Vrijednosti skale rta atmosferske nestabilnosti. Struktura atmosferskih frontova i prognoza konvektivnih pojava nad jugom istočne Evrope

Bulk Richardsonov broj (BRN)

Book Richardsonov indeks (BRI) je bezdimenzionalna veličina u meteorologiji koja kombinuje vertikalnu stabilnost i vertikalni smicanje (obično stabilnost podijeljena smicanjem). To je omjer termalne turbulencije i vertikalne turbulencije smicanja vjetra. U praksi, vrijednosti IBR indeksa pokazuju da li je konvekcija slobodna ili prisilna. Visoke vrijednosti indeksa ukazuju na nestabilnost i/ili slabe vertikalne pomake u okruženju; niske vrijednosti indeksa ukazuju na slabu nestabilnost i/ili jak smicanje vjetra. Obično IBR vrijednosti u rasponu od 10 do 45 ukazuju na povoljne uvjete za razvoj superćelije. IBR se izračunava po formuli:

U6km - brzina vjetra na visini od 6 km;

U500m - brzina vjetra na visini od 500 metara;

CARE - raspoloživa konvektivna potencijalna energija.

Tipično, sa IBR manjim od 10, vertikalni smicanje dominira uzgonom. Sa vrijednostima indeksa od 10 do 45, pomak će uravnotežiti uzgonu, a takvi uvjeti su povoljni za razvoj moćnih superćelija. Sa vrijednošću indeksa većom od 45, zbog značajnog nagiba uzlaznog strujanja, malo je vjerovatno da će se uočiti superćelije.

BRN Shear

Iako je BRN indeks vrlo dobar pokazatelj za predviđanje superćelija i prisustva mezociklona u srednjoj troposferi, on nije u stanju predvidjeti intenzitet mezociklona na nižem nivou (u sloju trenja) i vjerovatnoću tornada. Stoga je u ove svrhe uveden dodatni indikator - BRN Shear. Osim toga, ovaj indikator se često koristi za određivanje razne vrste superćelije (koje stvaraju i ne stvaraju tornada, prepoznajući ih). Izmjereno u m 2 / s 2.

BRN smicanje = 0,5 (U avg) 2 , gdje je

Uavg- razlika između prosječnog vjetra u sloju od 0-6 km i vjetra u sloju od 0-0,5 km.

Ovaj indeks dobro pokazuje razliku između superćelije i obične grmljavine, kao i intenzitet mezociklona u srednjem sloju grmljavine. I što je veća njegova vrijednost, to je jači smicanje vjetra, a time i veća vjerovatnoća superćelije

Konvektivna raspoloživa potencijalna energija (CAPE)

CAPE - raspoloživa konvektivna potencijalna energija je količina energije uzgona koja je dostupna za vertikalno ubrzanje čestice zraka ili količina rada koju obavlja čestica zraka kada se diže. Koristi se za predviđanje aktivnosti grmljavine i konvektivnih pojava. CAPE je pozitivna površina na dijagramu između vlažne adijabatske linije i krive stanja vazduha od nivoa slobodne konvekcije do nivoa izjednačavanja temperature. CARE se mjeri u džulima po kg zraka i izračunava se pomoću formule:

z f , z n - visinama slobodne konvekcije i stepenu izjednačavanja temperature (neutralni uzgon);

Tv parcela - virtuelna temperatura određene čestice vazduha;

Tv bnv - virtuelna temperatura okruženje;

g - ubrzanje slobodan pad(9,81 m/s 2).

Kada je čestica nestabilna (njena temperatura je viša od okoline), nastavit će rasti sve dok ne dostigne stabilan sloj (iako impuls, gravitacija i druge sile mogu uzrokovati da se čestica nastavi kretati). Postoje različite vrste CAPE: Downdraft CAPE (DCAPE) - označava potencijalni intenzitet kiše, itd.

- CARE ispod 0– stabilno stanje (nevreme sa grmljavinom je nemoguće);

- CARE od 0 do 1000– slaba nestabilnost (moguće su grmljavine);

- NJEGA od 1000 do 2500– umjerena nestabilnost (jaka grmljavina i pljuskovi);

- NJEGA od 2500 do 3500– jaka nestabilnost (veoma jaka grmljavina, grad, oluja);

- CARE iznad 3500– eksplozivna konvekcija (superćelije, tornada, itd.).

Normalizovani CAPE

Normalizovano CAPE je naprednija verzija konvencionalne CARE a određuje se formulom: CAPE/FCL , gdje FCL je debljina slobodnog konvektivnog sloja (Free Convektive Layer). Redovni CAPE nije uvijek dobar pokazatelj plovnosti, pa je uveden neki dodatak. Jedinice NCAPE su iste, tj. J/kg ili m/s 2 . Da bi se dobila potpuna slika o stanju atmosfere, moraju se uzeti u obzir i CAPE i NCAPE.

podignut indeks

Indeks uzgona (Li) je još jedan pokazatelj nestabilnosti. Ovaj indeks se izračunava pomoću formule:

Li\u003d T500mb (okruženje) - T500mb (fr.),

tj. vrijednost temperature vazdušnog sloja na 500 hPa (oko 5,5 km) minus vrijednost temperature vazdušna masa, podigao se kao rezultat konvekcije na nivo od 500 hPa i napao ovaj sloj zraka. Na primjer, temperatura vazdušnog sloja na 500 hPa je -5°. Temperatura vazdušne mase, koja je usled konvekcije narasla na nivo od 500 hPa i zahvatila ovaj vazdušni sloj, iznosi +3°. Oduzmite: -5-(+3)=-8. LI = -8. I nema ništa komplikovano. Ako je konvekcija toliko nasilna da rastuće zračne mase jednostavno nemaju vremena da se ohlade više od okolnog zraka, tada se pojavljuju jako negativne (-3 i niže) vrijednosti LI, koje služe kao "hrana" za jake grmljavine. Negativne vrijednosti ukazuju na nestabilnost atmosfere, ukazuju na prisutnost jakih uzlaznih strujanja koja izazivaju grmljavinu i obilne padavine. Naprotiv, u odsustvu konvekcije, vazdušni sloj na nivou od 500 hPa je homogen i ne dolazi do atmosferskih mini-kataklizmi. Ova metrika se često koristi u kombinaciji sa CAPE za predviđanje grmljavine. Međutim, potrebno je uzeti u obzir vlažnost vazduha, jer samo konvekcija nije dovoljna za stvaranje grmljavine.

