Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Мезомасштабная структура и эволюция атмосферных фронтов над территорией Беларуси

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Мезомасштабная структура и эволюция атмосферных фронтов над территорией Беларуси"

гго од

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГ« И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации

На правах рукописи

ВАЛЬКОВИЧ Татьяна Васильевна

МЕЗОМАСШТАБНАЯ СТРУКТУРА И ЭВОЛЮЦИЯ АТМОСФЕРНЫХ ФРОНТОВ НАД ТЕРРИТОРИЕЙ БЕЛАРУСИ

11.00.09 - Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 1993г.

- г -

Работа выполнена в отделе авиационной метеорологии Росгидрометцентра. Научный руководитель: Е Е Шакина - доктор физико-математических наук, профессор

Официальные оппоненты: Л Е Белов - доктор фиэюсо-математических наук, професео] О. Е Белинский - кандидат географических наук.

Ведущая организация: Российский гидрометеорологический институт г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится '©• ноября 1993г. 1 14 часов на заседании Специализированного Совета К 024.05.0; Росгидрометцентра.

Адрес Совета : 123376, Москва, ул. Большевистская, 9-13, Росгидрометцентр.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Росгидрометцентра.

Автореферат разослан " 15" октября_ 1993г.

Ученый секретарь Специализированного Совета

л

А.И.Страшная

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Циклонические образования умеренных широт связанные с ними атмосферные Фронты являются важнейшими си-этическими обчйктами, определяющими поюдные условия обширных 'рриторий земного шара. Эволюция фронтальных разделов во мно->м определяет возникновение метеорологических явлений, которые юбходимо прогнозировать при обслуживании авиации: ветер, оС-1Чность, осадки, конвективная деятельность, обледенение , тур-глентность. Определение направления эволюции фронтальных зон 1 практике осуществляется в основном на основе субъективных *енок. Обнаруженная в предлагаемой диссертации значимая связь ?жду значениями фронтогенетической функции и эволюцией интен-№ности осадков на фронтах позволяет полу ить объективную ка-гственную оценку изменения осадков во времени. Актуальность «Зоты заключается и в том, что впервые проведен анализ особенней прохождения фронтальных разделов над территорией Бела-рси.

Цель работы: исследовать особенности прохождения, мезомаеш-абную структуру-и условия эволюции холодных фронтов, перемеша щихся с запада над Республикой Беларусь и летний период года и а основе полученных результатов предложить методику прогноза волюгщи осадков на фронтальных разделах.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие эа-

дачи:

- охарактеризовать фронтальные разделы, проходящие над те} риторией Республики Беларусь с учетом их вертикальной протяже} ности, скорости перемещения, наличия осадков в различных бар! ческих полях у поверхности Земли и полях геопотенциала на пс верхности 500 гПа;

- провести исследование мезомасштабной структуры холоднь фронтов путем анализа конкретных случаев;

- произвести расчет слагающих фронтогенетической-функции;

- проанализировать связь горизонтальной, вертикальной и су* марной Фронтогенетической функций с эволюцией осадков на фро* тах;

- разработать методику прогноза эволюции холодных фпонтов летнее время для Беларуси.

Научная новизна работы.

1. Впервые исследованы особенности прохождения холоднь фронтальных разделов в теплый сезон в данном регионе.

2. Впервые характеристики фронтогенеэа привлечены для прог ноза эволюции фронтов в летний период, при интенсивной конзен ции.

Практическое значение работы.

Полученные результаты исследований особенностей проходдени над территорией Беларуси холодных фронтальных разделов, связан них с западными и северо-западными циклонами, могут быть ;:е пользованы в практических целях для прогноза погоды на фронтах

Проведенный анализ шзошежабноа структуры холодных фрош

на примере трех конкретных случаев служит подтверждением существования обнаруженных ранее основных особенностей мезострук-туры фронтов ("несущая полоса", зоны повышенной Сароклишюсти, полосовая структура облачности и осадков , объемы Солее теплого и более холодного воздуха в одной воздушной массе). Для каждого конкретного случая характерны специфические сочетания этих особенностей.

Установленная существенная связь меаду рассчитанными значениями горизонтальной слагающей фроитогенетической функции и эволюцией гон осадков позволила сформулировать прогностическое правило, на основе которого развита методика прогноза эволюции холодных фронтов над территорией Беларуси. Методика предложена для использования ее в оперативной работе на сети АМСГ РБ.

