Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Комплексный анализ турбулентности, облачности и осадков с использованием радиозондовых, станционных и радиолокационных измерений

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Комплексный анализ турбулентности, облачности и осадков с использованием радиозондовых, станционных и радиолокационных измерений"

На правах рукописи

РГБ ОД.

1 3 Ж ?т

Толмачева Наталья Игоревна ¡Д^Цг

КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ТУРБУЛЕНТНОСТИ, ОБЛАЧНОСТИ И ОСАДКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОЗОНДОВЫХ, СТАНЦИОННЫХ И РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Специальность 11.00.09 -метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Пермь 2000

Работа выполнена на кафедре метеорологии и охраны атмос Пермского государственного университета

Научный руководитель:

доктор географических наук, профессор Н.А. Калинин

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Ю.П. Переведенцев

кандидат географических наук А.А. Успин

Ведущая организация:

Пермский центр по гидрометеороло и мониторингу окружающей среды

Защита состоится 28 июля 2000 г. в И часов на заседании } сертационного совета К 063. 59.13 в Пермском государственном униве; тете по адресу: 614600, г.Пермь, ул. Букирева, 15, зал заседаний Учен Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского гс дарственного университета.

Автореферат разослан 27 июня 2000 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербо! печатью, просим отправлять по адресу: 614600, г. Пермь, ул. Букирева, ученому секретарю.

Факс (3422) 33-39-83

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук, доцент

Е.А. Ворончихи

е&гз С о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Использование в метеорологических целях радиолокаторов продемонстрировало большие возможности этой техники для получения количественных данных о структуре атмосферных движений. Они стали мощным источником метеорологической информации.

Развитие аэрологических и радиолокационных измерений неуклонно повышает уровень знаний о мезомасштабных процессах в атмосфере, поскольку эти системы наблюдений обладают несравненно большей разрешающей способностью во времени и пространстве, чем традиционные средства контактных измерений.

Изучение режима турбулентности в атмосфере представляет одну из важнейших проблем современной физики атмосферы, имеющей широкие практические приложения, например в аэронавигации, самолетостроении, при исследовании ветровых нагрузок на различные аппараты. При метеорологическом обеспечении авиации также необходимо накопление и обобщение данных по турбулентности, вызывающей болтанку, непосредственно влияющую на полет самолета. До последнего времени изучение турбулентности из-за экспериментальных трудностей проводилось главным образом в нижней тропосфере. Современные радиозондовые и радиолокационные измерения дают возможность получить детальную структуру мезомасштабной турбулентности всей тропосферы и нижней стратосферы.

Атмосферная турбулентность оказывает влияние на образование и эволюцию облаков. Также велик вклад турбулентности в процессы взаимодействия облаков с окружающей средой. В связи со сложностью измерений пульсаций ветра внутри облаков сведений о параметрах турбулентности в облаках еще явно недостаточно.

Эффективность использования радиолокационной информации для диагноза и прогноза погоды возрастает в связи с постоянным сокращением сети метеорологических станций. Поэтому в настоящее время необходимо практиковать более широкое комплексирование радиолокационной информации с обычной метеорологической и аэрологической.

Цель работы состоит в комплексном исследовании турбулентности, облачности и осадков с использованием радиозондовых, станционных и радиолокационных измерений.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка методики вычисления интенсивности турбулентных пульсаций скорости ветра;

- исследование особенностей пространственно-временного распределения интенсивности турбулентности;

- выявление особенностей формирования экстремальных значений интенсивности турбулентности;

- определение влияния синоптической обстановки на пространственн временное распределение интенсивности турбулентности;

- исследование особенностей распределения интенсивности турбулентн сти в облаках и безоблачном пространстве с использованием радиозондовых радиолокационных измерений;

- изучение атмосферных фронтов с использованием данных метеоролог ческого радиолокатора (МРЛ);

- комплексное исследование осадков с помощью станционных и радиол кационных измерений.

Научная новизна работы. Количественные результаты, представленньк работе, впервые получены для Уральского Прикамья и сопредельных террш рий:

- пространственно-временное распределении интенсивности турбуленп

сти;

- годовые и сезонные амплитуды интенсивности турбулентности;

- исследование интенсивности турбулентности в облаках и осадках по ] диозондовым и радиолокационным измерениям;

- особенности структуры атмосферных фронтов по радиолокационныл радиозондовым данным;

- комплексное исследование осадков.

Практическая значимость работы:

- алгоритм расчета интенсивности турбулентности в тропосфере и ниш стратосфере, который отличается простотой получения необходимых парам ров, рекомендуется для включения в программу обработки срочной аэроло ческой информации;

- алгоритмы распознавания интенсивности турбулентности для автома зированного радиолокационного комплекса «Метеоячейка» могут быть пользованы при оперативном обслуживании авиации;

- полученные результаты могут служить основой для разработки мет прогноза турбулентности при комплексном использовании радиозондовы: радиолокационных данных;

- данные исследования используются в учебных курсах "Аэрология1 "Радиометеорология" при подготовке специалистов-метеорологов в Пермс! университете.

Выполненная работа нашла научно-практическую реализацию в отчете ЕЗН (проект № 1.5.99Ф) "Эмпирическое моделирование процессов мелкол штабной и среднемасштабной турбулентности в атмосфере" в 1999 г.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- результаты расчета пространственно-временного распределения шг сивности турбулентности;

- результаты исследования интенсивности турбулентности в облаках;

- распределение интенсивности турбулентности в зоне атмосфер: фронтов.

- объективный анализ полей осадков по радиолокационным и станционным измерениям;

Апробация работы. Отдельными частями работа была представлена на Международной конференции "Регион и география" в 1995 г. в г.Перми, на Всероссийской научной конференции "Современная география и окружающая среда" в 1996 г. в г.Казани, на Всероссийской научной конференции "Фридмановские чтения" в 1998 г. в г.Перми, на Международной научно-методической конференции "Университеты в формировании специалиста XXI века" в 1999 г. в г.Перми.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 151 наименования. Объем диссертации составляет 140 страниц, содержит 18 рисунков и 11 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении основное внимание уделено состоянию проблемы и обоснованию ее актуальности. Сформулированы цель и задачи исследования, оценены научная новизна полученных результатов, их практическая значимость. Обозначены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дается анализ работ, посвященных проблеме исследования турбулентности. Выделены основные направления исследований: теоретические и экспериментальные. Освещены только те положения теории, без которых физический анализ приводимых данных был бы затруднен. Приведено краткое описание приборов для измерения различных параметров турбулентности в свободной атмосфере. Подробно были рассмотрены следующие вопросы: происхождение турбулентности в свободной атмосфере, зависимость ее структуры от стратификации атмосферы, а также связь турбулентности с волнами и конвекцией. Наряду с общими характеристиками турбулентности описаны особенности ее структуры в облаках, струйных течениях и тропопаузе.

Механизм турбулентности является своего рода регулятором атмосферных процессов, сглаживающим резкие контрасты в распределении скорости ветра и температуры. Он начинает действовать при определенных критических условиях, когда происходит потеря устойчивого состояния потока. Неустойчивость в атмосфере связана с резкими изменениями во времени и пространстве полей ветра и температуры. Дополнительными источниками возмущенности атмосферы являются также неравномерность нагрева подстилающей поверхности, неоднородность рельефа, конвективная облачность и другие факторы.

