Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Численное моделирование конвективных облаков развивающихся в экстремальных условиях

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Численное моделирование конвективных облаков развивающихся в экстремальных условиях"

РГБ ОД

<?вдеральная служба России ПО ЩРШВГБОРОЛОГИИ и 1 ШШТОРИИГЗГ ОШТМХЦЕЙ СРВ!»

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО СИРЕНИ ГДАВЙАЯ тШЗКЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ 1ТМ.А.И.БОЕ11КОВЛ

На правам рукописи

СТАШОВА Елена Николаевна-

УДК 551.576.1

\

ОГОЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНВЕКТИВНЫХ ОБЛАКОВ, РАЗВИВШИХСЯ 3 ОКСТРаШШНЫХ УСЛОВИЯХ.

Спгетзльнооть 04.00.22 - геофяоика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации не соискание ученей степени кандидата йязико-мате.ча'лпзских наук

Санкт - Петербург 1994 г.

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Главной геофизической обсерватории им.А.И.Воейкова

кандидат фкз.-мат наук Довгалюк Ю.А. ..

доктор физ.-мат. наук,

профессор

Матвеев Л.Т.

' кандидат фаз.-мат. наук Шнееров Б.Е.

Санкт-Петербургский государстве университет

Защита диссертации состоится ¿4 ££>/£:<£ 199'

/1 чао00 мин на заседании специализированного Совета Д 024. при Главной геофизической обсерватории им.А.И.Воейкова ( 194С г.Санкт-Петербург, ул.Карбышева,7)

С диссертацией моэшо ознакомиться в Научной библж Главной геофизической- обсерватории. .

Автореферат разослан "¿Я"" ' 19<

Ученый секретарь специализированного совета

Научный руководитель:

Официальные онпОнентк:

Ведущая организация:

Кобышева Н.В.

> ' э

Актуальность-темы. Разнообразие форм облаков, развивающихся в «сфере Земли, связано . с различной природой и масштабам:! зцессов, участвующих в и* образовании. Одним из таких процессов ляется термическая конвекция - развитие вертикальных движений здуха под воздействием теплового источника. Тепловой источи:® кет иметь разное происхождение, связанное как с неоднородностью эгрева подстилающей поверхности солнечными лучами, так и с целением тепловой энергии' в результате пожара или взрыва, цность, размеры и время существования источника определяют сштабы и формы развивавдихся, конвективных облаков. >

В настоящее время наиболее изученными язляются конвективные лака, образовавшиеся в результате 'действия ' естественных, авнительно маломощных источников. Гораздо менее изученными ляются облака, образующиеся в результате действия мощных точников тепла, которые .как правило, возникают в экстремальных туациях,:таких как крупные пожары, извержения вулканов, ядерные рывы, аварийные выбросы на АЭС, нефте.и газопроводах.

Развивающиеся в экстремальных условиях облака являются сьма мощными образованиями, вершины. которых могут достигать жних слоев стратосферы, а максимум скорости восходящих движений значений 100м/с и более. Такие облака способны переносить в рхние слои тропосферы и в стратосферу десятки тысяч тонн влаги аэрозольных' частиц, что в свое время послужило отправной точкой я создания теории- "ядерной зимы". Именно разработка этой теории ивела к появлению большого количества численных моделей лаков, развивающихся' над сильными пожарами, , которые едназначены были ответить на вопрос, какое количество аэрозоля дет вынесено в нижнюю стратосферу 'в случае "ядерной войны и ожет ли этот аэрозоль нарушить тепловой' баланс планеты, что ивело бы к климатической катастрофе. Следует отметить, что по ;енке ряда западных ученых, именно угроза "ядерной зимы" в лъшой степени подтолкнула процесс ядерного разоружения, начатый 1звительствами США и СССР. И хотя в настоящее время угроза дерной зимы" в значительной степени ослабла, но . .по-прежнему, -:туал"ьной .остается проблема загрязнения атмосферы огромным уместном аэрозольных частиц. образующихся в результате крупных ¡сных пожаров, извержений вулканов, горения нефтяных и газовых важин (как .например, известные -пожары . на - нефтяных югорождениях в Кувейте и Узбекистане). Образующиеся при этом