LI ≥ 4– apsolutna stabilnost, vjerovatnoća grmljavine 0%;

LI 2…3– mogući izolovani Cu kong., verovatnoća grmljavine 0 – 19%;

LI 1…2– slaba konvekcija (Cu cong.), vjerovatnoća grmljavine 19 – 32%;

LI0...1- mogući su slabi pljuskovi (posebno Cb), vjerovatnoća grmljavine je 32 - 45%;

LI 0...-1- Moguća je slaba grmljavina, vjerovatnoća 45 - 58%;

LI-1…-2- slabe grmljavine skoro svuda, moguće su oluje, verovatnoća grmljavine je 58 - 71%;

LI-2…-3- vjerovatnoća grmljavine je velika (71 - 84%), mogu biti umjerene jačine;

LI-3…-4- očekuju se jaka grmljavina (vjerovatnoća 84 - 100%), pljuskovi, mogući je grad;

LI-4…-5– svuda jake grmljavine, oluje, grad, duboka konvekcija;

LI-5…-6– moguća su vrlo jaka grmljavina, formiranje superćelija, veliki grad, tornada;

LI< -6 - "eksplozivna" konvekcija, tornada, poplave, razorne oluje, stepen opasnosti je izuzetno visok;

Postoje 2 vrste indeksa plovnosti.

Upotreba: u svim oblastima ljudske delatnosti, gde je važno unapred znati o nastanku ovakvih situacija koje su praćene značajnom materijalnom štetom. Suština: mjereno na različitim tačkama atmosferskih vrijednosti atmosferski pritisak temperatura i vlažnost vazduha. Iz njih se određuju vrijednosti maksimalne vertikalne konvektivne brzine zraka i vertikalne brzine uređenog kretanja velikih razmjera na nivou od 850 hPa. Osim toga, izmjerite amplitudu dnevni kurs vertikalna brzina velikog uređenog kretanja vazduha na nivou od 850 hPa. Prognoza spontanih konvektivnih pojava daje se kada se ispuni dati uslov. Efekat: povećana pouzdanost prognoze bilo koje od poznatih vrsta spontanih konvektivnih hidrometeoroloških pojava ili njihove kombinacije.

Pronalazak se odnosi na meteorologiju, tačnije na metode predviđanja ovakvih opasnih i spontanih konvektivnih hidrometeoroloških pojava (pljuskovi, tuče, oluje) u određenim područjima zemaljske kugle, a koje se razvijaju na osnovu podataka o vrijednostima meteoroloških parametara u prethodnog dana i najefikasnije može da se koristi u svim oblastima ljudske delatnosti, gde je važno unapred znati o mogućnostima ovakvih situacija, koje su praćene značajnom materijalnom štetom. Postoji metoda za predviđanje spontanih konvektivnih hidrometeoroloških pojava, koja se sastoji u mjerenju vrijednosti atmosferskog pritiska, temperature i vlažnosti zraka u različitim tačkama atmosfere, koje određuju vrijednost maksimalne vertikalne konvektivne brzine zraka (Vodič za kratkoročne vremenske prognoze Dio 1. L.: Gidrometeoizdat, 1986, str. 444-448). Nedostatak ove metode je ograničena upotreba samo za prognozu jedne od opasnih konvektivnih pojava, odnosno grada. Od poznatih po tehničkoj suštini i postignutom rezultatu najbliža je metoda predviđanja spontanih konvektivnih hidrometeoroloških pojava, koja se sastoji u mjerenju vrijednosti atmosferskog tlaka, temperature i vlažnosti zraka na različitim tačkama u atmosferi, koje određuju vrijednost maksimalna vertikalna konvektivna brzina zraka i vertikalna brzina velikog uređenog kretanja na nivou od 850 hPa (Smjernice za dijagnozu i prognozu opasnih i posebno opasnih padavina, grada i oluja prema meteorološkim radarima i umjetni sateliti Zemlja. / N.I. Glushkova, V.F. Lapchev. Moskva: Roshidromet, 1996, str. 112-113). Nedostatak poznate metode je ograničena upotreba samo za predviđanje jedne od vrsta opasnih konvektivnih pojava, odnosno pljuskova. Kao rezultat toga, pouzdanost predviđanja drugih opasnih konvektivnih pojava (grad, oluja), koje se u nekim slučajevima uočavaju istovremeno s pljuskovima, nije visoka. Tehnički rezultat izuma je povećanje pouzdanosti predviđanja bilo kojeg od poznatih tipova prirodnih konvektivnih hidrometeoroloških pojava ili njihove kombinacije. Ovaj tehnički rezultat postignut je činjenicom da se u metodi za predviđanje spontanih konvektivnih hidrometeoroloških pojava, uključujući mjerenje vrijednosti atmosferskog tlaka, temperature i vlažnosti zraka u različitim tačkama atmosfere, određujući iz njih vrijednosti maksimalnih vertikalna konvektivna brzina vazduha i vertikalna brzina velikog uređenog kretanja na nivou od 850 hPa, prema pronalasku, amplituda dnevne varijacije vertikalne brzine velikog uređenog kretanja vazduha na nivou od 850 hPa dodatno se mjeri, a prognoza prirodnih konvektivnih pojava daje se kada se ispuni uvjet