Наиболее турбулизироваяными областями в атмосфере являются пограничный слой и область тропопаузы. Хорошо обеспечен градиентными и пуль-сационньми измерениями приземный слой. Для свободной атмосферы данные о турбулентности еще весьма немногочисленны. Больше всего известно о коэффициенте турбулентного обмена и гораздо меньше - об интенсивности пульсаций. Для высот 6-12 км накоплен значительный материал по самолетным

измерениям (по средним и спектральным характеристикам). Однако, необ димая аппаратура имеется лишь в отдельных пунктах, а при составлении п гноза турбулентности приходится рассчитывать только на обычные аэроло ческие материалы. Многочисленные попытки найти надежную связь парам ров турбулентности с градиентами ветра и температуры (или их комбинации числом Ri) для отдельных уровней не увенчались пока успехом.

Большинство экспериментальных данных о повторяемости, интенсивно* турбулентности, пространственных размерах турбулентных зон, структуре э' зон в свободной атмосфере получены с помощью специально оборудован!: летающих лабораторий.

Получение энергетического спектра турбулентности по эксперимента ным данным затруднено невозможностью реализовать достаточно продол: тельный ряд независимых измерений и аппаратурными трудностями. В у случае приходится ограничиваться более простыми статистическими xapai ристиками турбулентности, такими, как дисперсия скорости и'2 и сред квадратическое значение скорости Последняя величина часто испс

зуется для количественной оценки интегральной интенсивности турбулент ста.

Вторая глава содержит описание материалов исследования и метод расчетов.

Практически вся аэрологическая сеть осуществляет температур ветровое зондирование системой АВК (аэрологический вычислительный к плекс), которая обеспечивает высокую точность определения координат pai зонда в пространстве, но координатная информация используется только ' тично. Поэтому предпринимались попытки расширить ее использова! Решетов В.Д., анализируя изменчивость дальности во времени, предложил тод оценки неоднородностей ветра. Пинус Н.З. и Чередниченко B.C. вычи( ли турбулентные пульсации используя избыточную координатную инфор цию. Высота радиозонда, вычисленная для последовательных моментов врг ни, испытывает разброс относительно некоторого среднего положения, рассеяние определяется двумя факторами: погрешностями измерений и стоянием атмосферы, т.е. турбулентностью. В качестве меры рассеяния выс вокруг линейной ее интерпретации бралось среднее квадратическое откл< ние.

В нашей работе была предпринята попытка вычислять интенсивность • булентных пульсаций по вертикальному профилю скорости ветра. Интерго ция кубическим сплайном дает возможность получить исходный профиль, ность между исходным профилем ветра и осредненным, полученным с пс щью линейной интерполяции, позволяет получить

£(ч- ю2

в слое 200-400 м.

Анализ интенсивности турбулентности (о) производился по данным радиозондирования аэрологической станции Пермь за 6 лет - с 1994 по 1999 гг. Объем используемой выборки составляет более 2000 случаев. Привлекался аэросиноптический материал и радиолокационная информация АМСГ Б.Савино.

В третьей главе представлены количественные результаты расчетов интенсивности турбулентных пульсаций скорости ветра по предложенной методике.

Характерным для среднегодовых ст в тропосфере является хорошо выраженный максимум на высоте около 9 -10 км и минимум на уровне 3 км. В слое 5-10 км отмечается быстрое увеличение интенсивности турбулентности. В нижней стратосфере значения и невелики, но прослеживаются максимумы, связанные с уровнем максимального ветра. Вблизи 18 км имеется небольшой минимум, после которого восстанавливаются прежние значения а. Весной и в первую половину лета, когда идет значительный прогрев нижней тропосферы, интенсивность турбулентности имеет максимальные, а во вторую половину лета и осенью (в период ее выхолаживания) - минимальные в годовом ходе значения. В нижней стратосфере, наоборот, минимальные характеристики отмечаются весной и в начале лета, а максимальные - осенью. Следовательно, в тропосфере и в нижней стратосфере наблюдается обратный ход интенсивности турбулентности. Анализ распределения интенсивности турбулентности по градациям на высотах 5, 10, 15 и 20 км показал, что максимум повторяемости хорошо выражен на всех уровнях.

Пространственно-временное распределение интенсивности турбулентности по месяцам за 1994-1999 гг. представлено на рис.1. Максимальные значения турбулентности отмечаются на уровне 9-11 км по всем месяцам, что определяется расположением уровня тропопаузы. Заметим, что в зимние месяцы уровень максимальной интенсивности повышен, хотя высота тропопаузы понижается, что связано с уровнем максимального ветра и хорошо согласуется с другими исследованиями. Если уровень максимального ветра располагался выше тропопаузы (в холодной части струйного течения), то часто наблюдались два турбулентных слоя; один слой под тропопаузой, обусловленный сравнительно большими значениями вертикального градиента температуры и нарастанием с высотой скорости ветра, а второй слой - выше нижней границы тропопаузы, под уровнем с максимальной скоростью ветра, обусловленный сравнительно большими значениями вертикального градиента средней скорости ветра.

Интенсивность турбулентности подразделялась на сильную (о > 2,5), умеренную (2,5 > а > 1,5) и слабую(1,5 > ст > 0,8м/с). Сильная турбулентность чаще развивалась при наличии облаков нижнего яруса: в 29% случаев наблюдались облака слоистые и слоисто-кучевые, в 28% - кучевые и кучево-дождевые, в 21% - сочетание слоисто кучевых и кучево-дождевых, в 7% - слоисто-дождевые. В 9% случаев сильная турбулентность развивалась при наличии

средней и верхней облачности, в 6% случаях было безоблачно. Умеренная т булентность распределялась таким образом: в 40% случаев отмечалась слоис кучевая и слоистая облачность, в 20% - кучевая и кучево-дождевая, в 17% - < четание слоисто-кучевой и кучево-дождевой, в 8% ело исто-дождевая. В 1.' случаев умеренной турбулентности отмечалась облачность среднего и верхю яруса, в 3% - ясное небо.

Рис.1. Пространственно-временное распределение интенсивности ту{ лентностиза 1994-1995 гг.

Максимальные значения а в приземном слое, чаще всего отмечаются усилении ветра до 6-10 м/с с направлением 180-270°. При скорости 4-10 увеличивается число случаев с умеренной интенсивностью турбулентно при ветре 1-2 м/с - со слабой. На один случай сильной интенсивности ту] лентности в месяц приходится 3 случая умеренной.

Высота, км

1 2 3 4- 5 6 7 в 9 10 11 12

Месяцы

Интенсивность турбулентности рассматривалась еще и по слоям: вблизи лоя инверсии или изотермии в средней тропосфере, уровней максимального етра, тропопаузы. При анализе распределения турбулентности относительно аждого основного уровня выбирались три значения интенсивности турбу-ентности: на рассматриваемом уровне, в ближайших экстремумах турбулент-юсти ниже и выше уровня. Использование данных о турбулентности в трех очках относительно основного уровня дает возможность выделить четыре тиса ее распределения: тип 1 - максимум турбулентности на основном уровне с шнимумами выше и ниже него; тип 2 - минимум на основном уровне с макси-1умами выше и ниже него; тип 3 - рост интенсивности турбулентности с высо-ой, когда, начиная от минимума под основным уровнем турбулентность, уве-шчивается на самом уровне и достигает максимума выше него; тип 4 - умень-пение интенсивности турбулентности с высотой, когда начиная от максимума год основным уровнем, турбулентность уменьшается на самом уровне и дости-•ает минимума выше него.