облака являются своеобразным "средством доставзси" аэрозоля верхние слей тропосферц и стратосферу. Кроме того разнообраз: мккрофизические, химические, электрические процессы, идущие таких облаках, а также процессы Еымывания определяют сос аэрозоля, его распределение по высоте и размерам, а та количество аэрозоля, выпадающего с осадками на землю. В э сияем изучение облаков, образующихся в экстремальных услови представляется весьма актуальным с точки зрения прогн изменения экологической обстановки в заданном районе, а та климатических изменений на всей планете.

Кроме того, исследование такого рода облаков необходимо разработки эффективных методов их дистанционного. обнаружения определения состава находящихся в них веществ. Это позвол например, оценивать степень радиоактивного загрязнения выбро АЭС, не приближаясь к ним непосредственно.

Цель работы.

1.Построить и реализовать на ЭВМ численную моде позволяющую адекватно описывать эволюцию змдко-капельнс конвективного облака, развивающегося в экстремальных услови при наличии на поверхности земли или в атмосфере тепле источников больной мощности.

2.На основе разработанной модели исследовать особенно змзненного цикла и стадий жизни облаков в зависимости распределения влажности окружающей среды а такке продолжительности действия , температуры и радиуса теплоь источника.

Научная новизна.

1.Разработана специализированная численная мо; позволяющая исследовать полный цикл развития конвекции при нал на поверхности земли и в атмосфере источников чнергии бол мощности. Система уравнений модели отличается тем, что позво; одновременно описывать динамические процессы, связанные течением сжимаемой кидкоети, и микрофизические процессы, вкл! формирование и выпадение аидках осадков.

2.Приведено подробное изучение особенностей жизненного : и стадий развитая облаков экстремальных ситуаций, их отличи« эволюции облаков естественного происхождения.

3.Сравнительный анализ результатов численных экспериментов, зволил выявить некоторые закономерности изменения динамических и крофизических характеристик в облаках, развивающихся при зличных, значениях начальных параметров источника и влажности рукагацей среди.

учная и практическая ценность.

Диссертационная работа проводилась как часть плановых и здоговорных НИР, выполнявшихся лабораторией физики облаков ГГО в 89-1993гг. В частности, в рамках хоздоговорной НИР "Г.юбус-91" И лобус-92" проводились численные эксперименты с целью определэния рактерных особенностей развития конвективных облаков в данных экстремальных условиях, а также исследовалось влияние раметров окружающей среди на развитие такого облака.

ггробация.

Результаты работы докладывались на 2-ом Всесоюзном симпозиуме математическому моделированию атмосферной конвекции и кусственннх воздействий на конвективные облака (Нальчик,1990г), Конференции молодых ученых и специалистов ГГО енинград,1990г.), на научных семинарах ГГО, при приемке казчиком отчетов по хоздоговорным НИР."Глебус-90", "Глобус-91", лобус-92", "Глобус-93".

руктура к объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и ключения, содержит За рисунков и 9 таблиц. Общий объем работы ставляет 466 страниг. Список литературы содержит У о 6 именований.

блик'ации.

По теме диссертации опубликованы 4 печатных работа. Перечень • бликаций приведен в конце автореферата.

новные положения, выносимые на защиту.

Разработанная численная модель, позволяющая исследовать рактеристики жидко-капельного конвективного облака, звизагацегооя в вкстремалыых ситуациях, а тонко рс?ультатн ализа численных экспериментов по изучению характерны;!

особенностей эволюции таких облаков при различных значения начальных параметров источника и распределений влажности окружающей среде.

Достоверность полученных результатов.

Достоверность полученных. результатов подтверждаете» физической обоснованностью исходной системы уравнений модели, устойчивостью . выбранной численной схемы, справедливость! применения принятых допущений в используемом диапазоне условий соответствием полученных результатов имеющимся експериментальнш данным.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована .актуальность теми работы, ормулирована ее цель, обсуждается научная новизна работы и ее актическая ценность.

