра в района.
Синоптичната ситуация преди образуването на опасно явление се промени леко в продължение на три дни. Северозападният регион беше засегнат от обширен, неактивен циклон. Центърът на циклона беше над Централна Европа, а топъл атмосферен фронт се простира над Северозападния регион и се наблюдава южен, югозападен пренос в ниските слоеве на атмосферата (фиг. 3).
Ориз. 3 - Повърхностно барично поле на 22.08.07 в 00 GMT
Предишния ден гръмотевични бури бяха наблюдавани в Балтийски, Псковски, Тверски и Московски региони, бавно изместващи се на север. Циклонът беше напълно оформен барикобразуване и вече се виждаше в горните слоеве на атмосферата (фиг. 4-5).
Ориз. 4 - Геопотенциално поле АТ-850. Фиг.5 - Геопотенциално поле на AT-500, 22.08.07 след 00 GMT 22.08.07 след 00 GMT
Ориз. 6. Повърхностно барично поле на 22.08.07 в 12 GMT
Два отделни купесто-дъждовни облака над централната част на Финския залив и западно от Велики Новгород се виждат ясно на сателитни изображения. Бързо развиващи се, те се изместват към района на Ленинград. По-нататъшното развитие на тези конвективни облаци е ясно видимо на последователни изображения (фиг. 7).
Фиг.7 - Сателитни снимки за 22.08.07 в периода от 00.04 до 23.54 GMT, 4 AVHRR/NOAA канал.
Процесът на развитие на конвективни облаци протича в топла въздушна маса. Условията за възникване на шквалове се създават през втората половина на деня, когато купесто-дъждовните облаци в района на Тихвин и над източната част на Финския залив нарастват до стотици километри в номинален диаметър. Увеличава се не само размерът на облачните масиви, но и техният вертикален обхват (фиг. 8-9). От 11:41 ч. се проследяват вихровите структури на горната граница на отделните облачни маси в областта на температурата и горната височина на облака (CMO) (в центъра
Фиг.8. Максимална температура на облачността за 22.08.07 в периода от 22.03 до 14.54 GMT.
Ориз. 9 – Височина на горната граница на облачността за 22.08.07 г. в периода от 03.22 до 14.54 GMT.
През първата половина на деня температурата на въздуха в северозападната част се повиши до +25…+29°C. От втората половина на деня над Ленинградска област започват гръмотевични бури и валежи (фиг. 10).
Ориз. 10. Метеорологични явления на 22.08.07 в 15 GMT
През второто полувремеПрез денонощието в цялата област се наблюдават обилни валежи до 25-35 мм. Към момента на максималното развитие на купесто-дъждовните облаци метеорологичните станции в региона отбелязват не само неблагоприятни явления, но и опасно явление - усилване на шквалистия вятър. В 12.20 часа метеорологичната станция в Тихвин регистрира шквал от 20 м/с. Огромна облачна маса на това място, според сателитни данни за 12.08 GMT, има дори заоблени ръбове (фиг. 7-9,11), в предната му част се появява шквал, точно в района на Тихвин. Според разликите в каналите на радиометъра на Фигура 9 може да се види, че купесто-дъждовните облаци, чиито върхове имат кристална микроструктура, не се отличават с ярък бял тон от перестите облаци на разликата между канали 5 и 4 (Фигура 11а). Разликата между канали 3 и 4 (фиг. 11b) в черно (положителни стойности) показва, че мощните конвекционни центрове създават преобладаващ принос на канал 3 (3,7 μm) поради силното самоизлъчване и отражение на слънчевата радиация в този спектрален диапазон. Разликата между 3-ти и 4-ти канал на AVHRR радиометъра е комплексен индикатор за HH, свързан с конвективни процеси, както в случая на HH „обилен валеж“.
a) 5 и 4 канала AVHRR/NOAA b) и 4 канала AVHRR/NOAA Фиг. 11 - Купесто-дъждовни облаци върху различни изображения на 22.08.07 в 11.41
Развитието на купесто-дъждовни облаци и тяхното движение на североизток от района се потвърждава от метеорологичните радарни данни (фиг. 12). Данните за височината на VGO SCRL и сателитното сондиране в зоната на видимост на локатора са еднакви.
Фиг.12. Височината на горната граница на облачността и метеорологичните явления по данни от MRL за периодите 8.55-15.48 GMT, 22.08.07.
Развитието на купесто-дъждовни облаци над Финския залив доведе до активна гръмотевична дейност, а около 14:00 часа се наблюдава градушка вселища Солнечни и Кириловски. Наличието на градушка се потвърждава и от метеорологичните радарни данни, представени на съответните снимки (фиг. 13).
Ориз. 13. Метеорологични явления по данни на SRRL за 11.18 -12.18 GMT, 22.08.07.
Според анализа на облака, ако много мощен облак се превърне в гръмотевична буря, в горната му част ще се образува "наковалня", ако облакът освободи ветрилообразен щит от интерстициални облаци, това показва образуване на градушка в облака и облакът е готов да произведе тази градушка. Сателитните изображения (фиг. 5-7, 9) ясно показват наличието на щит от перести облаци, изхвърлени на северозапад близо до облачната маса, разположена над източната част на Финския залив. В този случай такъв знак за формиране на града напълно се оправдава.