Летом, когда определяющей является термическая конвекция, максимум штенсивности турбулентности отмечался под слоем инверсии. В зимнее время над ним, что обусловлено влиянием уровня наибольшей скорости ветра. На фовне тропопаузы в пределах 50% случаев имел место максимум интенсивно-гги турбулентности.

В свободной атмосфере горизонтальная и особенно вертикальная структу-за турбулентности неоднородна. Причиной ее неоднородности могут быть ¿акромасштабные метеорологические процессы.

Для оценки влияния синоптических условий было выделено пять основ-шх ситуаций: теплый фронт, холодный фронт, малоподвижный холодный 5>ронт, теплая воздушная масса и холодная воздушная масса.

В четвертой главе представлены результаты расчетов интенсивности гурбулентности в облачности по радиозондовым и радиолокационным измерениям. Радиолокационные характеристики облаков и связанные с ними шления неодинаковы для различных физико-географических районов. В :вязи с этим возникла необходимость изучить особенности радиолокационных характеристик облачности и зон осадков (РОЗО) и их связь с прохождением атмосферных фронтов по Уральскому Прикамью и сопредельным территориям при различных синоптических ситуациях.

Под турбулентными зонами подразумеваются участки, на которых а пре-зышают 0,8 м/с. Данные, полученные для этих условий, объединялись в три группы: внутри облака, над облаком и под облаком. Над и под облаком означает пространство, заключенное в 400-метровом слое над верхней или под нижней границами облаков.

В конвективных облаках наблюдается хорошо выраженная турбулентность. Максимальные значения сг соответствуют 5,3 м/с. Сравнение ст в облачных слоях и вне облаков позволяет утверждать, что более интенсивна турбулентность в облаках. В среднем значения сг в облаках в 1,2 больше, чем над об-

лаками. В то же время интенсивность пульсаций скорости вблизи верх] нижней границ облаков оказались близкими друг к другу.

В перистых облаках а составляет 1,6 м/с, в случае струйных течени тенсивность турбулентности значительно возрастает, достигая 4,3 м/с. верхней границей облаков интенсивность пульсаций больше, чем под ни; соответственно 0,8 и 0,3 м/с. Это объясняется тем, что обычно верхней г| цей рассматриваемых облаков является слой тропопаузы, обладающий т. ционно повышенной турбулентностью.

Совместно с облаками среднего яруса рассматриваются и ело: дождевые облака. Основанием послужило то, что облака № и Аэ очень1 представляют собой единый облачный массив, и их турбулентные хараю стики близки. Внутри облаков а изменялось слабо и составляло в средне: м/с. В те дни, когда над облаками Ас наблюдались сильные ветры (стру течения), отмечалось резкое увеличение интенсивности турбулентности. I лаках и Бс, которые связаны с фронтами (особенно с холодными), т} лентность выражена сильнее, чем во внутримассовых облаках.

Для оценки атмосферных фронтов был рассчитан комплекс характер» который включает пространственно-временные и количественные хараю стики атмосферных фронтов.

Число случаев

0,0- 0,41-0,81-1,21-1,81-2,01-2,41-2,81- 3,20.4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6

Градации К

Рис.2. Распределение отношения К для стационарных фронтов

Отношение ширины РОЗО перед фронтом к ширине РОЗО за фро* (К=ОпЛЗз) характеризует особенности распределения фронтальной облачн< относительно приземной линии фронта. Распределение К для стационар фронтов с волнами показано на рис.2.

Для качественной оценки положения линии приземного фронта (по пределению РОЗО в пространстве) на основе данных МРЛ применяли ос] ненные значения характеристики К, полученные для трех типов фронтов: • лых, холодных (основных и вторичных) и стационарных.

Для теплых и холодных фронтов с вероятностью 80% линия фронта находится в области РОЗО. Положение этих фронтов можно оценить с помощью зависимостей Dn = (0,3-0,6)Dcp - для теплых фронтов, Dn = (0,25-0,55)Dcp - для холодных фронтов.

Метеорологические радиолокаторы могут успешно использоваться совместно с другими традиционными способами наблюдения для локального мониторинга осадков. Автоматизация радиолокационных наблюдений уменьшила дискретность пространственного разрешения и повысила темп обновления информации.

Для решения многих прикладных задач требуются данные о размере зон, занятых осадками определенной интенсивности. Анализ, выполненный с использованием станционных измерений, не может полностью отразить распределение атмосферных осадков по площади, так как они имеют большую пространственно-временную изменчивость. В отличие от станционных, радиолокационные измерения обеспечивают возможность сплошных наблюдений в радиусе 150 км по квадратам 4x4 км.

В связи с тем, что станционные и радиолокационные методы измерений характеризуют одно и то же поле, но обладают каждый в отдельности различными достоинствами и недостатками, возникает необходимость в создании методики численного анализа поля осадков, учитывающей оба вида данных. При ее реализации использовались сильные стороны из двух видов используемых измерений: более надежные данные о количестве осадков с осадкомеряой сети и более подробную радиолокационную информацию.

Была разработана модификация метода коррекций, в которой наряду с радиолокационной информацией (предварительной) используются станционные данные (принятые за норму). Осадки, полученные по радиолокационным данным, считались начальным полем, которое корректировалось введением поправок: их мерой были различия между станционными и радиолокационными измерениями в узлах сетки, где имелись оба вида данных.

Ежедневные анализы полей осадков с использованием радиолокационных измерений существенно различались по своей пространственной структуре от полей, построенных по данным станций. Вторые сильно сглажены, и существуют области, когда отдельные зоны осадков, находящиеся между станциями, вообще не просматриваются.

Приведем для примера анализ осадков 22 июля 1997 г. На рис.3 изображены поля осадков по станционным измерениям (а), по радиолокационным измерениям (б) и совместное поле (по станционным и радиолокационным измерениям) (в). Они отличаются по количеству осадков, их максимумам и градиентам. Полученное поле является промежуточным между станционным и радиолокационным полем. Оно сохранило конфигурацию и горизонтальные градиенты радиолокационного и точность станционного полей. Ошибка анализа с использованием радиолокационных и станционных измерений (0,22 мм) убы-

п

вает по сравнению с ошибкой только станционных (0,36 мм) или радиолокационных данных (0,45 мм).

Данный метод рекомендуется для анализа зон осадков в любых других районах, в особенности с редкой сетью станционных (наземных) наблюдений.

В заключении сформулированы основные результаты работы и полученные выводы:

1. Разработан и обоснован метод вычисления интенсивности турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере по данным радиозондирования. Оценены его погрешности. Полученные количественные данные позволили установить особенности распределения интенсивности турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере.

2. В результате расчета интенсивности турбулентных пульсаций скорости ветра выявлено, что изменчивость исходного поля связана с сезонными изменениями. В средней тропосфере в холодную часть года максимум турбулентности отмечается преимущественно выше задерживающего слоя, а в теплую -ниже него. В слое максимального ветра возможно любое из четырех типов распределения. Непосредственно на уровне чаще отмечается максимум в зимний и летний периоды. Осенью одинаково часто встречаются 2 и 3 типы. Относительно тропопаузы наибольшую повторяемость во все сезоны года имеет тип 3; осенью велика повторяемость 2-го типа распределения интенсивности турбулентности.