В главе проводится анализ и обобщение имеющихся спериментальных данных об облаках, , развивающихся в стремальных условиях. Отдельно рассматриваются облака, звивающиеся в результате взрывов, пожаров и извержений вулканов источниках, отличающихся по площади, времени действия и по личеству выделяемой энергии.

Показано, что образование облака при взрыве • происходит в зультате П!}дъема й атмосфере так называемого "огненного гаара" -гретого до большой температуры объема, содержащего раскаленную есь газов. Характеристики такого облака зависят от мощности рыва и места его проведения.

Приводятся многочисленные данные натурных наблюдений о звитии облаков над лесными пожарами, над районами горения старников, над искусственно созданными участками нагретой верхности. Анализ этих данных показал, что развитие таких лаков определяется величиной градиента температуры в атмосфере, ачениями влажности, наличием задерживающих слоев . и скоростью тра.

Показано, что в случае развязывания термоядерного конфликта, зникшие свехмощные прожары . привели бы к формированию нвективных облаков, способных выносить в верхние слои опосферы и нижнюю стратосферу большое количество загрязняющих ществ.

Отмечается, что недостаток имеющихся данных натурных блюдений за облаками, развивающимися в экстремальных условиях, также большие трудности , связанные с их получением, заставляет ратиться к другому инструменту исследований облаков такого рода численному моделированию.

Приводится общая сравнительная характеристика численных делей облаков экстремальных ситуаций, начиная от простейших дзлей Пристли (1953), Сеттона (1947), Мортона, Тейлора и рнера (1956). Анализируется степень упрощенности полной системы авнений Навье - Стокса или Рейнольдса, используемых в модели, личие и характер принятых приближений, класс модели

турбулентности, используемой для расчета турбулентного переноса Модели делятся на имеющие и не имеющие блок для олисани. микрофизических процессов. Последние сравниваются по степей сложности описания взаимодействия различных фаз воды друг другом. Учитывается также наличие или отсутствие аэрозольног блока.

Показано, что в настоящее время вое^ имеющиеся модели облако экстремальных ситуаций можно разделить на две большие группы, первой относятся сложные гидродинамические модели, такие ка модели Андруценко (1978, 1934, 1990), Гостинцева др.(1978,1979,1980), Махвиладзе . и др. (1989,1990), Пеннер Хасельман (1983), Смолла и др.(1987), в которых в полном объем учитываются особенности динамических процессов в облаках. Систем уравнений этих моделей написаны , как правило, для течени полностью сжимаемой жидкости. Однако, такие модели либо н содержат вообще, либо имеют лишь простейшие блоки для описани микрсфизических процессов, в которых учитывается, как правило только конденсация водяного пара да и то, в сильн параметризованном виде.

Ко второй группе относятся модели , предназначенные для исследования естественной конвекции , например, работы Ерэдли (1987), Баранова и др.(1984), Воробьева (1988). Таки модели имеют хорошо развитый микрофизический блок, однак система уравнений их динамического блока выведена с учете приближений теории конвекции, которые неприменимы в диапазон условий, имеющих место в экстремальных ситуациях.

Отмечается, что ни одна из рассмотренных моделей не може претендовать на полноту описания процессов , происходящих облаках естремалышх ситуаций. Для реализации этой цел необходимо разработать новую модель, в которой одновремеш описывались ' бы динамические процессы, связанные с течение снимаемой жидкости, и микрсфизические процессы, включг формирование и выпадение осадков.

В главе 2 приводится обоснование выбора модели, вывод < системы уравнений и численная схема решения.

Выделяются основные свойства и особенности развития обла! экстремальных ситуаций, которые необходимо учесть для реализа1 поставленной цели, а именно: нестационарность, болы пространственную неоднородность и турбулизованность течеши

большой вертикальный масштаб облака, наличие значительных перепадов температуры, большие значения скорости восходящего потока, соизмеримые со скоростью звука.'