Gdje su: c 1 , c 2 , c 3 , c 4 empirijski koeficijenti, čije su vrijednosti za topli period godine, na primjer: c 1 = 2 (s / m), c 2 = -0,52 (12 h/hPa), c 3 = -0,16 (12 h/hPA), c 4 = -90; W m - vrijednost maksimalne vertikalne konvektivne brzine (m/s); 850 - vrijednost vertikalne brzine naređenog kretanja zraka velikih razmjera na nivou od 850 hPa (hPa/12 h); 850 - vrijednost amplitude dnevne varijacije vertikalne brzine velikog uređenog kretanja zraka na nivou od 850 hPa (hPa/12 h). Predloženo tehničko rešenje je u skladu sa uslovima patentibilnosti "Novost", "Inventivni korak" i "Industrijska primenljivost", budući da je deklarisani skup karakteristika: merenje atmosferskog pritiska, temperature i vrednosti vlažnosti na različitim tačkama atmosfere , određivanje vrijednosti maksimalne vertikalne konvektivne brzine iz njih zraka i vertikalne brzine velikog uređenog kretanja zraka na nivou od 850 hPa, dodatno mjerenje amplitude dnevne varijacije vertikalne brzine krupno uređenog kretanja zraka na nivou od 850 hPa i predviđanje spontanih konvektivnih pojava kada stanje

C 1 W m +c 2 850 +c 3 850 +c 4 0,

Gdje su: c 1 , c 2 , c 3 , c 4 - empirijski koeficijenti, čije su vrijednosti za topli period godine, na primjer: c 1 = 2 (s / m), c 2 = -0,52 (12 h/hPA), c 3 = -0,16 (12 h/hPA), c 4 = -90; W m - vrijednost maksimalne vertikalne konvektivne brzine (m/s); 850 - vrijednost vertikalne brzine naređenog kretanja zraka velikih razmjera na nivou od 850 hPa (hPa/12 h); 850 - vrijednost amplitude dnevne varijacije vertikalne brzine velikog uređenog kretanja zraka na nivou od 850 hPa (hPa/12 h) daje neočigledan rezultat; povećanje pouzdanosti prognoze bilo koje od poznatih vrsta prirodnih konvektivnih hidrometeoroloških pojava ili njihove kombinacije. Metoda predložena u ovom pronalasku za predviđanje spontanih konvektivnih hidrometeoroloških pojava može se koristiti u svim oblastima ljudske djelatnosti gdje je važno unaprijed znati o mogućnostima takvih situacija koje su praćene značajnom materijalnom štetom.

TVRDITI

C 1 W m +c 2 850 +c 3 850 +c 4

Da bi predvidio grmljavinu, obilne padavine i druge pojave povezane s razvojem snažnih kumulusnih i kumulonimbusnih oblaka, N.V. Lebedeva je predložila da se za izračunavanje parametara konvekcije koriste podaci jutarnjeg sondiranja atmosfere, prema kojima se utvrđuje mogućnost pojave određenih konvektivnih pojava. Ove opcije uključuju:

1) Ukupni temperaturni deficit tačke rose na nivoima od 850.700 i 500 hPa (ΣD, °S). Ovaj parametar indirektno uzima u obzir uticaj uvlačenja i karakteriše mogućnost stvaranja oblaka u sloju od 850–500 hPa. Ako je ΣD>25°S, onda se dalji proračuni ne rade, jer uz veliku suvoću vazduha u donjoj polovini troposfere, konvekcija ne dovodi do stvaranja kumulonimbusnih oblaka. Ako je ΣD≤25°S, onda se izračunava drugi parametar.

2) Deficit temperature tačke rosišta blizu tla ili na njemu gornja granica površinska inverzija u trenutku maksimalnog razvoja konvekcije (Do, °S). Ako je Do>20°C, tada se nivo kondenzacije nalazi na visini većoj od 2,5 km, pa padavine neće stići do površine zemlje i dalji proračuni se ne rade. Na takvoj visini nivoa kondenzacije, a samim tim i visine donje granice oblaka, kišna kap će imati vremena da potpuno ispari na putu do tla. Ako je nivo kondenzacije ispod 2 km i postoje povoljni uslovi za nastanak konvekcije, onda u tom slučaju treba odrediti sve ostale parametre.

3) Debljina konvektivno nestabilnog sloja (CIL) je (ΔNcns, hPa). Svaka čestica ovog sloja će učestvovati u konvekciji do velike visine. Što je veća debljina SNS, veća je verovatnoća formiranja kumulonimbusnih oblaka, veća je verovatnoća razvoja aktivnosti grmljavine (debljina SNS-a je određena aerološkim dijagramom).

4) Nivo kondenzacije (Nkond., km). Nivo kondenzacije označava prosječnu poziciju visine donje granice kumulonimbusnih oblaka. Određivanje nivoa kondenzacije se takođe vrši prema aerološkom dijagramu.

5) Nivo konvekcije (Hkonv., km). Nivo konvekcije vam omogućava da odredite prosječnu poziciju vrhova kumulonimbusnih oblaka. Sasvim je očigledno da što je ovaj nivo viši, to bi „olujni“ oblaci trebali biti snažniji.

6) Temperatura vazduha na nivou konvekcije (Tconv, °S). Utvrđeno je da što je ova temperatura niža, vjerovatniji su pljuskovi i grmljavina.