3. Проведена классификация исходных полей интенсивности турбулентности. Выявлены экстремальные значения для всех уровней тропосферы и нижней стратосферы.

4. Распределение интенсивности турбулентности в тропосфере хорошо согласуется с синоптическими процессами и их интенсивностью. Профили интенсивности турбулентности для каждой синоптической ситуации обладают некоторым сходством: в зоне холодного фронта интенсивность турбулентности выше, чем в зоне теплого, а максимумы и минимумы различаются по высоте; теплые фронты в поле турбулентности выражены слабо; в ситуации, когда преобладает однородная воздушная масса, значения интенсивности турбулентных пульсаций минимальны.

5. Разработан метод совместного использования данных радиозондирования и МРЛ для диагноза зон интенсивной турбулентности в облаках.

6. Анализ данных МРЛ позволил установить, что существует связь приземного фронта и радиоэха. Здесь необходимо учитывать региональные и сезонные особенности. При обнаружении малоподвижных стационарных фронтов радиолокационные данные особенно полезны (малоградиентное поле, колебание фронта относительно среднего положения). Обнаружено совпадение

линии приземного фронта и ориентации продольной оси зоны радиоэха пр фронтальных осадков.

7. Произведено комплексное исследование пространственной структу осадков на основе радиолокационных и станционных измерений. Данный; тод рекомендуется использовать для анализа зон осадков в малоосвещень районах.

Публикации по теме диссертации

1. Использование информационно-метеорологических систем связи , обучения студентов метеорологов // Новые технологии обучения при мно уровневом университетском образовании: Всероссийская научно-методичес конференция. Тезисы докладов. Перм. ун-т. Пермь, 1994. С. 55-57 (соавтор! линин Н. А.).

2. Вертикальная структура мезомасштабной турбулентности в тропосф и нижней стратосфере // Регион и география: Международная науч практическая конференция. Тезисы докладов. Перм. ун-т. Пермь, 1995. С. I 86 (соавторы Калинин H.A., Еяьяшевич М.Л.).

3. Аэроклиматический анализ тропопаузы и уровня максимального ве над Уралом // Современная география и окружающая среда: Всероссийская учная конференция. Тезисы докладов. Казан, ун-т. Казань, 1996. С 100 -(соавтор Калинин H.A.).

4. Объективный анализ тропопаузы над Уралом // Вопросы прогноза пс ды, климата и охраны атмосферы: Межвуз. сб. науч. тр./ Перм. ун-т. Пер 1997. С. 66-73.

5. Пространственно-временная структура интенсивности турбулентное! тропосфере и нижней стратосфере // Фридмановские чтения: Всероссийс научная конференция. Тезисы докладов. Перм. ун-т. Пермь, 1998. С. 95 - 96.

6. Комплексный анализ турбулентности в облачной среде И Фридмак ские чтения: Всероссийская научная конференция. Тезисы докладов. Перм. т.Пермь, 1998. С. 101 -102.

7. К вопросу об объективном анализе полей осадков по радиолокаци ным и станционным измерениям II Фридмановские чтения: Всероссийская учная конференция. Перм. ун-т. Тезисы докладов. Перм. ун-т. Пермь, 1998 102-103 (соавтор Калинин H.A.).

8. Объективный анализ полей осадков по радиолокационным и стащи ным измерениям // Вопросы прогноза погоды, климата, циркуляции и охр; атмосферы: Межвуз. сб. науч. тр./ Перм. ун-т. Пермь, 1998. С. 44 - 58.

9. Обучающие алгоритмы в задачах радиометеорологии // Университет формировании специалиста XXI века: Международная научно-методичес конференция. Тезисы докладов. Перм. ун-т. Пермь, 1999. С. 93-94 (соавтор линин H.A.).

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Толмачева, Наталья Игоревна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ТЕОРИЯЕНИЯ МЕЗОМАСШТАБНОЙ АТМОСФЕРНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ.

1.1. Турбулентность в температурно-неоднородной атмосфере.

1.2. Статистическое описание поля турбулентности.

1.3. Турбулентность в области тропопаузы, струйных течений и фронтальных разделов.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА И МЕТОДИКА ЕГО ОБРАБОТКИ ,.^.

2.1. Мезонеоднородности поля скорбстц ветра:.

2.2. Создание базы данных срочной аэрологической информации.

2.3. Характеристики интенсивности турбулентных пульсаций скорости ветра.

3. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ.

3.1. Мезомасштабная интенсивность турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере.

3.2. Распределение очагов интенсивности турбулентных пульсаций скорости ветра.

3.3. Сезонные особенности пространственного распределения интенсивности турбулентных пульсаций скорости ветра.

3.4. Мезомасштабная интенсивность турбулентности ясного неба.

3.5. Связь интенсивности турбулентности с термодинамическими условиями в атмосфере.

4. РАДИОЛОКАЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ОБЛАЧНОЙ СРЕДЕ.

4.1. Интенсивность турбулентности в слоистообразных и конвективных облаках.

4.2. Интенсивность турбулентности в кучево-дождевых облаках.

4.3. Радиолокационное исследование прохождения атмосферных фронтов.

4.4.Совместный анализ полей осадков по радиолокационным и станционным измерениям.

Введение Диссертация по географии, на тему "Комплексный анализ турбулентности, облачности и осадков с использованием радиозондовых, станционных и радиолокационных измерений"

Актуальность проблемы. Использование в метеорологических целях радиолокаторов продемонстрировало большие возможности этой техники для получения количественных данных о структуре атмосферных движений. Они стали мощным источником метеорологической информации.

Развитие аэрологических и радиолокационных измерений неуклонно повышает уровень знаний о мезомасштабных процессах в атмосфере, поскольку эти системы наблюдений обладают несравненно большей разрешающей способностью во времени и пространстве, чем традиционные средства контактных измерений.

Изучение режима турбулентности в атмосфере представляет одну из важнейших проблем современной физики атмосферы, имеющей широкие практические приложения, например в аэронавигации, самолетостроении, при исследовании ветровых нагрузок на различные аппараты. При метеорологическом обеспечении авиации также необходимо накопление и обобщение данных по турбулентности, вызывающей болтанку, непосредственно влияющую на полет самолета. До последнего времени изучение турбулентности из-за экспериментальных трудностей проводилось главным образом в нижней тропосфере. Современные радиозондовые . и радиолокационные измерения дают возможность получить детальную структуру мезомасштабной турбулентности всей тропосферы и нижней стратосферы.

Атмосферная турбулентность оказывает влияние на образование и эволюцию облаков. Также велик вклад турбулентности в процессы взаимодействия облаков с окружающей средой. В связи со сложностью измерений пульсаций ветра внутри облаков сведений о параметрах турбулентности в облаках еще явно недостаточно.

Эффективность использования радиолокационной информации для диагноза и прогноза погоды возрастает в связи с постоянным сокращением сети метеорологических станций. Поэтому в настоящее время необходимо практиковать более широкое комплексирование радиолокационной информации с обычной метеорологической и аэрологической.