Показано, что приближение Буссинеска, используемое в системах уравнений моделей естественной, конвекции несправедливо при тех больших значениях перепадов температуры и плотности, которые наблюдаются при развитии облаков в экстремальных ситуациях. В этом случае нукно решать полную систему уравнений динамики сжимаемого газа.

В связи со сложностью уравнений, описывающих динамические характеристики облака, и большими затратами машинного времени, необходимыми для их численного решения, на данном этапе разработки модели было решено ограничиться рассмотрением микрофизических процессов, характерных для "теплого", жидко-капельного облака. Для их описания был выбран метод параметризации Кесслера (1969) , который во-первых, существенно упрощает расчеты (тем самым сокращая объем необходимых ресурсов) и , в месте с тем, приводит к физически разумным с макроскопической точки зрения результатам.

Проведенный анализ послужил основанием для выбора нестационарной осескмметричной численной модели, основанной на решении системы уравнений, описывающих турбулентное движение двухфазной двухкомпонеятной сжимаемой среды, с учетом процессов формирования и выпадения осадков.

Система уравнений модели включает уравнение неразрывности и уравнение баланса массы для общего влагосодержания и удельного содержания дождевых капель; уравнение сохранения импульса, уравнение для внутренней энергии и уравнение состояния. Для замыкания системы уравнений в модель включены микрофизические процессы, описывающие автоконверсию облачных капель в капли осадков, коагуляцию дождевых и облачных капель, испарение дождевых капель.

Отметим, что в рамках сделанного в модели предположения о. пребывании облачной среды в состоянии термодинамического равновесия, появляющийся избыток водяного пара должен мгновенно «оденсироваться. Поэтому для избежания трудностей, связанных с Формулировкой члена, описывающего бесконечно большую скорость газового перехода, вместо 3-х уравнений баланса массы для водяного пара, облачных и дождевых капель записываются два

уравнения - для общего влагосодержания и удельного содержат дождевых, капель. Поскольку считается, что в облаке водяной пг находится в насыщенном состоянии, то, зная общее влагосодержанк и удельное содержание дождевых капель, определить массу облачны капель не представляет затруднений.

Для описания процессов турбулентного переноса использовалас двухпараметрическая А - £ модель Джонса - Лаундера ■ (197; модифицированная- с учетом влияния кривизны лишй тска температурной неоднородности.

Начальными данными для всей системы уравнений служат даша радиоветрового зондирования (давление, температура,,, влажность) параметры теплового источника (радиус, значение температуры).

Для численного решения каждого уравнения используется сх< переменных направлений второго порядка аппроксимации пространственным переменным. Для подавления нефизичем осцилляций решения, возникающих при расчетах течений с болыш перепадами температур и концентраций, используются специалы разработанные процедуры монотонизации, основанные на применении локального сглаживания решения с коэффициентам! зависящими от местных значений'параметров течения.

В главе 3 ' исследовались особенности эволюции конвектив] облаков, " образовавшихся в результате действия мгновеш источников энергии большой мощности (облака взрывов).

Ставилась задача исследовать полный цикл эволюции " тако: облака а также его отличие от соответствующего вволюционно: цикла облака, развивающегося в естественных условиях. Изучало! влияние начальных параметров источника' (температуры и радиуса) характеристик окружающей среды ( различных распределен влажности) на динамические и микрофизиче'ские характеристи: облака взрыва.

В результате расчетов было показано , что облако взры: образуется в результате подъема и трансформации в атмосф единичного термика / - области повышенной температу; образовавшейся на месте "огненного шара".

Начальный период подъема термика, продолжительностью око 2-х минут, характеризуется формированием тороидального вихря, центре которого наблюдается восходящий, а вне - нисходящ потоки. Максимум завихренности локализуется в начале на грани термина, где наблюдаются наибольшие значения градиента плотное

реды, затем, когда термин в процессе подъема сворачивается в лавучее вихревое кольцо, область максимальной завихренности :ачинает совпадать с областью максимальных температур. Течение риобретает - характерную грибовидную форму. В дальнейшем рюисходит увеличение геометрических размеров термика, при этом го форма остается примерно подобной самой себе. По мере подъема ; более холодные слои атмосферы в восходящем потоке начинает :роисходить конденсация водяного пара, этот процесс характеризует :ачало трасформации термика в собственно кучевое облако.