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Проведен синоптический анализ особенностей прохождения голодных фронтов с запада над территорией Беларуси; получены данные о повторяемости различных форм барического поля у поверхности Земли и в средней тропосфере, вертикального развития фронтов, их скоростей смещения, фронтальных осадков различной штенсивности по территории Беларуси; выявлено влияние локаль-шх неровностей рельефа на выпадение осадков на фронтах.

2. Изучена мезомасштабная структура фронтов, включающая юновные особенности , описанные ранее ( "теплая несущая по-юса", гипербароклинные зоны, полосы осадков, объемы теплого и :олодного воздуха). Разнообразие структуры фронтов определяется •азличными сочетаниями указанных особенностей.

3. На основании расчетов по значительному материалу показа-

но, что горизонтальная слагающая фронтогенеза является значимым предиктором эволюции осадков на фронтах в летнее время. Сформулировано прогностическое правило, которое составило основу методики, предложенной для прогноза изменения фронтальных осадков на 1£часов.

Апробация работы.

Основные положения и частичные результаты работы докладывались на семинаре специалистов-синоптиков Главгидромета РБ (1993г.), на семинарах отдела авиационной метеорологии Гидрометцентра СССР (1986г. ,1909г.. 1990г.), на семинаре по синоптическим и Физико-статистическим краткосрочным и среднесрочным прогнозам погоды Росгидрометцентра (1993г.).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано три статьи.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из Введения, четырех глав. Заключения. Объем работы 141 страниц машинописного текста, в том числе 13 рисунков, 42 таблиц и список литературы, включающий 116 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность работы, освещается современное состояние проблемы, формулируются основные цели исследования, излагается структура диссертации и положения, вы-

носимые на защиту.

Первая глава посвящена синоптическому и метеорологическому анализу холодных фронтов, перемещающихся с запада над территорией Беларуси в летнее время.

В разделе 1.1 охарактеризованы циркуляционные и физико-географические особенности региона.

Здесь ж охарактеризованы орографические особенности республики. Холмистый рельеф республики оказывает определенное влияние на эволюцию осадков перемешающихся западных фронтов: полоса г максимальным количеством фронтальных осадков располагается вдоль Белорусской гряда С другой стороны, в условиях общего равнинного характера местности, это влияние сравнительно неве-пико, что соэдает благоприятные условия для детального исследо-эания мезопроцесеов на фронтах.

В летнее время, как и в течение всего года, территория рес-1ублики находится под господствующим влиянием западного переноНа рисунках представлены траектории смещения западных и се-(еро-западных циклонов, в систему которых входят исследуемые фронтальные разделы, и характерные ситуации барического поля на артах АТ-700 гПа, предшествующие их смещению.

В разделе 1.2 проведен синоптический анализ основных особен-остей прохоадения холодных фронтов , перемещающихся в летнее рвьея с запада яац территорией Беларуси. Анализ аэросиноптичес-ого материала показывает, что характер прохоадения и строение ронтаяьных разделов различны в зависимости о? барических по-

лей, наблюдающихся у поверхности Земли и в средней тропосфере.

Определены основные формы барических полей у поверхносп Земли и ка поверхности 500 гПа.

При всех формах барического поля преобладают фронтальные разделы со скоростью перемещения 25 -40 км/час (60 случаев иг 106). 30 случаев этих фронтов связаны с хорошо выраженной ложбиной. Быстро перемещающиеся фронты чаще связаны со слабо выраженной ломбиной у поверхности Земли (10 случаев из 23).

Вертикальная протяженность холодных фронтальных разделов, связанных у поверхности Земли с ложбиной, в 32Z случаев достигает тропопаузы, Фронты, проходящие в размытом циклоническом поле, высоты тропопаузы не достигают. Самыми низкими являются фронтальные разделы, находящиеся в малоградиентиом поле повышенного давления.

Показано, что прохождение 98Z исследуемых холодных фронтов сопровождалось выпадением осадков различной интенсивности. В 45% случаев - это слабые осадки, в 43% - умеренные.

На эволюцию фронтов определенное влияние оказывает орография района ( небольшие возвышенности с перепадом высот порядка 100-200 м). Максимальная суша осадков на летних холодных фронтах в период с 19 ^7 по 1988 годы (820,6 мм) была отмечена в Но-вогрудке, самой высокорасполояенчой станции из 17 рассматриваемых.