Цель работы состоит в комплексном исследовании турбулентности, облачности и осадков с использованием радиозондовых, станционных и радиолокационных измерений.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка методики вычисления интенсивности турбулентных пульсаций скорости ветра; исследование особенностей ' пространственно-временного распределения интенсивности турбулентности;

- выявление особенностей формирования экстремальных значений интенсивности турбулентности; определение влияния синоптической обстановки на пространственно-временное распределение интенсивности турбулентности; исследование особенностей распределения интенсивности турбулентности в облаках и безоблачном пространстве с использованием радиозондовых и радиолокационных измерений;

- изучение атмосферных фронтов с использованием данных метеорологического радиолокатора (МРЛ);

- комплексное исследование осадков с помощью станционных и радиолокационных измерений.

Научная новизна работы. Количественные результаты, представленные в работе, впервые получены для Уральского Прикамья и сопредельных территорий: пространственно-временное распределении интенсивности турбулентности;

- годовые и сезонные амплитуды интенсивности турбулентности;

- исследование интенсивности турбулентности в облаках и осадках по радиозондовым и радиолокационным измерениям; особенности структуры атмосферных фронтов по радиолокационным и радиозондовым данным;

- комплексное исследование осадков.

Практическая значимость работы:

- алгоритм расчета интенсивности турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере, который отличается простотой получения необходимых параметров, рекомендуется для включения в программу обработки срочной аэрологической информации;

- алгоритмы распознавания интенсивности турбулентности для автоматизированного радиолокационного комплекса «Метеоячейка» могут быть использованы при оперативном обслуживании авиации;

- полученные результаты могут служить основой для разработки метода прогноза турбулентности при комплексном использовании радиозондовых и радиолокационных данных;

- данные исследования используются в учебных курсах "Аэрология" и "Радиометеорология" при подготовке специалистов-метеорологов в Пермском университете.

Выполненная работа нашла научно-практическую реализацию в отчете по ЕЗН (проект № 1.5.99Ф) "Эмпирическое моделирование 7 процессов мелкомасштабной и среднемасштабной турбулентности в атмосфере" в 1999 г.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- результаты расчета пространственно-временного распределения интенсивности турбулентности;

- результаты исследования интенсивности турбулентности в облаках;

- распределение интенсивности турбулентности в зоне атмосферных фронтов;

- объективный анализ полей осадков по радиолокационным и станционным измерениям.

Апробация работы. Отдельными частями работа была представлена на Международной конференции "Регион и география" в 1995 г. в г.Перми, на Всероссийской научной конференции "Современная география и окружающая среда" в 1996 г. в г. Казани, на Всероссийской научной конференции "Фридмановские чтения" в 1998 г. в г. Перми, на Международной научно-методической конференции "Университеты в формировании специалиста XXI века" в 1999 г. в г. Перми.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 151 наименования. Объем диссертации составляет 140 страниц, содержит 18 рисунков и 11 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Метеорология, климатология, агрометеорология", Толмачева, Наталья Игоревна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В свободной атмосфере турбулентность неоднородна. Причиной ее неоднородности являются макромасштабные метеорологические особенности. В работе обобщены теоретические, методические и количественные результаты по проблеме комплексного исследования турбулентности, облачности и осадков для Уральского Прикамья и сопредельных территорий. Полученные результаты их позволяют сделать ряд выводов:

1. Разработан и обоснован метод вычисления интенсивности турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере по данным радиозондирования. Оценены его погрешности. Полученные количественные данные позволили установить особенности распределения интенсивности турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере.

2. В результате расчета интенсивности турбулентных пульсаций скорости ветра выявлено, что изменчивость исходного поля связана с сезонными изменениями. В средней тропосфере в холодную часть года максимум турбулентности отмечается преимущественно выше задерживающего слоя, а в теплую - ниже него. В слое максимального ветра возможно любое из четырех типов распределения. Непосредственно на уровне чаще отмечается максимум в зимний и летний периоды. Осенью одинаково часто встречаются 2 и 3 типы. Относительно тропопаузы наибольшую повторяемость во все сезоны года имеет тип 1; осенью велика повторяемость 2-го типа распределения интенсивности турбулентности.

3. Проведена классификация исходных полей интенсивности турбулентности. Выявлены экстремальные значения для всех уровней тропосферы и нижней стратосферы.

4. Распределение интенсивности турбулентности в тропосфере хорошо согласуется с синоптическими процессами и их интенсивностью. Профили интенсивности турбулентности для каждой синоптической ситуации обладают некоторым сходством: в зоне холодного фронта интенсивность турбулентности выше, чем в зоне теплого, а максимумы и минимумы различаются по высоте; теплые фронты в поле турбулентности выражены слабо; в ситуации, когда преобладает однородная воздушная масса, значения интенсивности турбулентных пульсаций минимальны.

5. Разработан метод совместного использования данных радиозондирования и МРЛ для диагноза зон интенсивной турбулентности в облаках.

6. Анализ данных МРЛ позволил установить, что существует связь приземного фронта и радиоэха. Здесь необходимо учитывать региональные и сезонные особенности. При обнаружении малоподвижных стационарных фронтов радиолокационные данные особенно полезны (малоградиентное поле, колебание фронта относительно среднего положения). Обнаружено совпадение линии приземного фронта и ориентации продольной оси зоны радиоэха предфронтальных осадков.

7. Произведено комплексное исследование пространственной структуры осадков на основе радиолокационных и станционных измерений. Данный метод рекомендуется использовать для анализа зон осадков в малоосвещенных районах.

Библиография Диссертация по географии, кандидата географических наук, Толмачева, Наталья Игоревна, Пермь

1. Алберг Дж., Нильсон Э., Уоми Дж. Теория сплайнов и ее приложения. М.:Мир, 1972. 316 с.

2. Алибегова Ж.Д. Пространственно-временная структура полей жидких осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 228 с.

3. Амбрози П., Вельтищев Н.Ф. и др. Использование данных о мезомасштабных особенностях облачности в анализе погоды. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 150 с.

4. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей // Под ред. Ф.Т.М. Ньюстадта и X. Ван Допа. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 351 с.

5. Ашабоков Б.А., Федченко Л.М. и др. Численные исследования образования и роста града при естественном развитии облака и активном воздействии// Метеорология и гидрология. 1994. № 1. С. 41 48.

6. Баранов A.M., Солонин C.B. Авиационная метеорология. Л.¡Гидрометеоиздат, 1981. 383 с.

7. Баранов A.M. Облака и безопасность полетов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.231 с.

8. Баттан Л. Радиолокационная метеорология/ Пер. с англ. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. 196 с.

9. Бедрицкий А.И. Современное состояние системы метеорологических наблюдений в Российской Федерации// Метеорология и гидрология. 1996. № 1. С. 5 12.

10. Безрукова H.A., Стулов Е.А. Мезоструктурные особенности полей осадков в зонах теплых фронтов и фронтов окклюзии // Труды ЦАО, 1987. Вып. 163. С. 15-29.

11. Беляев В.П., Берюлев Г.П. и др. Опыт активного воздействия на облака над Москвой 9 мая 1995 г.// Метеорология и гидрология. 1996. № 5. С. 71 82.

12. Бесчастнов С.П., Гарбузенко С.Г.,Тереб Л.А. Интенсивность турбулентного перемещения в нижней атмосфере при мощной кучевой и кучево-дождевой облачности фронтального происхождения// Метеорология и гидрология. 1984. № 2. С. 24 30.