7) Prosječna devijacija temperature na krivulji stanja (T") od temperature na krivulji stratifikacije (T). Ovo odstupanje se označava ΔT i određuje se formulom:

Gdje su: T" i T temperature na krivulji stanja i krivulji stratifikacije, respektivno, na nivoima koji su višestruki od 100 hPa, n je broj cijelih slojeva debljine 100 hPa, počevši od nivoa kondenzacije i do nivoa konvekcije.

Sasvim je očigledno da što je veći ΔT, to je veći stepen nestabilnosti vazduha, a samim tim i intenzivnija konvekcija.

8) Prosječna vertikalna snaga konvektivnih oblaka (ΔHc.o, km). Ova vrijednost je definirana kao razlika između visine nivoa konvekcije i nivoa kondenzacije. Što je ova vrijednost veća, to je vjerojatnija pojava konvektivnih pojava i veći je njihov intenzitet.

Prema rezultatima proračuna ovih osam parametara konvekcije u skladu sa tabelom. 1 N.V. Lebedeva predlaže da se proceni mogućnost pojave konvektivnih pojava.

Opravdanost prognoze prisustva grmljavine prema metodi N.V. Lebedeva je 80%, a njihovo odsustvo je 89%.

Glavni programer - Alexander Sprygin ( [email protected]).
Uz pomoć i podršku Aleksandra Konrada i Aleksandra Terehina ( [email protected]).
Mape su sastavljene pomoću softvera GrADS.
Prognoza od +3 do +72 sata (3 dana).

Laplacian sniženog atmosferskog tlaka (pritisak na razini mora, SLP)

Laplasov SLP je Laplaceov operator za polje smanjenog pritiska. U kontekstu našeg istraživanja, najznačajnije je da pozitivne vrijednosti Laplacijana određuju konvergenciju tokova i doprinose nastanku velikih uzlaznih kretanja u donjoj troposferi, koja su povoljna za nastanak konvektivnih pojava. .

Specifična vlažnost

Specifična vlažnost - masa vodene pare u gramima po kilogramu vlažnog vazduha [g/kg], odnosno odnos masa vodene pare i vlažnog vazduha. Što je veća specifična vlažnost vazduha, to je čestica koja se diže brže zasićena, niža je donja granica konvektivne zamućenosti i brže se razvija tokom zagrevanja.

Temperaturna advekcija na izobaričnom nivou od 850 hPa

Pozitivna toplotna advekcija na ovom nivou doprinosi stvaranju i razvoju snažnih konvektivnih oluja.

konvergencija vlage

Konvergencija protoka vlažan vazduh doprinosi intenziviranju formiranja kumulonimbusnih oblaka i formiranju mezoskalne organizacije konvektivnih oluja (duž linija ili blizu centara pozitivnih vrijednosti konvergencije).

Brzina i smjer vjetra na različitim nivoima

Tačka rose na visini od 2 m od površine

Tačka rose Temperatura na kojoj vlaga u zraku počinje kondenzirati. Što je viša tačka rose, to je čestica koja se diže brže zasićena, niža je donja granica konvektivne zamućenosti i brže se razvija tokom zagrevanja.

CAPE

z f, z n

Tv parcela

Tv bnv

g ).

- CARE ispod 0

- CARE od 0 do 1000

- NJEGA od 1000 do 2500

- NJEGA od 2500 do 3500

- CARE iznad 3500

podignut indeks

Indeks uzgona (Li)

vlažnost vazduha

LI ≥ 4

LI 2…3

LI 1…2

LI0...1

LI 0...-1

LI-1…-2

LI-2…-3

LI-3…-4

LI-4…-5

LI-5…-6

LI< -6

• LI na površini
• Najbolji LI-

podignut indeks

Indeks uzgona (Li) je još jedan pokazatelj nestabilnosti. Ovaj indeks se izračunava pomoću formule:

Li \u003d T500mb (okruženje) - T500mb (često),

odnosno temperaturnu vrijednost vazdušnog sloja na nivou od 500 hPa (oko 5,5 km) minus temperaturnu vrijednost vazdušne mase podignute konvekcijom na nivo od 500 hPa i koja je ušla u ovaj vazdušni sloj. Na primjer, temperatura vazdušnog sloja na 500 hPa je -5°. Temperatura vazdušne mase, koja je usled konvekcije narasla na nivo od 500 hPa i zahvatila ovaj vazdušni sloj, iznosi +3°. Oduzmite: -5-(+3)=-8. LI = -8. I nema ništa komplikovano. Ako je konvekcija toliko nasilna da rastuće zračne mase jednostavno nemaju vremena da se ohlade jače od zraka oko njih, tada se pojavljuju jako negativne (-3 i niže) vrijednosti LI, koje služe kao "hrana" za jake grmljavine. Negativne vrijednosti ukazuju na nestabilnost atmosfere, ukazuju na prisutnost jakih uzlaznih strujanja koja izazivaju grmljavinu i obilne padavine. Naprotiv, u odsustvu konvekcije, vazdušni sloj na nivou od 500 hPa je homogen i ne dolazi do atmosferskih mini-kataklizmi. Ova metrika se često koristi u kombinaciji sa CAPE za predviđanje grmljavine. Međutim, potrebno je uzeti u obzir vlažnost vazduha, jer samo konvekcija nije dovoljna za stvaranje grmljavine.