Наименьшее количество осадков отмечено на станции Гомель (4о1,7мм), находящейся в Белорусском Полесье и расположенной паже, чем see другие станции. Максимальные суммы фронтальных' осадков зафиксированы вдоль Белорусской гряды.

Во второй главе рассмотрены мезомасштабные особенности атмосферных фронтов над территорией Беларуси.

В разделе 2.1 охарактеризовано современное состояние иссле дования мезопроцессов на атмосферных фронтах, ведущееся по двум направлениям: мезомасштабные особенности строения фронтаяьных разделов и характер взаимодействия движений синоптического масштаба с фронтальными процессами. Исследованиями в первом направлении обнаружены меьомасштабные полосы активной конвекции и осадков. Работами во втором направлении установлено существование "теплой несущей полосы" в нижних слоях атмосферы перед холодным фронтом и более сухого и холодного воздуха над ней в средней тропосфере.

Пункт 2.1.1 посвящен описанию и характеристике потока "несу щей полосы". Исследования, проведенные метеорологами различных стран, дают основание утверждать, что теплая несущая полоса является общей характерной особенностью мезомасштабной структуры фронтов и важнейшим источником тепла у влаги.

В пункте 2.1.2 указаны работы, проведенные в бывшем СССР и за его рубежом, по исследованию полосовой структуры облачности и осадков. В результате этих исследований установлено, что полосы осадков ориентированы параллельно или иод небольшим углом к линии фронта, 'длина волны полос изменяется от 10-20 до 100-200 км. Чаще всего наблюдаются две полосы осадков повышенной интенсивности: первая располагается почти у самой линии фронта, вторая отстоит на 100-150 км в сторону холодного воздуха.

15 разделе 2. 2 рассмотрены три конкретных случая прохождения

холодных фронтов. Показывают, что наряду с обнаруженными общими свойствами мезоструктуры фронтальные разделы сильно отличакгся друг от друга и характеризуются различными сочетаниями описанных ранее мезомасштабных особенностей.

Первый случай, 21-22 ипля 1985 г. является близким к "эталонному", включающему все основные черты мезомасштабной структуры, обнаруженной над другими равнинными районами. Отличие от классической схемы холодного фронта состоит в том, что в данном случае обнаружены две мезомасштабные фронтальные зоны в нижнем слое, и с каждой из них связана одна полоса осадков.

В качестве второго примера рассмотрен случай холодного фронта в циклоне, вступившем в стадию окклюдирования. В этом случае фронтальный раздел имеет лишь некоторые черты общеизвестной схемы мезомасштабной структуры: языки холодного воздуха перед фронтом, поток теплой несущей полосы малой вертикальной мощности, одна малоинтенсивная полоса облачности ( осадков ). В целом данный пример слабо согласуется с существующей схемой мезоструктуры холодного фронта.

Случай прохождения фронта 5-7 июля 1986 г. явился наиболее сложным. В теплом секторе выделяются объемы относительно холодного воздуха, с которым связаны термически неустойчивые слои в нижней половине тропосферы. В зоне холодного фронта обнаружены две зоны повышенной бароклинности, с первой из них связан основной заток холода ( ей соответствует полоса облачности и осадков ). Со второй бароклинной зоной холодного фронта также связана одна полоса облачности и осадгав.

В третьей главе сделан краткий обзор состояния исследований фронтогенеэа, методик расчета фронтогенетической функции и ее

слагающих, изучена связь фронтогенеза с изменением интенсивности осадков, исследованы рассчитанные значения фронтогенетичес-кой функции, определены их пороговые значения и сформулировано прогностическое правило, положенное в основу методиси прогноза эволюции фронтов.

В разделе 3.1. дан анализ состояния прогнозирования эволюции фронтов на основе следующих предикторов: горизонтальная (F, ), вертикальная ( ) слагающие фронтогенеза и суммарная фронтоге-нетичеекая функция (F ).

Наиболее удобным как для качественной оценки фронтогенети-ческих факторов, та!? и для количественных расчетов является выражение для индивидуального изменения градиента потенциальной

температуры на изобарической поверхности F - -

где V - нормальная к фронту составляющая скорости ветра, V - вертикальная составляющая скорости, 9 - потенциальная температура, индексы обозначает дифференцирование. Ось у направлена по нормали к фронту ( в сторону холодного воздуха), z - вверх.

