Вопросы о погоде - Астапенко Павел Дмитриевич - Страница 48

11.14. В чем особенности прогноза сухой мглы и индустриальной дымки?

Сухая мгла и индустриальная дымка возникают вне связи с процессами конденсации водяного пара. Они образуются при скоплении в воздухе аэрозольных тел – мельчайших частичек континентальной пыли и индустриальных примесей. Если же одновременно с этим наблюдаются приземные инверсии температуры, то есть воздух у земли оказывается холоднее, чем на некоторой высоте над нею, видимость заметно ухудшается, так как инверсии присуща способность задерживать попадающие в воздух примеси, создавать условия для увеличения их концентрации. Прогноз сухой мглы и индустриальной дымки также требует учета типа воздушной массы, но, кроме того, и ожидаемого вертикального распределения температуры, а также направления ветра, с которым могут переноситься индустриальные загрязнения воздуха, способствующие образованию индустриальной дымки. Качественная сторона задачи прогноза, то есть предсказание самого факта этих метеорологических явлений, для синоптиков не представляет большой трудности. Но вот оценка количественной стороны явления – его интенсивности и связанной с ним видимости – представляет значительные трудности.

11.15. Как предсказывают метели?

Метели синоптики предсказывают на основе анализа карт погоды. На этих картах хорошо видны зоны распространения метелей и направление, в котором они перемещаются. Выполнив необходимые расчеты, синоптики определяют районы, где можно ждать метели в ближайшие часы и даже сутки. Однако метели не только перемещаются из одного района в другой, но и возникают, если для этого создаются благоприятные условия; они также могут изменять свою интенсивность, усиливаться или ослабевать, а также прекращаться совсем. Поэтому синоптики оценивают и возможность возникновения метелевых ситуаций, то есть такого сочетания метеорологических величин, когда возможны метели.

Метели бывают низовые и общие. Низовые метели возникают при наличии сухого свежевыпавшего снега и ветра, скорость которого превышает 7 м/с (см. 5.17). Прогноз низовой метели, следовательно, сводится к прогнозу ветра скоростью более 7 м/с и учету состояния имеющегося снежного покрова. Если снег сухой, рыхлый, но ветер всего 5-6 м/с, может возникнуть поземок. Синоптик обязан в своих расчетах правильно оценить, какое из этих двух явлений возникнет. Общая метель возникает при выпадении снега из облаков и сильном ветре, скорость которого должна быть не менее 7 м/с. Прогноз общей метели, таким образом, связан с прогнозом облачности, снегопада и ветра. Метелевая обстановка обычно возникает при прохождении атмосферных фронтов. Длительные затяжные метели чаще всего возникают на теплых фронтах, короткие сильные метели – на холодных фронтах. Следовательно, синоптик для прогноза метелей должен правильно спрогнозировать время прохождения атмосферных фронтов. В этом ему помогают расчеты на ЭВМ и составляемые с помощью машин прогностические карты погоды.

11.16. Как предсказывают облачность?

Из космоса наша планета выглядит шаром, примерно половина поверхности которого закрыта облаками. Но облака покрывают Землю неравномерно – над одними участками они видны в большом количестве и выглядят плотной сплошной массой, над другими разбросаны мелкими группками, как бы пятнами или полосами, а над третьими их очень мало или нет вовсе. Сплошные массы облаков наблюдаются над циклонами, где имеется круговое восходящее движение воздуха и могут существовать атмосферные фронты. Пятна или полосы наблюдаются над прогреваемой солнечными лучами подстилающей земной поверхностью на значительном удалении от центров циклонов или на периферии областей высокого давления – антициклонов, где нет активных атмосферных фронтов. Над центральными частями антициклонов и их гребнями облаков обычно не бывает – здесь наблюдается нисходящее движение воздуха, его нагревание и «высушивание».

Следя по картам погоды за расположением облачных массивов, и их перемещением, синоптики в состоянии рассчитать время появления облаков над интересующей их местностью. Наблюдая за развитием циклонов и антициклонов, атмосферных фронтов и других синоптических объектов, они могут также оценить возможность возникновения облаков или их рассеивания. Вычисляя с помощью ЭВМ вертикальные токи воздуха, они могут предвидеть, где будут возникать облака, а где не будут. Однако решать задачу о прогнозе облачности совсем не просто. Надо учитывать еще и другие факторы, влияющие на процесс образования облаков: изменение свойств воздуха при его взаимодействии с земной поверхностью, испарение с поверхности воды и суши, влияние рельефа, суточный ход температуры и влажности воздуха, освещенность отдельных участков Земли солнечными лучами и многое, многое другое…

Синоптикам надо предсказать не только наличие облаков, но и их количество (оно определяется в баллах, то есть в десятых долях небосвода, закрываемых облаками), а также и форму облачности, высоту ее нижней и верхней границ. Здесь синоптику немало помогает личный опыт.