Расчеты показали, что в эволюции облака взрыва, также как и I облаке естественного происхождения можно выделить 3- стадии: !тадию развития, стадию зрелости и стадию диссипации.

Распределение■ водности облачных и дождевых капель в гространстве зависит от стадии жизни облака. В начале индексированная влага располагается вблизи верхней границы >блака, в "шляпке" гриба, со временем она опускается вниз, занимая юю область грибовидного течения, и в стадии диссипации юкализуется , в основном, вблизи нижней границы облака. 1ктенсивность осадков на поверхности земли достигает своего тксимального значения в конце стадии зрелости облака.

Анализ данных численных экспериментов показал, что )аспределение характеристик турбулентности в облаке взрыва сличается значительной пространственной неоднородностью. 1нтенсивный процесс турбулентного перемешивания идет лишь в (остаточно узком слое на границе облака; в центре тороидальных цзижений , в области вихревого • ядра турбулентный перенос грактичесга отсутствует. Максимальные значения кинетической шергии турбулентности и коэффициента турбулентного

геремешивания составляют 100 м2/с2 и 1000 м2/с соответственно.

В данной главе были проведены также исследования влияния шачений влажности окружающей среды / на характеристики облака ззрывэ. Расчеты показали, что атмосферная влага оказывает ¡ущественное влияние на эволюцию облака и особенно на значения ¡го микрофизических характеристик.

Так яри / = 90% максимальные значения водности облачных сапель в 2 раза, а общее количество сконденсированной влаги почти з 10 раз превышают максимальные значения ■соответствующих характеристик при / = 5096. Водности, облака, образовавшегося в атмосфере с влажность», рэеной 50%, оказывается недостаточно для

формирования осадков. При / = 70$ осадки образуются, однако, максимальные значения водности и интенсивности осадков на ' порядок меньше максимальных значений соответствующих характеристик при f = 90%.

Была проведена серия численных экспериментов по исследованию влияния начальных параметров источника (температуры Т и радиуса Х0 ) на характер подъема термина и свойства образующегося конвективного облака.При фиксированном значении радиуса (Яо=300м) варьировались начальные значения температуры ( Т0 = 290К, 500К, 2000К, ЗОООК). Соответственно, при фиксированном значении температуры (Г = 2000К) варьировались начальные значения радиуса (Я = 30м, 100м, 300м, 500м). Внешние условия при этом оставались неизменными. '

Результаты расчетов показали, что в одинаковых внешних условиях увеличение начальной температуры и радиуса приводит к заметному увеличению максимальных значений динамических и микрофизических характеристик облака. Наибольшая - величина максимумов наблюдалась при Г0 = ЗОООК. В этом случае высота верхней границы облака Явг равнялась 8км, скорость восходящего потока V - 180м/с, 'водность дождевых капель р<3„ - 4г/мэ,

шах Ятах

максимальное значение интенсивности осадков на поверхности земли I составило.78мм/час .

тех

При фиксированном значении начальной температуры абсолютные максимумы облачных характеристик достигались при Я = 500м (Я„_ =

О ВА

10км, V = 280м/с, р0„ = 4г/м , I =100 мм/час) .

шах чшах шах

Сравнительный анализ результатов численных экспериментов, проведенных при различных значениях начальных параметров термина (начальном радиусе и начальной температуре) показал, что в одних и тех же внешних условиях характер эволюции облаков определяется различными значениями единственного параметра - начального запаса плавучести В , который представляет собой интеграл по начальному объему термика от величины силы плавучести.