Считая двилеиие геострофическим, выражение для горизонтальной слагающей фронтогенетичеекой функции F в рабочем виде выглядит таю

F, - 0.146 (V Н,- Ну- t¿),

гд§ Н - высота поверхности 850 гпа в декаметрах.

t - температура в*С

Выражение для вертикальной слагающей Fs с применением уравне-ния статики принимает рабочий вид:

•С

Fá- 4- 0,0032t)---------

500км 12ч

где V- вертикальная скорость, выраженная в гПа/12ч, средний вертикальный градиент температуры воздуха в слое от земли до поверхности 850 rila,

ът

к _ - JLL. - в 'с/100м 3z

¿"o.- сухоадиабатический градиент всС/100м

(1 + 0,0032t) - величина, характеризующая зависимость барической ступени от температуры.

Рабочие формулы можно использовать для расчета фронтогенети-ческой фушсции применительно к поверхности 850 rila и широте У ~ 56"при шаге h - 250км.

В разделе 3.2 исследована суш,ествуюшэя связь фроитогенеэа с изменением интенсивности осадков. В большинстве случаев при ситуации, благоприятствующей увеличению контраста температуры, наблюдается возникновение или усиление осадков. Такая зависимость установлена для исследованных ранее фронтов над Европейской территорией бывшего СССР, перемещающихся с севера, теплых Фронтов над ETC, переметающихся с юга, для теплых и холодных Фронтов, перемещающихся над Западной Сибирью и Красноярским краем с запада

Ч

Изменение интенсивности осадков на фронтах, дающие косвенную эрмацию о мезомасштабных процессах в зависимости от остроты нтального раздела, в настоящей работе использовано для оцен-эволвдии фронта в целом.

Определены три группы изменения состояния фронтов:

I. Обострение фронта: количество осадков, выпавших при про-дении фронта, в конце 12-ти часовой траектории больше, "ем в але траектории настолько, что переходит из предшествующей дации в последующую.

II. Размывание фронта: количество осадков на фронте уменьшая за 12 часов настолько, что переходит из последующей града-

в предыдущую.

III. ^ронт без изменения состоянья: количество выпавших на 'Нте осадков осталось в той же градации, что и 12 часов на-

Раздел 3.3 содержит результаты' расчета фронтогенетической [кции и ее слагающих на поверхности 850 гПа для 106 случаев юдных фронтов, перемещающихся с запада над республикой в ■нее зремя (июнь-август 1977-1988гг.).

В пункте 3. 3.1 исследованы полученные в результате расчетов 1чения горизонтальной слагающей фронтогенетической функции, терялось выполнение предложенного ранее основного прогности-мсого правила- при F, >0 фронт не обостряется, при F4 <0 сн не ¡мывается, при Ff»0 интенсивности фронта остается без измене-

I.

Существенная связь между плоским фронтогенезом и характером хшдии фронтального раздела, обнаруженная при исследовании знтов над Красноярским Краем, Западной Сибирью и Забайкальем,

характерна и для фронтальных разделов, проходящих над территорией Беларуси, в 1 группе фронтов (89%). Однако, степень согласия характера эволюции фронтов с рассчитанными значениями f (основное прогностическое правило) в этой группе фронтов неодинакова в разных пунктах: в Бресте она составляет 100%, в Нароч] 95%, в Минске 92%, в Слуцке 88%, а в Гомеле 79%, если считать что положительные значения Ff характеризуют обострение фронта, отрицательные - размывание, а нулевые значения - фронт без изменения интенсивности.

Значительно улучшается эта связь при прохождении фронтальных разделов над пунктом в дневное время, когда в пункте ожидается развитие термической конвекции (определено по методу Лебедевой) и составляет 100% в Нарочи, Минске и Бресте, 91% - в Гомеле, 90% - в Слуцке. Полное согласие характера эволюции фронтов с рассчитанными значениями F, в I группе фронтов отмечено i Нарочи, Слуцке и Костюковичах при прохождении через эти пункт] фронтов -в ночное время; в Гомеле и Костюковичах при прохождени: фронтов в дневное время, когда в пункте не ожидается развит» термической конвекции.

Во II и III группах фронтов основное прогностическое правило выполняется плохо (ниже 50%).

Определена для чсех шести пунктов в разное время суток оп-равдываемость "частичного" прогноза эволюции фронтов:

правило 1 - неослабление осадков (неразмывание фронтов) npj рассчитанных положительных значениях горизонтальной слагаще1 фронтогенетической функции;

правило 2 - неусиление осадков (необострение фронтов) npi рассчитанных отрицательных значениях горизонтальной елагаюда

фронтогенетической функции;

правило 3 - необострение фронтов при рассчитанных нулевых значениях горизонтальной слагающей фронтогенетической функции.