LI ≥ 4 – apsolutna stabilnost, vjerovatnoća grmljavine 0%;

LI 2…3– mogući izolovani Cu kong., verovatnoća grmljavine 0 – 19%;

LI 1…2– slaba konvekcija (Cu cong.), vjerovatnoća grmljavine 19 – 32%;

LI0...1- mogući su slabi pljuskovi (posebno Cb), vjerovatnoća grmljavine je 32 - 45%;

LI 0...-1- Moguća je slaba grmljavina, vjerovatnoća 45 - 58%;

LI-1…-2- slabe grmljavine skoro svuda, moguće su oluje, verovatnoća grmljavine je 58 - 71%;

LI-2…-3- vjerovatnoća grmljavine je velika (71 - 84%), može biti umjerena;

LI-3…-4- očekuju se jaka grmljavina (vjerovatnoća 84 - 100%), pljuskovi, mogući je grad;

LI-4…-5– svuda jake grmljavine, oluje, grad, duboka konvekcija;

LI-5…-6– moguća su vrlo jaka grmljavina, formiranje superćelija, veliki grad, tornada;

LI< -6 - "eksplozivna" konvekcija, tornada, poplave, razorne oluje, stepen opasnosti je izuzetno visok;

Postoje 2 vrste indeksa plovnosti:

• LI na površini ovaj indeks se računa na sat, pod pretpostavkom da se čestica diže sa površine. Za njegovo izračunavanje koristi se vrijednost površinske vlažnosti i temperature. Ova metoda vrijedi za dobro izmiješani gotovo suvi adijabatski granični sloj gdje su karakteristike površine slične onima uočenim u sloju od 50-100 mb.
• Najbolji LI- najniža vrijednost Li izračunata od površine tla do sloja od 850 mb.

Konvektivna raspoloživa potencijalna energija (CAPE)

CAPE - raspoloživa konvektivna potencijalna energija je količina energije uzgona koja je dostupna za vertikalno ubrzanje čestice zraka ili količina rada koju obavi čestica zraka kada se diže. Koristi se za predviđanje aktivnosti grmljavine i konvektivnih pojava. CAPE je pozitivna površina na dijagramu između vlažne adijabatske linije i krive stanja vazduha od nivoa slobodne konvekcije do nivoa izjednačavanja temperature. CARE se mjeri u džulima po kg zraka i izračunava se pomoću formule:

z f, z n - visinama slobodne konvekcije i stepenu izjednačavanja temperature (neutralni uzgon);

Tv parcela - virtuelna temperatura određene čestice vazduha;

Tv bnv - virtualna temperatura okoline;

g - ubrzanje slobodnog pada (9,81 m/s 2).

Kada je čestica nestabilna (njena temperatura je viša od okoline), nastavit će rasti sve dok ne dostigne stabilan sloj (iako impuls, gravitacija i druge sile mogu uzrokovati da se čestica nastavi kretati). Postoje različite vrste CAPE: Downdraft CAPE (DCAPE) - označava potencijalni intenzitet kiše, itd.

- CARE ispod 0– stabilno stanje (nevreme sa grmljavinom je nemoguće);

- CARE od 0 do 1000– slaba nestabilnost (moguće su grmljavine);

- NJEGA od 1000 do 2500– umjerena nestabilnost (jaka grmljavina i pljuskovi);

- NJEGA od 2500 do 3500– jaka nestabilnost (veoma jaka grmljavina, grad, oluja);

- CARE iznad 3500– eksplozivna konvekcija (superćelije, tornada, itd.).

Indeks smicanja niskog nivoa

Ovaj indeks pokazuje razliku između brzine vjetra blizu površine i na visini od 700 mb. Veličina smicanja vjetra u donjem sloju (0 - 3 km) je važna karakteristika za prognozu "derešosa" i "pramčanih odjeka".

Ako je pomak manji 11 m/s– slab pomak, malo je vjerovatno da će se pojaviti „odjek pramca“;

Ako se pomak od 12 do 19 m/s– umjeren smicanje („odjek pramca” vjerovatno zajedno sa razornim vjetrovima);

Ako je pomak veći 20 m/s– jak smicanje (100% pojava pramčanog eha zajedno sa destruktivnim vjetrovima koji ostaju na značajnim visinama od površine).

Sloj dubokog smicanja (DLS)

Definira se kao veličina vektorske razlike između vektora brzine vjetra na visini od 450 mb i vektora vjetra na površini zemlje. Alternativno, možete koristiti dužinu hodografa u sloju od 0 do 6 km. Pomak u ovom sloju se koristi za određivanje potencijala superćelije. Međutim, ovo nije baš dobar pokazatelj za određivanje rotacionog potencijala u donjem sloju.

• DLS: 35 – 39 kt– nizak potencijal za razvoj superćelija;
• DLS: > 40 kt– razvoj superćelije je najvjerovatniji.

* Eksperimentalni indeks snažnih konvektivnih oluja SCS (Severe Convektive Storm)

Sveobuhvatni indeks koji se može testirati razvijen je iz kombinacije indeksa konvekcije koji su najbolji u predviđanju jakih oluja. Indeks uzima u obzir najvažnije uslove za formiranje moćne organizovane konvekcije, kao što su nestabilnost, smicanje vetra, advekcija toplote, vrtložnost i specifične karakteristike temperature i vlažnosti na različitim nivoima.

Formula**: SCS = 0,083*scpsfc+0,667*ui+0,5*mcsi+0,0025*znoj+0,025*ti,

gdje:

scpsfc - SCP indeks, koristeći sfcCAPE,

ui je Peskov indeks,

mcsi - MCS indeks,

znoj - ZNOJ indeks,

ti je Thompsonov indeks.