Облака, развивающиеся при ®оЛ'10ам4/сг характеризуются высокими значениями скорости восходящего потока на оси течения (V ~ 200 м/с), быстрым ростом высоты верхней границы облака, значения которой соответствуют высоте верхней границы СЬ, а в некоторых случаях могут достигать высоты тропопаузы, поле конденсированной влаги в них локализуется вблизи верхней границы термика, распространяясь постепенно на вою область "грибовидного"

течения, жизненный цикл такого облака длится в течение примерно 20 - 25мин.

При 2 107 - 106 м4/о2 облака развиваются схожим образом, однако, время существования в них восходящего потока и значение его скорости меньше, чем в облаках большего радиуса, рост верхней границы происходит медленнее и значения йвг ниже, они

шах

соответствуют высоте верхней границы Си соп£ в умеренных широтах. Основная масса сконденсированной влаги находится в области вихревых течений в "шляпке" гриба и лишь небольшая ее часть конденсируется в области восходящего потока.

При ® ~ 105м*/с3 • эволюция облака резко отличается от эволюции облаков с большими значениями ®0. Так если при $0>10Бм4/сгоблака развиваются как бы сверху.вниз (влага вначале конденсируется вблизи верхней границы облака, постепенно опускаясь), то в случае малого 80 облако развивается, наоборот, снизу вверх. Формирование облака происходит в восходящем потоке типа струи, инициированном выделением скрытой теплоты фазового перехода после подъема термика на высоту уровня конденсации.

Численные эксперименты показали, что при одинаковом начальном запасе плавучести, значения как динамических, так и шкрофизических характеристик облака" определяются количеством сконденсированной в облаке влаги, которое,в свою очередь, зависит от влажности в окружающей среде и величины начального радиуса термика.

В результате проведенных численных экспериментов установлено, что характер эволюции облака, развивающегося в экстремальных условиях (Г = 500К, 2000К, 3000К) заметно отличается от эволюции облака в естественных условиях (Го=290К,ДГ=2К). В последнем случае подъем термика играет лишь роль спускового механизма, начального этапа. Термик лишь доставляет влажный теплый воздух к уровню конденсации, а формирование облака происходит за счет выделения скрытой теплоты фазового перехода. Эволюция облака в естественных условиях длится дольше, чем в экстремальных условиях. При естественной конвекции как динамические так и микрофизические характеристики достигают своих максимальных значений в более поздние моменты времени.

В главе 4 приводятся результаты численного эксперимента по исследованию особенностей эволюционного цикла и стадий жизни облака, развивающегося над длительно действующим источником

большой мощности (сильный . пожар, извержение вулкана) Моделирование действия источника осуществлялось путем задания н; поверхности земли, области '('Л - 300м), температура которой (Т 2000К) в несколько раз превышала температуру окружающей среда.

В результате анализа-полученных данных установлено, что д начала развития конвекции в узком приповерхностном слое на, областью перегрева долкен сформироваться объемный источни. плавучести. Воздух, прилегающий к земной поверхности, постепенн нагревается и , когда сила плавучести достигает некоторое критического значения, начинается, интенсивное формироваки конвективного 'течения типа струи.

В начале развития струя имеет форму факела или султана когда ее верхняя головная часть напоминает терлик, а нижняя приобретает коническую форму. На границе между верхней и нижне: частью происходит формирование поля конденсированной влаги которое со временем распространяется на всю головную часть стру: и, по мере ее подъема, постоянно увеличивается в размерах Образуется мощное кучевое облако, ' верхняя граница которог достигает высоты тропопаузы. В облаке формируются осадки, однако из - за постоянно действующего теплового источника, под облаком : е ггелуторокилометровом слое над нижней границей облака образуете так называемая зона испарения и максимальная интенсивноет осадков не превышает 2 ' мм/час. При достижении уровн стабилизации, который в данном варианте расчетов совпадает . высотой тропопаузы, динамические и микрофизические процессы -облаке выходят на стационарный режим.