Хорош выполняется во всех пунктах правило 1 для Фронтов, проходящих над пунктами в дневное время, когда на станции ожидается развитие термической конвекции (в Нарочи - 93%, в Минске - 91%, в Слуцке - 95%, в Костюковичах - 87%, в Гомеле - £.31, в Бресте - 100%).

Успешность этого же прогноза для ночных фронтов ухудшается, и в Слуцке и Костюковичах она ужо ниже 80% (72% и 79% соответственно) . А в случаях дневных фронтов (по прогнозу Лебежпой в точках не ожидается развитие термической конвекции). лишь в Бресте и Костюковичах оправдыпаомость прогностического правила 1 составляет 100% и 83% соответственно, в остальных пунктах она ниже 80%, з в Минске достигает лишь 62%.

Прогностическое правило 2 полностью выполняется в Нарочи для всех случаев фронтов, в Гомеле - только для дневных Фронтов, в Слуцке - для фронтов, проходящих через пункт в дневное время (ожидается развитие термической конвекции), и ночных случаев фронтов, в Костюковичах - для фронтов, проходимых над пунктом в ночное время и дневное (развитие конвекции не ожидается), в Минске - только в дневное время (ожидается развитие термической конвекции). В остальных случаях процент оправдывае-мости этого прогноза ниже 80%.

Прогностическое правило 3 хорошо выполняется в случаях фронтов, проходящих через пункты в дневное время (развитие термической конвекции не ожидается): в Слуцке, Гомеле и Костюковичах - в 100% случаев. Для ночных Фронтов в Слуцке и Коетюкош-

V

чах этот прогноз полностью оправдывается, в Гомеле - 64%.

Частичный прогноз эволюции фронтов (правила 1+2+3) имееч более высокий процент оправдываемости в случаях дневных фронто! (в пунктах ожидается развитие конвекции), лишь в Костюковича; он составляет 79%.

Наиболее низкая оправдываемость частичного прогноза отмечается в случаях дневных фронтов (в пунктах не ожидается развит термической конвекции): ниже 80% - в Нарочи, Минске, Слуцке.

В пункте 3. 3. 2 проанализирована связь вертикальной слагающей фронтогенетичеекой функции с эволюцией фронтов в поле осадков.

Значительно слабее оказалась связь вертикальной слагающей фронтогенеза с характером эзолюции фронтов, а оправдывав-мость частичного прогноза значительно ниже, чем в тех же случаях с горизонтальной слагающей фронтогенетичеекой функции.

Из всех рассмотренных ситуаций оправдывавмости прогностических правил следует отметить наиболее высокую оправдываемост!

о

частичного прогноза в Гомеле (80%) и Коетюковичах (85%) дл$ фронтальных разделов, проходящих над пунктами в дневное время, когда не ожидается развитие термической конвекции в этих пунктах, а таюие в случаях дневных фронтов (ожидается развитие термической конвекции в пунктах) в Минске (82%), Слуцке (100%).

В пункте 3.3. 3. исследованы значения суммарной фронтогенетичеекой функции.

Рассчитанные значения суммарной фронтогенетичеекой функции для района Беларуси несколько хуже, чем значения горизонтальной слагающей, и лучше, чем значение вертикальной aaaraioinei фронтогенеза, связаны с характером наблюдаемой эволюции фронта. Лишь в отдельных случаях ^клад ?г оказывается полезным. Это про-

исходит при прохождении холодных фронтов в дневное время через Слуцк, когда в пункте ожидается развитие термической конвекции, и через Минск, когда развития термической конвекции не ожидается. (100% и 69% соответственно). Оправдывавмость частичного прогноза (правила 1+2+3) остается такой же (85%) в случае прохождения через Костюковичи фронтальных разделов в дневное время (развитие термической конвекции не ожидается).

В пункте 3.3. 4. рассматривается соотношение знаков горизонтальной и вертикальной слагающих фронтогенеза

Проведенные ранее исследования для различных районов показывают, что в верхней тропосфере энаки ^ и почти всегда противоположны: если горизонтальное движение создает фронтогенети-ческий эффект, то вертикальные движения обусловливают фронте-лиэ, и наоборот. В нижней половине тропосферы компенсационный характер поперечных циркуляций обнаруживается реже, чем в вышестоящих слоях, но все хепримерно в 75% случаев.