Tumačenje vrijednosti SCS indeksa:

• <1 : ne očekuje se razvoj snažnih konvektivnih oluja (MCS), mjestimično su moguća slaba grmljavina;
• 1…2 : MKS su malo verovatne (približno 10-20% verovatnoće). Moguća umjerena grmljavina s povremenim štetnim događajima (AE);
• 2...3 : mala vjerovatnoća UCS (20-40%), uslovi za nepovoljne konvektivne pojave i grmljavine umjerenog intenziteta;
• 3...4 : prosječna vjerovatnoća UCS (40-60%), mogući su kompleksi neželjenih događaja (CHA), ponegdje i opasni fenomeni (HA);
• 4...5 : velika vjerovatnoća razvoja UCS (60 - 90%) i OT;
• >5 : vrlo velika vjerovatnoća (>90%) razvoja dominantne stabilne UCS (unutar radijusa od približno 100-150 km od maksimalnih vrijednosti indeksa), kompleksa posebno destruktivnih opasnih pojava.

Smjer kretanja konvektivnih oluja

Karta se može koristiti za procjenu kretanja grmljavina i konvektivnih sistema mezoskala. Tokovi su prikazani samo za vrijednosti indeksa SCS>1.

Proračun se zasniva na smjeru strujanja na nivoima od 500 i 700 hPa.

KOindex

KO-Index je dizajniran za određivanje konvektivna nestabilnost vazdušni sloj. To je na kraju prosječni vertikalni gradijent ekvivalentne potencijalne (pseudopotencijalne) temperature i izračunava se korištenjem sljedeće formule:

KO-indeks = 0,5 [ Te(700hPa) + Te(500hPa)] - 0,5 [Te(1000hPa) + Te(850hPa)],

gdje Te- vrijednost ekvivalentne potencijalne temperature na određenoj površini.

• KO-Indeks > 6: vjerovatnoća grmljavine je nula;
• KO-Indeks od 2 do 6 : moguć razvoj slabih grmljavina;
• KO-Indeks< 2 : značajna vjerovatnoća razvoja grmljavine.

Ti - Thompsonov indeks

Još jedan indeks koji se koristi za procjenu jačine grmljavine. Prilikom testiranja ovog indikatora u Sjedinjenim Državama, dobijen je dobar odnos između teških vremenskim uvjetima i Ti >40. Izračunato prema formuli:

Ti = Ki-Li , gdje

Ki - K-indeks, Li - podignuti indeks.

Ti< 25 - Nema grmljavine.
TI 25 - 34- Moguća grmljavina.
TI 35 - 39- Oluja sa grmljavinom, mjestimično jaka.
TI ≥ 40- Jaka grmljavina.

Peskov indeks

Prema ovoj metodi, grmljavina je moguća ako je parametar u uzima pozitivne vrednosti. Izračunava se pomoću sljedeće formule:

gdje je (T * -T) 600 - odstupanje krive stanja od krive stratifikacije na nivou od 600 hPa;

(T-Td) 500 - deficit tačke rose na nivou od 500 hPa;

Laplasov površinski pritisak, koji karakteriše površinsku konvergenciju tokova, izračunava se iz 8 tačaka udaljenih 250 km od centralne tačke;

|ΔV|300/700 - razlika modula #1080; vektora vjetra na nivoima od 700 i 300 hPa.

Kriterij u može donekle varirati ovisno o lokalnim uvjetima. Za prognozu za aerodrom i susjedna područja koristi se kriterij u > 0. U drugoj verziji metode grmljavine, grmljavina se ne daje ako je odstupanje krivulje stanja od krivulje stratifikacije na nivou od 500 hPa negativno, a sa pozitivnim odstupanjem, ako je zbir deficita tačke rose na nivoima od 700 i 500 hPa je 25-30 °C (tačnije, ova vrijednost se nalazi prema posebnim grafikonima). Kriva stanja je izgrađena od maksimalna temperatura at zemljine površine, prediktivna kriva stratifikacije se konstruiše na uobičajen način.

ZNOJ - Indeks opasnosti od ozbiljnih vremenskih prilika

ZNOJ - Indeks nestabilnosti razvijen od strane američkog ratnog vazduhoplovstva. ZNOJ je sveobuhvatan kriterijum za dijagnozu i prognozu opasnih i prirodne pojave vrijeme povezano s konvektivnom oblačnošću. ZNOJ uključuje nižu vlažnost troposfere, stepen nestabilnosti, brzinu vjetra u srednjoj i donjoj troposferi i advekciju toplog zraka (odstupanje temperature između 850 i 500 hPa). Stoga je ovaj pokazatelj pokušaj kombiniranja kinematičkih i termodinamičkih karakteristika atmosfere u jedan indeks:

ZNOJ = 12⋅Td850 + 20⋅(TT-49) + 3.888⋅F850 + 1.944⋅F500 + (125⋅), gdje

Td850 - 850 hPa temperatura tačke rose (u stepenima Celzijusa)

TT - Total Totals index,

F850 - brzina vjetra na 850 hPa (u m/s),

F500 - brzina vjetra na 500 hPa (u m/s),

D500 i D850 - smjer vjetra na odgovarajućim površinama (u stepenima).

Posljednji član u formuli bit će nula ako bilo koji od sljedećih uslova nije ispunjen:
- D850 u rasponu od 130 do 250 stepeni;
- D500 u rasponu od 210 do 310 stepeni;
- Razlika u smjeru vjetra (D500 - D850) je pozitivna;
- F850 i F500 brzine vjetra ≥ 7 m/s.

ZNOJ< 250 - ne postoje uslovi za pojavu jakih grmljavina;
ZNOJ 250-350- postoje uslovi za jake grmljavine, grad i kišu;
ZNOJ 350-500- postoje uslovi za veoma jake grmljavine, veliki grad, jake oluje, tornada;
ZNOJ ≥ 500- uslovi za veoma jake grmljavine, veliki grad, jake oluje, jaka tornada.