11.17. Как предсказывают осадки?

Все наиболее существенные для человеческой деятельности осадки выпадают из облаков. Это дождь, снег, град, морось, ледяная крупа, снежные зерна и снег с дождем или мокрый снег. Некоторые виды осадков могут выпадать из воздуха, без облаков: роса, иней, изморозь, ледяные кристаллы. Однако по количеству и частоте выпадения их даже нельзя сравнивать с осадками из облаков. Ежедневно из облаков на Землю выпадает 800 млрд. т пресной воды в виде различных осадков, за год это составляет слой метровой толщины… Однако выпадают осадки на земной поверхности очень неравномерно и, кроме того, с очень различной регулярностью в различные сезоны.

В принципе прогнозировать осадки можно исходя из прогноза облачности: метеорологам хорошо известно, какие облака дают осадки, а какие нет, помимо этого, известно, из каких облаков какие выпадают осадки.

Облака верхнего яруса, состоящие из одних ледяных кристаллов, – перистые, перисто-слоистые и перисто-кучевые – осадков не дают совсем. Из облаков среднего яруса (высоко-слоистые и высоко-кучевые), состоящих из смеси кристаллов и очень мелких капелек переохлажденной воды, осадков, достигающих поверхности земли, также практически не выпадает, если не считать отдельных снежинок в зимнее время. Фронтальные облака, расположенные в нижней тропосфере, неоднородные по структуре, размерам водяных капель и ледяных кристаллов, из которых они состоят, дают интенсивные обложные осадки в виде дождя, снега и мороси (это главным образом слоисто-дождевые облака и сопутствующие им разорванно-дождевые и слоистые облака). Слабые обложные, выпадающие с перерывами осадки могут давать и нефронтальные слоистые и слоисто-кучевые облака (в основном в холодное время года). Наконец, осадки ливневого типа, сильные и сравнительно непродолжительные, выпадают из самых мощных, сильно развитых по вертикали облаков, имеющих смешанную структуру, – кучево-дождевых и мощно-кучевых.

В первом приближении задача прогноза осадков может считаться решенной, если успешно решена задача прогноза облачности. На деле бывает несколько сложнее, но не будем вдаваться здесь в детали технологии прогноза осадков, интересные лишь профессионалам-метеорологам.

11.18. Какие осадки предсказывать труднее всего?

Труднее всего предсказывать выпадение осадков из облаков, которых еще нет и возникновение которых еще только ожидается. Так как в этом случае «прогноз составляется по прогнозу», то вероятность правильности прогноза осадков будет равна произведению вероятностей правильности двух прогнозов (например, при оправдываемости каждого вида прогноза в отдельности, равной 0,8, итоговая вероятность окажется равной 0,64). Иначе говоря, возможность ошибки возрастает. Следовательно, легче прогнозировать осадки из уже имеющихся облаков, из которых выпадает дождь или снег в другом районе, откуда облака и осадки могут прийти с воздушным потоком в интересующий нас район. Так бывает при фронтальных осадках, охватывающих большой район и перемещающихся с определенной закономерностью. Труднее предвидеть осадки в безоблачную погоду при отсутствии атмосферных фронтов: нужно определить возможность развития внутримассовой облачности и достижения ею такой стадии, когда облака начнут давать осадки. Можно ошибиться в оценке интенсивности процесса и определении времени начала выпадения осадков и, наконец, что весьма существенно, – в месте выпадения осадков при правильном прогнозе двух предшествующих деталей: осадки из развивающегося отдельного кучево-дождевого облака могут выпасть не в том пункте, в котором их ожидали, а рядом, в нескольких километрах в стороне, поскольку они будут носить локальный характер, свойственный внутримассовым ливневым осадкам. Ливни выпадают пятнами; даже в пределах одного города они могут быть в одном районе и не быть в соседнем, чего не случается с обложными дождями или снегопадами.