Для района Беларуси компенсационный характер поперечных циркуляций на поверхности 350 гПа обнаруживается в 56% случаев холодных фронтов, в 44 % случаев обе слагающие фронтогенетической

V»

функции действуют в одном и том же направлении.

В пункте 3.3.5. определена величина Г*, близкая к погрешности расчета фронтогенетической функции ^ Сна меняет свое значение от пункта к пункту в зависимости от времени суток.

Для суммарной фронтогенетической функции, а так же для каждой из ее слагающих определены значения Р*, при юэторых достигается наиболее высокий процент оправдываемости прогностических празяя з разданных пунктах.

для горизонтальной слагающей фронтогенеза наиболее часто Г^

принимает значение 0.5°С/500км 12час (в Нарочи'и Бресте - для всех фронтов; в Гомеле - для всех дневных фронтальных разделов; в Слуцке - для ночных, а в Костюковичах - для дневных фронтов, если в пункте не ожидается развитие термической конвекции).

Для вертикальной слагающей фронтогенеэа так же, как и для горизонтальной слагающей, характерным значением при котором достигается более высокий процент оправдываемости является величина 0.5 С/500км 12час. В Костюковичах и Бресте при - 0.5 "С/ШОкм 12чае улучшение действия прогностических правил наступает во всех случаях, в Гомеле и Минске - в случаях дневных фронтов, в Слуцке и Нарочи - в случаях ночных и . дневных фронтов (развитие термической конвекции в пунктах не ожидается).

Для суммарной фронтогенетической функции лишь в Гомеле и Бресте при Р**-- 0. 5 «С/500км 12час оправдываемость прогностических правил для всех случаев фронтов достигает максимума

Сформулировано прогностическое правило: если величина фронтогенетической функции (^ или Ю удовлетворяет неравенству Р« > или Р > Р* , где и Р* принимают определенные (сведенные в таблицу) значения в различных пунктах в зависимости от времени суток и термодинамического состояния атмосферы, то фронт в поле осадков не будет размываться; при Р^ или Р ч< Г* он не будет обостряться.

В четвертой главе предложена методика прогноза эволюции холодных фронтов, перемещающихся в летнее время с запада над территорией Беларуси, и приводятся результаты авторских испытаний методики на независимом материале.

В разделе 4.1. подробно описана методика прогноза эволюции фронтоЕ, которая включает в себя:

1) анализ синоптической ситуации с целью определения возможности прохождения через пункт прогноза холодного фронта;

2) определение времени прохождения фронтального раздела че-эез пункт прогноза;

3) прогноз развития термической конвекции по методу прогноза гроз, предложенному Е В. Лебедевой, в случае прохождения холод-яых фронтов через пункт в дневное время;

4) определение на исходной карте AT-850 гПа точки расчета на участке холодного фронта, прохождение которого ожидается в пункте через 12 часов;

5) определение с помощью палетки величин., входящих в уравнения;

6) расчет характеристик фронтогенеза;

7) определение значений F}*, или F* с помощью таблицы ;

8) прогноз эволюции холодного фронта в поле осадков с использованием прогностического правила, сформулированного в п. 3.3. 5.

В разделе 4.2. проведена проверка методики прогноза эволюции фронтов на независимом материале 1989-1991гг. Успешность прогноза на независимой выборке составила по всей территории 92%, с разбросом от 100% до 88%. Повышение процента оправдываемое™ произошло в группе дневных фронтов (развития конвекции не ожидается) во всех пунктах; в группе дневных фронтоР (ожидается развитие конвекции) - в Нарочи, Гомеле и Костюковичах; в случаях ночных фронтов - в Слуцке и Костюковичах. Успешность прогноза возросла в каждом пункте в среднем на 6-7% (см. табл.1).

В Заключении подведены итоги работы.

1. Проведен синоптический анализ основных особенностей про-

/

- 20 -

Оправдиваемость прогностических правил для Р( при различных Е*

независимая выборка

Пункты Полная Шчные Дневные Дневные Не Но

выборка фронты (без конв.) (с конв.)