MCS indeks (Indeks konvektivnog sistema mezoskale)

MCS Index dizajniran za predviđanje konvektivnih sistema u mezoskali. Uz pomoć ovog indikatora identifikuju se područja u kojima se stvaraju povoljni uslovi za razvoj ISS-a i njihovo održavanje u narednih 6 sati, pod uslovom da ništa ne ometa konvektivna kretanja. Ovaj indeks se izračunava na sljedeći način:

gdje je svaki član u jednadžbi (indeks Li, smicanje u sloju od 0-3 km i temperaturna advekcija na 700 hPa) normaliziran. Treba napomenuti da ovaj parametar ima smisla ako postoje uslovi za razvoj konvekcije (npr.< 0). Для расчёта индекса могут использоваться как фактические, так и прогностические данные необходимых параметров.

Kompozitni parametar Supercell (SCP)

Kompozitni indikator prognoze najvažnijih uslova za razvoj supercelularnih kumulonimbusnih oblaka (najstabilniji i najmoćniji oblik Cb oblaka, koji je povezan sa mnogim opasnim konvektivnim pojavama). Izračun koristi normalizirane vrijednosti energije nestabilnosti (koriste se 2 varijante parametra CAPE - sbCAPE ili MU CAPE), smicanja vjetra (u sloju od 0-6 km) i parametra vrtloženja u sloju od 0-3 km:

SCP (sfcCAPE/MU CAPE) =(sb CAPE(MU CAPE)/1000)*(DLS/20)*(SRH_3km/50)

Vjerovatnoća značajne (velike) tuče, %

Parametar koji koristi Centar za predviđanje oluje (SAD) za predviđanje vjerovatnoće velike (>5 cm prečnika) tuče.

Izračunato prema formuli:

BROD = [(MUCAPE j/kg) * (Omjer miješanja MU PARCEL g/kg) * (700-500mb BRZINA LAPSIJE c/km) * (-500mb TEMP C) * (0-6km smicanje m/s) ] / 44,000,000

gdje:

Omjer miješanja MU PARCEL - omjer smjese u nestabilnom sloju,

700-500mb LAPSE RATE - vertikalni temperaturni gradijent u sloju od 700-500 hPa,

500mb TEMP C - temperatura na 500 hPa,

0-6km Shear - smicanje vjetra u sloju od 0-6 km.

* Vjerovatnoća grmljavine, %

Testirani eksperimentalni ukupni indeks vjerovatnoće grmljavine zasnovan na nestabilnosti vlage i indeksima konvergencije:

** TSP = ((0,05*KI -0,003*sbCAPE-LI-0,6*KO+0,18*MConv)/6)*100

gdje:

LI - podignuti indeks,

KO - KO indeks,

MConv - konvergencija površinske vlage.

** Formula je podložna promjenama na osnovu rezultata testa.

* Vjerovatnoća jakih konvektivnih oluja, %

Indeks vjerovatnoće za stvaranje mezoskalnih konvektivnih sistema i konvektivnih kompleksa, Cb superćelija i drugih moćnih konvektivnih oluja na osnovu SCS indeksa:

** SCSP = (SCS/6)*100

** Formula je podložna promjenama na osnovu rezultata testa.

Maksimalni prečnik tuče (cm)

Testiran indeks zasnovan na proračunu maksimalne brzine uzlaznih kretanja u nestabilnom vazduhu.

Izračunato prema formuli:

gdje:

sbCAPE - energija nestabilnosti,

Značajan parametar tornada

Pokazatelj vjerovatnoće pojave tornada (tornada).

Izračunato prema formuli:

STP=(sbCAPE/1500)*((2000-PLCL)/1000)*(SRH_1km/150)*(DLS/20)

gdje:

sbCAPE - energija nestabilnosti,

PLCL - Pritisak na nivou kondenzacije,

SRH_1km - vrtlog u sloju od 0-1 km,

DLS - smicanje vjetra u sloju od 0-6 km.

Modifikovana vrsta testa indeksa (prema preliminarnoj proceni, vrednosti su efikasnije za ETR):

STPmod=1,5*(sbCAPE/1500)*((2000-PLCL)/1000)*(SRH_1km/150)*(DLS/20)

Može se očekivati ​​razvoj tornada pri pozitivnim vrijednostima indeksa.

Smjer i brzina kretanja konvektivnih oluja

Maksimalni udari vjetra, m/s

Ki - indeks nestabilnosti

Proračun Ki se zasniva na vertikalnom temperaturnom gradijentu, vlažnosti vazduha u donjoj troposferi, a uzima u obzir i vertikalni opseg vlažnog vazdušnog sloja. Ki karakterizira stepen konvektivne nestabilnosti zračne mase, koja je neophodna za nastanak i razvoj grmljavine.
Formula: Ki=T850-T500+Td850-∆Td700.
U formuli: Ki - indeks nestabilnosti (Whitingov broj), T850 - temperatura vazduha na izobaričnoj površini 850 hPa, T500 - temperatura vazduha na 500 hPa, Td850 - temperatura tačke rosišta na 850 hPa, ∆Td700 - deficit tačke rose (T- Td) na površini od 700 hPa.

Ki se najbolje koristi u ljetni period za predviđanje intramasnih grmljavina. Vrijednosti praga u tabeli mogu se mijenjati ovisno o sezoni, geografiji i sinoptičkoj situaciji.

Vjerovatnoća grmljavine izračunata Whitingovom metodom.

Grmljavina- složena pojava čiji je neophodan dio višestruka električna naboja između oblaka ili između oblaka i zemlje (munja), praćena zvučnom pojavom - grmljavinom. Oluju sa grmljavinom karakterišu i olujni vetrovi i obilne padavine, često sa gradom.
Jaka grmljavina- grmljavina sa kišom ≥15 mm/h i/ili gradom prečnika od 0,6 do 2 cm, jaka oluja ≥15 m/s.
Veoma jaka grmljavina- grmljavinsko nevrijeme sa jakom kišom ≥30 mm/h i/ili velikim gradom ≥2 cm u prečniku i/ili vrlo jaka oluja ≥25 m/s ili tornado.