13. Богаткин О.Г., Еникеева В.Д. Анализ и прогноз погоды для авиации. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 271 с.

14. Боков В.Н. Мезомасштабная изменчивость штормовых скоростей ветра над акваторией моря//Метеорология и гидрология. 1990. № 11. С. 62 -69.

15. Бортников С.А, Булдовский Г.С., Лешкевич Т.В. Усовершенствование объективного метода прогноза интенсивной турбулентности, вызывающей болтанку самолетов в верхней тропосфере//Труды ГМЦ СССР, 1979. Вып. 215. С. 13 26.

16. Булдовский Г.С. Связь турбулентности в стратосфере, вызывающей болтанку самолетов, с вертикальным распределением метеорологических параметром//Труды ГМЦ СССР, 1970. Вып. 70. С.79 -82.

17. Бурковская С.Н., Иванова Э.Т. Мазин И.П. О степени взаимного перекрытия облаков верхнего яруса и нижележащих слоев над территорией СССР // Метеорология и гидрология. 1990. № 3. С. 11-17.

18. Бугаев В.А. и др. Синоптические процессы Средней Азии//Изд. АН УзССР, 1957. 478 с

19. Брылев Г.Б., Гашина С.Б., Низдойминога Г.Л. Радиолокационные характеристики облаков и осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 231 с.

20. Брылев Г.Б. и др. Радиолокационные характеристики облаков и осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 232 с.

21. Булдовский Г.С. Диагноз-прогноз интенсивной турбулентности, вызывающей болтанку самолетов, по данным температурно-ветрового зондирования// Труды ГМЦ СССР. 1979. Вып. 215. С. 3 12.

22. Булдовский Г.С., Бортников С. А., Рубинштейн М.В. Прогнозирование зон интенсивной турбулентности в верхней тропосфере//Метеорология и гидрология. 1976. № 2. С. 9 18.

23. Булдовский Г.С. Условия образования и прогноз орографической турбулентности в нижнем слое атмосферы. М.: Гидрометеоиздат, 1976. 15с.

24. Вызова Н.Л., Иванов В.Н., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 263 с.

25. Вызова H.J1., Алакоз A.B., Львов Г.М., Шур Г.Н. О модели турбулентности нижней тропосферы// Метеорология и гидрология. 1990. № 6. С. 52 59.

26. Васильев A.A., Шметер С.М. Влияние кучево-дождевых облаков на условия полетов. Информ. метод, письмо. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 16 с.

27. Васильев A.A. О связи турбулентности в ясном небе с эволюцией барического поля // Труды ГМЦ СССР, 1969. Вып. 95. С. 27 35.

28. Вельтищев Н.Ф., Жильцова О.В. Анализ суточных сумм осадков с использованием данных метеостанций и инфракрасных измерений с геостационарных спутников // Метеорология и гидрология. 1997. № 10. С. 12-21.

29. Вельтищев Н.Ф., Попова Т.П. Использование данных наблюдений со спутников в синоптическом анализе // Вопросы спутниковой метеорологии. Вып. 4.Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 59 с.

30. Винниченко Н.К., Пинус Н.З., Шметер С.М., Шур Г.Н. Турбулентность в свободной атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 288 с.

31. Волощук В.М., Недоступенко Г. А. Полуэмпирическая климатическая теория распределения осадков // Метеорология и гидрология. 1986. № 8. С. 5 17.

32. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1991/616 с.

33. Воронцов П. А. Турбулентность и вертикальные токи в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. с.

34. Гаргер Е.К., Иванов В.Н., Орданович А.Е. О временной и пространственной изменчивости мелкомасштабной турбулентности в пограничном слое атмосферы при неустойчивой стратификации // Изв. АН СССР. ФАО, 1971. Т. 7. № 9. С. 983 986.

35. Генихович E.J1., Осипова Г.И. Определение коэффициента турбулентности по данным стандартных метеорологических наблюдений // Труды ГГО. 1984. Вып. 479. С. 62 69.

36. Динамическая метеорология/Под ред. Д.Л.Лайхтмана. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 607 с.

37. Дубровина Л.С. Облака и осадки по данным самолетного зондирования. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 216 с.

38. Ермакова А.И. Особенности метеорологического обеспечения полетов на международных воздушных линиях. М.: Изд -во Зенит, 1993. 224 с.

39. Ермаков В.М., Силаев В.И., Струнин М.А., Шметер С.М. Атмосферная турбулентность во фронтальных облаках // Метеорология и гидрология. 1984. № 9. С. 32 39.

40. Ефремов В.Н., Мельничук Ю.В. Исследование мезомасштабных вертикальных токов в осадках // Изв. АН СССР. ФАО. 1976. Т. 12. С.696 -702.

41. Ефимов A.A. Принцип работы аэрологического информационно-вычислительного комплекса АВК-1.М.: Гидрометеоиздат, 1989. 148 с.

42. Желнин A.A., Старостин А.Н. Сверхкраткосрочный прогноз и проблема предсказуемости мезомасштабных атмосферных процессов// Метеорология и гидрология. 1987. № 10. С. 5 13.

43. Зилитинкевич С.С., Монин A.C. Теория подобия для планетарного пограничного слоя атмосферы // Изв. АН СССР. ФАО, 1974. Т. 10. № 6. С. 587 599.

44. Иванов В.Н., Орданович А.Е. Некоторые обратные связи, возникающие при турбулентной ячеистой конвекции в атмосфере // Изв. АН СССР. ФАО, 1972. Т. 8. № 11. С. 1216 1220.

45. Иванов В.Н., Орданович А.Е., Петрова Л.И. Крупномасштабная структура и ее взаимодействие с мелкомасштабной турбулентностью в приземном слое // Изв. АН СССР. ФАО, 1971. Т. 7. № 3. С. 263 269.

46. Иванов В.Н., Орданович А.Е., Петрова Л.И. Некоторые особенности спектров температуры воздуха и горизонтальной компоненты скорости ветра в низкочастотном диапазоне при конвекции // Изв. АН СССР. ФАО, 1973. Т. 9. № 8. С. 787 799.

47. Калинин H.A. Исследование атмосферы с помощью импульсных метеорологических радиолокаторов. Пермь, 2000. 103 с.

48. Калинин Н.А. Энергетика циклонов умеренных широт. Изд-во Перм. ун-та. Пермь. 1999. 192 с.

49. Клепиков И.Н., Покровская И.В., Шарков Е.А. Доплеровские исследования пространственных характеристик мезомасштабной конвективной турбулентности в тропической атмосфере // Метеорология и гидрология. 1995. № 6. С. 23 31.

50. Коган З.Н. Гравитационные волны и устойчивость в струйных течениях//Метеорология и гидрология. 1971. № 2. С. 44 55.

51. Коган З.Н., Шакина Н.П. Внутренние волны в сратифицированных потоках// Метеорология и гидрология. 1973. № 7. С. 13 23.

52. Коган З.Н., Шакина Н.П. Волны конечной амплитуды в стратифицированном струйном течении и турбулентность ясного неба//Изв. АН СССР. ФАО, 1974. № 4. С. 333 343.

53. Константинов А.Р., Химин Н.М. Применение сплайнов и метода остаточных отклонений в гидрометеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 184 с.

54. Королев A.B., Мазмин И.П. Зоны сгущения и разрежения капель в облаках слоистых форм // Метеорология и гидрология. 1990. № 8. С. 55 -63.