Нарочь 100 100 100 100 0,37 0,54

Минск 88 67 100 88 0,43 0,53

Гомель 90 75 89 100 0,52 0,53

Слуцк 88 100 100 88 0,38 0,52

Костю-

ковичи 95 100 100 88 0,29 0,35

н® 0,43 0,2,9 0,56 0,52

н0 0,48 0,32 0,63 0,53

зависимая выборка

Нарочь 93 100 81 94 0,57 0,59

Минск 84 89 89 94 0,22 0,29

Гомель 81 79 84 83 0,15 0,17

Слуцк 84 84 82 93 0,16 0,17

Костю-

ковичи 81 83 85 79 0,15 0,16

0,26 0,24 0,21 0,34

и* 0,27 0,31 0,26 0,40

- 21 - -хождения холодных фронтов с запада над территорией Беларуси (форм барического поля у поверхности Земли и в средней тропосфере, скоростей смещения фронтов, их вертикальной протяженности, количества осадков на фронтах) и выделены наиболее типичные ситуации. Показано, что фронты изучаемого типа практически всегда сопровождаются осадками, на характер и эволюцию которых существенно влияет локальная орография.

2. На примере анализа мезомасштабной структуры конкретных случаев фронтов (с привлечением радиозондовых и радиолокационных данных, наземных метеорологических наблюдений и плювиомет-рии) показано, что фронты над территорией Беларуси характеризуются основными особенностями, ранее описанными над другими районами средних широт ("теплая несущая полоса", гипербароклинные зоны, полосы облаков и осадков, неоднородности поля температуры с более теплыми и более холодными Объемами воздуха). Однако не во всех случаях имеются все эти особенности. Разнообразная структура наблюдаемых фронтов определяется различными сочетаниями указанных особенностей.

3. На основании расчетов значений горизонтальной и вертикальной слагающих фронтогенетической функции показано, что горизонтальная составляющая является значимым предиктором эволюции осадков, так что ее положительные значения (^>Г,*) в-начале 12-ти часовой траектории влекут за собой неослабленне осадков в конце траектории, отрицательные или близкие к нулю (Р, ч< -неуснление осадков. В данном случае под неусилением осадков понимается их сохранение в той 'ж градации или ослабление с переходом а более низкую градацию. Учет вертикальной слагающей фронтогенеза улучшает результаты только для станции Гомель ("

среднем на 47.), в остальных случаях приводит к понижению успешности прогноза.

4. (Мюрмулироьанное в п. 3 прогностическое правило положено в основу методики прогноза изменения осадков на холодных фронтах теплого периода. 11а зависимой выборке успешность прогноза составила по всей территории 83% с максимумом 93% (ст. Нарочь) н минимумом 81% (от. Костюковичи и Гомель). На независимой выборки успешность прогноза составила по всей территории 92%, с разбросом от 100% (9 случаев) (Нарочь) до 881 (Минск и Слуцк). Повышение процента оправдываемости произошло в группе дневных Фронтон без конвекции - во всех пунктах, в группе дневных фронтов с конвекцией - в трех пунктах, в группе ночных фронтов - в двух пунктах.

Методика предлагается для использования в практических целях на сети ЛМСГ в республике Беларусь.

Разработка указанной методики, аналога которой в прогностической практике не имеется, представляет основной практический результат диссертации.

Основным научным результатом диссертации является обнаружение того факта, что плоский фронтогенез (фронтолиз), количественной мерой которого является функция , определяет характер эволюции осадков на фронте не только в холодный период года ( как было показано ранее ), но и в летний сезон, в том числе и при ьираж-нной конвективной неустойчивости. Данный результат, по ьидимоыу, объясняется тем, что сопутствующая фронтогенезу тенденция к подыму теплого ьоздуха и опусканию холодного играет роль спускового механизма для разрешения конвективной неустойчивости; наоборот, сопутствующая фронтолиэу тенденция к

опусканию теплого воздуха подавляет конвекцию. Заслуживает внимания то, что указанные тенденции ке только не теряются на фоне конвективных циркуляции, но действуют достаточно закономерно.

По теме диссертации опубликованы следующие работы: "Мезо- ,,, ,.ЛЛ

Грщ'* tuffHbfJu.'^Щ P9,tiw32i, г992 масштабная структура фронтов над территорией Белоруссии'^ "Особенности прохождения холодных фронтов в летнее время над терри-

Usff-гмЯЗ от 27.09.931-торией Беларуси"« "Методика прогноза эволюции фронтов на поверхности 850 гПа для района Беларуси"(Осн. рук,)Ц55~гм93 от 21F. С?9.93г

ff