Основные выводы, сделанные на основе анализа полученных ходе численных экспериментов результатов состоят в следующем:

1.3 результате ' теоретических исследований построена реализована на ЭВМ нестационарная двумерная (осесиыметричная численная модель конвективного жидко-капельного облака развивающегося в экстремальных условиях. Модель отличается тем что позволяет одновременно описывать динамические процессы связанные с течением сжимаемой жидкости, и микрофизически процессы, включая формирование и выпадение осадков.

2.Проведен ряд численных экспериментов по изученн конвективных облаков, образовавшихся над мощными тепловым источниками с разной продолжительностью существования. Показано что в результате действия мгновенного источника энергии (взрыва

зазвивается конвективное течение в форме термина, над длительно действующим источником (пожаром) - конвективное течение в форме ;труи. Проведено подробное исследование особенностей эволюции и гроцессов, формирования осадков в облаках, образующихся при зазвитии обоих форм конвекции.'

3.Анализ численных экспериментов показал сильную зависимость данамических и микрофизических характеристик облака, зСразуяцегося при подъеме термина, от -значений влажности зкружающей среды. В результате интенсивно протекающих процессов 1еремешивания , при одинаковом распределении температуры в зкружающей среде и одних и тех же начальных параметрах источника, зоздух в облаках, развигагадихся в менее влажной атмосфере, содержит меньшее количество водяного пара, и , как следствие , в ■тих конденсируется меньше влаги и выделяется меньше скрытой Теплоты конденсации. В результате такие облака имеют меньшую • мощность и скорость восходящего потока, меньше значения водности Л интенсивности осадков; чем облака , развивающиеся в долее влажной атмосфере.

, При относительной влажности, равной 50%, количества влаги, сконденсированного в облаке, оказывается недостаточно для формирования осадков.

4.Сравнительный анализ результатов, численных" экспериментов, проведенных при различных значениях начальных параметров мгновенного теплового источника (температуры и радиуса) показал, что:

- при прочих равных условиях (одинаковом распределении температуры и влажности в атмосфере), характер эволюции облака а также особенности пространственно-временного, распределения его динамических и микрофизических характеристик зависят от величины начального запаса плавучести термика (В^). При больших значениях начального запаса плавучести (®0 ~ 106-109 м4/с2) формирование облака полностью определяется поднимающимся термином. Яря малом начальном запасе плавучести ($0 ~ 106 м4/сг) подъем термика обуславливает лишь "доставку" влажного воздуха до уровня конденсации. Развитие облака в этом случае происходит ' в восходящем потоке, инициированном выделением скрытой теплоты фазового перехода.

- при одинаковом начальном запасе плавучести термика, значения как динамических, так _и микрофизических характеристик

облака определяются количеством сконденсированной в облаке влаги, которое,з свою очередь, зависит от влажности в окружающей среде и величины начального радиуса. Результаты диссертации опубликованы в следующих работах;

1.Исследование влияния больших перегревов подстилакщей поверхности . на эволюцию конвективного ' облака и его радиолокационную отражаемость. // Радиолокационная метеорология. Материалы методического центра радиолокационной метеорологии социалистических стран. - Л.: Гидоометеоиздат, 1934. -„С.41 - 49. (совместно с Барановым В.Г., Довгалюк Ю.А., Степаненко В.Д.) -

2.Динамический аспект стадий жизни кучево-доздевого облака. // Труда ВГИ - 1989- - Вып.76 - С.15-20. (совместно с Довгалюк Ю.А.).

3.Монотонизация конечно - разностных схем численного режима уравнений гидромеханики. // Труды ГГО. Л. Гидрометеоиэдат, 1991. - Вып.534. - С.73 - 86 (совместно о Ватевахиным М.А.).

4.Станкова Е.Н. Численное моделирование конвективных облаков, развивающихся' в экстремальных условиях. // Труды конференции молодых ученых и специалистов ГГО им.А.И.Воейкова, Л., 24-25 окт;,1990г./ Главная Геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова. - Л.,1991.- С.47-53. - Деп в ИД ВНИИПИИ - МЦД 05.06.91, N 1080 - ГМ 91.

Ртп. ГГО. 28.04.94. Зак.Нб. Т. 100. Бесплатно.