VT - Vertikalni ukupni indeks

Formula: VT = T850 - T500, gdje je T850 temperatura zraka na izobaričnoj površini od 850 hPa, T500 je temperatura zraka na 500 hPa.

Ako je VT > 28, onda troposfera ima veliki potencijal za konvektivnu nestabilnost, dovoljnu za formiranje grmljavine.

CT - Indeks unakrsnih ukupnih rezultata

Formula: CT=Td850 - T500, gdje je Td850 temperatura rosišta na 850 hPa, T500 je temperatura zraka na 500 hPa.

Kod ST CT 18 - 19 - Umjerena nestabilnost. Slaba aktivnost grmljavine.
CT 20 - 21 - Visoka nestabilnost. Oluja sa grmljavinom.
CT 22 - 23 - Nestabilna energija pri kojoj su moguća jaka grmljavina.
CT 24 - 25 - Energija visoke nestabilnosti. Jaka grmljavina.
CT> 25 - Veoma visoka energija nestabilnosti. Veoma jaka grmljavina.

Tornado(tornado, tromb) - atmosferski vrtlog koji se javlja u kumulonimbus oblak i šireći se dole, često do same površine zemlje, u obliku oblačnog rukava ili debla prečnika desetina i stotina metara. karakteristična karakteristika ovih vrtloga je brzo spiralno kretanje zraka oko gotovo vertikalne ose. Unutar lijevka, zrak se diže, brzo se rotirajući, stvarajući područje vrlo razrijeđenog zraka.
Brzina kretanja vazduha je 50-100 m/s, a kod posebno intenzivnih tornada dostiže 250 m/s, a postoji i velika vertikalna komponenta brzine, jednaka 70-90 m/s.
Fujita skala se koristi za klasifikaciju tornada.
F0 brzina vjetra ne prelazi 32 m/s (prema TCH - ovo je vrlo jak vjetar).
F1- 33 - 50 m/s. Umjereno. (prema TCH uraganskom vjetru).
F2- 51 - 70 m/s. Jaka.
F3- 71 - 92 m/s. Vrlo jak.
F4- 93 - 116 m/s. Destruktivno.
F5- 117 - 142 m/s. Nevjerovatno.

TT - Total Totals Index

Formula: TT=VT+CT, Miller (1972); gdje je CT - indeks unakrsnih ukupnih vrijednosti, VT - indeks vertikalnih ukupnih vrijednosti.

Kod TT TT 44 - 45 - Jedna grmljavina ili višestruka grmljavina.
TT 46 - 47 - Razbacane ćelije za grmljavinu.
TT 48 - 49 - Značajan broj grmljavina, ponegdje i jake.
TT 50 - 51 - Raštrkani centri jakih grmljavina, odvojeni centri sa tornadom.
TT 52 - 55 - Značajan broj jakih grmljavina, izolirani džepovi sa tornadom.
TT > 55 - Brojne jake grmljavine sa jakim tornadima.

ZNOJ - Indeks opasnosti od ozbiljnih vremenskih prilika

ZNOJ je indeks nestabilnosti koji su razvile američke ratne snage. ZNOJ je složen kriterij za dijagnosticiranje i prognozu opasnih i prirodnih vremenskih pojava povezanih sa konvektivnom oblačnošću. ZNOJ uključuje indeks nestabilnosti zračne mase, brzinu vjetra i smicanje vjetra.

Formula: ZNOJ = 12⋅Td850 + 20⋅(TT- 49) + 3.888⋅F850 + 1.944⋅F500 + (125⋅).

U formuli, Td850 je temperatura tačke rose od 850 hPa, TT je indeks ukupnih ukupnih vrijednosti, F850 je brzina vjetra od 850 hPa, F500 je brzina vjetra od 500 hPa, D500 i D850 su smjer vjetra na odgovarajućim površinama.

U formuli:
- Temperatura vazduha je data u stepenima Celzijusa;
- Brzina vjetra - u m/s;
- Smjer vjetra - u stepenima;
- Postavite drugi član jednačine na 0 ako je TT ≤ 49;
- Posljednji član u formuli bit će nula ako bilo koji od sljedećih uslova nije ispunjen:
- D850 u rasponu od 130 do 250 stepeni;
- D500 u rasponu od 210 do 310 stepeni;
- Razlika u smjeru vjetra (D500 - D850) je pozitivna;
- Brzine vjetra F850 i F500 ≤ 7 m/s.

ZNOJ ZNOJ 250-350 - postoje uslovi za jake grmljavine, grad i oluje;
ZNOJ 350-500 - postoje uslovi za veoma jake grmljavine, veliki grad, jake oluje, tornada;
ZNOJ ≥ 500 - uslovi za veoma jake grmljavine, veliki grad, jake oluje, jaka tornada.

Li - podignut indeks

Li - Temperaturna razlika između ambijentalnog vazduha i određene jedinične zapremine koja se [adijabatski] diže sa površine zemlje (ili sa datog nivoa) do nivoa od 500 hPa. Li se izračunava uzimajući u obzir unošenje okolnog vazduha.

Li - karakteriše termičku stratifikaciju atmosfere u odnosu na vertikalna kretanja vazduha. Ako su vrijednosti Li pozitivne, tada je atmosfera (u odgovarajućem sloju) stabilna. Ako su vrijednosti Li negativne, atmosfera je nestabilna.

Indeksi volatilnosti: kalkulator, karte.
Tutorial prema CAPE, CIN i Lifted indeksu.
Tornado na Fujitinoj skali. Brzina vjetra i karakteristike razaranja.