55. Ламли Дж., Пановский Г. Структура атмосферной турбулентности. М.: Мир, 1966. 264 с.

56. Лапчева В.Ф. Условия формирования и прогноз сильных шквалов с использованием данных наблюдений МРЛ и ИСЗ // Метеорология и гидрология. 1990. №8. С. 70 75.

57. Литинецкий A.B., Шур Г.Н. Мезо- и микроструктура поля ветра в струйных течениях// Метеорология и гидрология. 1987. № 10. С. 27 32.

58. Ляхов A.A., Шакина Н.П., Пинус Н.З. Анализ мезомасштабной структуры атмосферных фронтов по данным учащенного зондирования // Труды ГМЦ СССР, 1979. Вып. 215. С. 111-124.

59. Ляхов A.A., Шакина Н.П. Мезомасштабная структура полей ветра, температуры и осадков на холодном фронте // Труды ГМЦ СССР, 1980. Вып. 235. С. 37 50.

60. Мазин И.П., Шметер С.М. Облака, строение и физика образования. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 279 с.

61. Мастерских М.А. О причинах возникновения мезоструй и расчете скорости ветра на их осях в узких зонах теплых фронтов// Метеорология и гидрология. 1983. № 2. С. 19 24.

62. Машкова Г.Б., Матковский Б.М. Характеристики фронтальных зон в холодное время года по наблюдениям на 300-м метеорологической мачте//Метеорология и гидрология. 1970. № 6. С. 48 55.

63. Матвеев Ю.Л. Плотность распределения и суточные колебания количества облаков// Метеорология и гидрология. 1996. № 1 С. 27 34.

64. Матвеев Л.Т. Динамика облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 311с.

65. Матвеев JT.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 751 с.

66. Мазин И.П., Шметер С.М. Облака, строение и физика образования. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 279 с.

67. Мазин И.П., Силаева В.И., Струнин М.А. Турбулентные пульсации горизонтальной и вертикальной компонент скорости ветра в облаках различных форм // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана, 1984. Т. 20. № 1.С. 10- 18.

68. Манокрович Э.И. Гидрометеорологическая информация в народном хозяйстве. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 176 с.

69. Матковский Б.М., Шакина Н.П. Мезомасштпбная структура фронта окклюзии над центром ETC по данным специальных измерений// Метеорология и гидрология. 1982. № 1. С. 24 33.

70. Маховер З.М. Климатология тропопаузы. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.256 с.

71. Мезометеорология и краткосрочное прогнозирование/ Под. ред. Вельтищева Н.Ф. Л.'.Гидрометеоиздат, 1988. 126 с.

72. Метеорологические условия полетов воздушных судов в верхней тропосфере и нижней стратосфере над территорией СССР/ Под. ред. Васильева A.A., Капитановой Т.П., Лешкевич Т.В. и др. М.: Гидрометеоиздат, 1982. 180 с.

73. Метеорологические условия полетов воздушных судов в верхней тропосфере и нижней стратосфере на территории СССР (справочное пособие)/ Под ред. Н.З.Пинуса. М.: Моск. отд. Гидрометеоиздат, 1982. 179 с.

74. Метеорологические условия полетов воздушных судов в верхней тропосфере и нижней стратосфере над территорией СССР/ Под ред. Н.З Пинуса. М.: Моск. отд.Гидрометеоиздат, 1988. 293 с.

75. Методические указания по использованию радиолокационных данных в синоптическом анализе и краткосрочном прогнозе погоды. М.: Гидрометеоиздат, 1981. 23 с.

76. Мейсон Б.Д. Физика облаков / Пер. с англ. Л.: Гидрометеоиздат, 1961.542 с.

77. Монин А.С., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика. М.: Наука, 1965. Ч. 1. 639 с. Ч. 2 . 1967. 720 с.

78. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. Вып. 4. Ч. За. 310 с.

79. Наумов А.Д. Влияние освещенности регионов метеорологической информацией на результаты объективного анализа // Метеорология и гидрология. 1990. № 9. С. 71 77.

80. Нелепец B.C., Степаненко В.Д. Радиолокационные методы метеорологических наблюдений. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 176 с.

81. Новоселов Л.Н., Степанов А.С. Дисперсии метеорологических полей и представительность средних характеристик в турбулентной облачной среде // Метеорология и гидрология. 1995. № 4. С. 41 52.

82. Носач В.В. Решение задач аппроксимации с помощью персональных компьютеров. М.: МИКАП, 1994. 382 с.

83. Обрамович К.Г., Горлач И.А. О признаках эволюции слоистообразных облаков по аэрологическим данным// Труды ГМЦ СССР. 1979. Вып. 215. С. 67-78.

84. Облака и облачная атмосфера: Справочник/ Под ред. И.П.Мазина и А.Х.Хргиана. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 647 с.

85. Обухов A.M. Турбулентность и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 413 с.

86. Петренко Н.В., Васильев A.A., Песков Б.Е. Условия образования и прогноз важных для авиации метеорологических явлений//Труды ГМЦ СССР. 1973. Вып. 79. С. 108 110.

87. Петрова Л.И., Иванов В.Н. Некоторые параметры ячейковой конвекции по наблюдениям с метеорологической спутниковой и высотной мачты // Метеорология и гидрология. 1973. № 6. С. 26 35.

88. Пинус Н.З. Структуры турбулентных потоков тепла в нижней тропосфере// Метеорология и гидрология. 1990. № 3. С. 18-25.

89. Пинус Н.З. Диагноз и оценка турбулентности, влияющей на полет самолетов, по данным сетевых радиоветровых наблюдений // Метеорология и гидрология. 1983. № 8. С. 5 9.

90. Пинус Н.З. О внутренних волнах и турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере // Метеорология и гидрология. 1986. № 1. С. 5 13.

91. Пинус Н.З. Физическая модель турбулентности ясного неба // Метеорология гидрология. 1971. № 6. С. 57 66.

92. Пинус Н.З. О вертикальной структуре мелкомасштабной турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере // Метеорология и гидрология. 1985. № 2. С. 19 29.

93. Пинус Н.З. Экспериментальные исследования турбулентности в нижней тропосфере, обусловленной природными (лесными) пожарами // Метеорология и гидрология. 1991. № 12. С. 29 40.

94. Пинус Н.З. Исследование вихревой структуры турбулентного энерго- и теплообмена в средней и верхней тропосфере// Метеорология и гидрология. 1991. № 8. С. 18 23.

95. Пинус Н.З., Шур Г.Н. Экспериментальные исследования когерентной структуры турбулентных течений в нижней тропосфере // Метеорология и гидрология. 1989. № 5. С. 19 24.

96. Переведенцев Ю.П., Богаткин О.Г. Атмосферная турбулентность и ее прогноз. Казань. Изд. Каз. ун-та, 1978. 159 с.

97. Рузин М.И. Молекулярная вязкость в стратифицированном пограничном слое атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. 132 с.

98. Руководство по прогнозированию метеорологических условий для авиации. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 301 с.

99. Руководство по краткосрочным прогнозам погоды. Ч. 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 702 с.

100. Руководство по краткосрочным прогнозам погоды. Ч. 2. Вып.2. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 198 с.

101. Руководство по производству наблюдений и применению информации с радиолокаторов МРЛ-1 и МРЛ-2. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 344 с.

102. Руководство по производству наблюдений и применению информации с неавтоматизированных радиолокаторов МРЛ-1, МРЛ-2, МРЛ-5. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 357 с.

103. Руководство по автоматизированному метеорологическому радиолокационному комплексу "Метеоячейка". Обнинск, 1996. 142 с.

104. Синькевич A.A. Исследование термодинамических характеристик мощных кучевых облаков с помощью ИК радиометра// Метеорология и гидрология. 1984. № 1. С. 40 45.

105. Степаненко В.Д. Радиолокация в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 343 с.

106. Старостин A.H., Лившиц Е.М., Швецов B.C. Мезомасштабная структура полей радиоэха конвективных облаков в Молдавии// Метеоролгия и гидрология. 1983. № 10. С. 55 59.

107. Степаненко В.Д. Гальперин С.М. Радиотехнические методы исследования гроз. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 204 с.

108. Струнин М.А. Об анизотропии пульсаций скорости ветра в облачной атмосфере // Метеорология и гидрология. 1990 № 6. С. 37 44.

109. Струнин М.А., Шметер С.М. Коэффициент атмосферной турбулентности и экспериментальные методы его определения // Метеорология и гидрология. 1994. № 5. С. 10-20.

110. Смит К. Основы прикладной метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1978.424 с.

111. Снитковский А.И. Прогноз сильных ветров// Метеорология и гидрология. 1970. № 9. с. 5 -15.

112. Снитковский А.И. Краткосрочный прогноз сильных ветров// Труды ГМЦ СССР, 1971. Вып. 90 .С. 77 90.

113. Толмачева Н.И., Калинин H.A., Ельяшевич М.Л. Вертикальная структура мезомасштабной турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере. Регион и география. Часть 3. Тезисы докл. Пермь, 1995. С. 85 -86.

114. Толмачева Н.И. Пространственно-временная структура интенсивности турбулентности в тропосфере и нижней стратосфере. Фридмановские чтения. Тезисы докл. Пермь, 1998. С. 95 96.

115. Толмачева Н.И. Комплексный анализ турбулентности в облачной среде. Фридмановские чтения. Тезисы докл. Пермь, 1998. С. 101-102.

116. Толмачева Н.И. Объективный анализ полей осадков по радиолокационным и станционным измерениям И Вопросы прогнозапогоды, климата, циркуляции и охраны атмосферы: Межвуз. сб. науч. тр. / Перм. ун-т. Пермь, 1998. С. 44 58.

117. Толмачева Н.И., Калинин H.A. Аэроклиматический анализ тропопаузы и уровня максимального ветра над Уралом. Современная география и окружающая среда. Тезисы докл. Казань, 1996. С. 100 101.

118. Толмачева Н.И., Калинин H.A. К вопросу об объективном анализе полей осадков по радиолокационным и станционным измерениям. Фридмановские чтения. Тезисы докл. Пермь, 1998. С. 102 103.

119. Турбулентность. Принципы и применения/Под.ред. У. Фроста, Т. Моулдена. Пер с англ. М.: Мир, 1980. 535 с.

120. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Анализ данных на компьютере. М.: Финансы и статистика, 1995. 384 с.

121. Федченко JI.M., Тебуев Д.И. О влиянии Кавказских гор на трансформацию атмосферных фронтов // Метеорология и гидрология. 1990. №6. С. 111-114.

122. Филиппова М.Г., Шмидт H.A. Влияние рельефа на пространственное распределение осадков (на примере Зеравшанской долины) // Метеорология и гидрология. 1996. № 1. С. 68 75.

123. Фурман А.И., Шметер С.М. Новые данные о структуре поля температуры в окресностях кучевых облаков // Труды ЦАО, 1973. Вып. 112. С. 15-27.

124. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. JL: Гидрометеоиздат, 1979. Т. 1и 2.

125. Чередниченко B.C. Статистические характеристики распределения турбулентности в свободной атмосфере над Джамбулом // Труды КазНИГМИ. 1984. Вып. 90. С. 81 94.

126. Чередниченко B.C. Использование информации метеорологических радиолокаторов в анализе атмосферных фронтов. Алма-Ата, 1989. 105 с.

127. Шакина Н.П. Динамика атмосферных фронтов и циклонов. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 264 с.

128. Шакина Н.П., Васильев A.A., Хоменко Г.В. Влияние стратификации воздушного потока и параметров внутренних волн на процессы возникновения турбулентности в ясном небе// Труды ГМЦ СССР. 1980. Вып. 235. С. 3 17.

129. Шелковников М.С. Мезометеорологичнские процессы в горных районах и их влияние на полеты воздушных судов. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.208 с.

130. Шметер С.М. Физика конвективных облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 232 с.

131. Шметер С.М. Термодинамика и физика ковективных облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 288 с.

132. Шметер С.М. Характеристики затопленной конвекции во фронтальных облаках и условия ее образования// Метеорология и гидрология. 1990. № 11. С. 36 44.

133. Шметер С.М. О вкладах турбулентности и упорядоченных вертикальных движений в перенос атмосферных загрязнений // Метеорология и гидрология. 1996. № 3. С. 20 30.

134. Шнайдман В.А., Степененко С.Н. Сопоставление результатов обобщения экспериментальных данных и расчетов по трехпараметрической модели пограничного слоя атмосферы// Труды ГГО. 1983. Вып. 481. С. 144- 151.

135. Шур Г.Н. О природе когерентных структур в поле атмосферной турбулентности// Метеорология и гидрология. 1994. № 1. С. 5 11.

136. Яглом A.M. Данные о характеристиках турбулентности в приземном слое атмосферы // Изв. АН СССР. ФАО. 1974. Т. 10. № 6. С. 566-586.

137. Albers S.С. The LAPS wind analysis// Weather and Forecasting. 1995. No 10. pp. 342-352.

138. Barness S.L. Comments on "Use of Multiquadric Interpolation for Meteorological Objective Analyses"// Monthly Weather Review. 1995. No 123, pp. 2255-2256.

139. Bedard A.J., Cañavero F. Atmospheric gravity waves and aircraft turbulence encounters. //J. Atmos. Sci. No 43, pp. 2838-2844.

140. Browning G.l.,Kreiss H.-O. Splitting methods for problems with different timescales //Monthly Weather Review. 1994. No 122, pp. 26142622.

141. Carney Т.О., Bedard A.J. Hazardous Mountain Winds and Their Visual Indicators. US Department of Commerce NOAA. 1996, pp. 1-81.

142. Forecast System Laboratory in Rewiew. Fiscal Year 1995. Boulder, Colorado. US Department of Commerce NOAA. 1996, pp. 1-102.

143. Lilly D.K. A severe downslope wind storm and aircraft turbulence event induced by a mountain wave // J. Atmos. Sci. No. 30, pp. 1135-1152.

144. Mayoney J.L., Brown J.M. Contrasning meteorological conditions associated with winter storms at Denver and Colorado Springs // Weather and Forecasting. 1995. No 10, pp. 245-260.140

145. Science Plan for the Atmospheric Radiation Measurement Program (ARM). DOE/ER. 1996, pp. 1-36.

146. Scwartz B.E. Bendjamin S.G. A comparison of temperature and wind measurements from ACARS-equiped aircraft // Weather and Forecasting. 1995. No. 10, pp. 528-544.