Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Синоптико-статистическсое исследование условий возникновения гроз и пыльных бурь в аэропорту Хартум и возможности краткосрочного прогноза этих опасннх для авиации явлений

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Синоптико-статистическсое исследование условий возникновения гроз и пыльных бурь в аэропорту Хартум и возможности краткосрочного прогноза этих опасннх для авиации явлений"

Государственный Коматет РоссаЗской фздерацщ по высшему образованна Российский государственный гндроиэтооролэгзческпа институт

Р Г Б ОД

На праваг рукопгса

¿бдалла Хштр Абдалла

да 551.509.316

Сшгоптшсо-статистнческов ксслодомяш) условий возеесеошшзя гроз 'и пшшша бурь в аэропорту Хартум и возможности краткосрочного прогноза этих опасных дня евзащш капэниЗ.

11.00.09 - Мэтоородоиш, климатология, агрокэтеоролэгпя

Автореферат Диссертации на сонсканиэ ученой стопвшз кандидата географячзскш наук

Санкт-Пэтэрбург 1994

Работа выполнена на кафедре »гетеорологических прогнозов Российского государственного гидрометеорологического института.

Научшй руководитель:

Доктор географически наук, профессор В.И.Воробьев

ОЗздзальшэ ошюнааш:

Доктор географических наук профессор К.В.Кондратович Кандидат гоографгшскнх наук Доцент В.Я.Ацдреэв

Вздуцая организация:

Главная х-еофззическая обсерватория ш.А.И.Воашюва

Защита состоится янтаря 1035 г. в часов на эаседаша спахщадизЕрозашого совета Д. 083. 19. 02 Российского .государственного гвдрокатеорололгявского института. Адрэс: 196196. г. Санкт-Петербург, Мавоохтинский пр., 93.

О диссертацией шта ознакомиться в библиотеке Российского государственного нщюштеоролоигаеского института.

Автореферат разослан * т "

ЯН£арЯ 1995 г#

Ученый секретарь снацаа-дизированного совета РГШЙ Дивинский Л.И.

Общая характеристике работы

Актуальность Х£Ш исследования. СуДЗН ЯВЛЯвТСЯ бОЛЬШОЙ страной Африки, его площадь 250в тис.кв.км. В сезон дожде Я йвяация являвтся основным средством для доставки грузов и пассажиров. Поэтому появилась необходимость исследования метеорологических яилегшЯ в теплый период годе, влиявдих яа регулярность и безопасность работы авиации.

Грозы и гшлъшш 'бури являются самыми опасными для авиации явлениями погода. Поэтому при планировании полетов требования к надежности прогнрзов пыльных бурь и гроз все более и более возрастают.

йшешна шгдь диссертационной вл&ты состоит в исследовании синоптических и метеорологических условий возникновения гроз я пыльных бурь в аэропорту Хартум и в разработке на этой основе рекомендаций по краткосрочному прогнозу этих опасных для авиация явлений.

Кй12ЛМКЛ иуслалрранид а испольэпяанны» материалы. Б качестве математического аппарата использовался кластерный анализ я метода сшюптяко-статистаческого анализа. Для выполнения настоящего исследования основным исходным материален дослужили результаты еяадаевшпе кэтеорологячесгап (восьмисрочных) и аэрологических (за 14 часов местного времени) наблюдений на станции (в аэропорту) Хартум за теплый период года (мая - сентябрь). Использовались, данные за семь лет: с 1565 по 196& гг и с 1985 по 1587 гг. По даяиш* кэтеорологаческях наблюдений били отобраны все случая, когда на станции Хартум 'наблюдались грозы, пыльные бури я грозы с пыльными буря;,я. В качество синоптического материала использовались" егеднетшо синоптические карты тропической зоны за теплне периода 1985 -1987 гг, я синоптические карты, приведенные в синоптических бюллетенях северного полушария за этот го прогаяуток врегянга. Кроме того пришакались климатические дашша Судана.

новизна работ.» заключается в следувдем.

1. Лея' территории Судана на примера стапциз Хартум установлен!! метеорологические и енноптячеекке условия возникновения гроз я пыльных бурь в теплый период года.

2. разработана рекомендации по краткосрочному прогнозу гроз я пильных бурь в аэропорту Хартум.'

ч

3. Исследованы возможности применения методики краткосрочного прогноза конвективных явлений в умеренных широтах для территории Судана.

ЙА ¡»¡»ЧИТУ вшосятся

1. Результаты выделения и анализа синоптических ситуаций, приводящих к возникновению гроз и пыльных бурь в аэропорту Хартум.

2. Результата анализа вертикальных профилей ветра, температуры я влажности в часы, предшествувдие возникновении гроз я пыльных бурь в Хартуме,

3. Рекомендации по краткосрочному прогнозу гроз и пыльных бурь в Хартума по результатам анализа и прогноза синоптических ситуаций и типовых профилей вертикального распределения ветра, температура и влажности в сроки, предшествунцие возникновению гроз и пыльных бурь в Хартуме.

4. Результаты анализа возмо!кностей использования методика краткосрочного прогноза конвективных явлений в умеренных широтах для территории Судана.

Практическая а научная значимость работы заключается В ТОМ,

что впервые на основе классификации синоптических процессов, при которых в Хартуме возникают грозы и пыльные бури, и типизации вертикальных профилей ветра, температуры и влажности в часы, предшествующе возникновении этих опасных для авиации явлений, разработаны рекомендации по их краткосрочному прогнозу.

Намечена перспектива дальнейших исследований по использованию методики краткосрочного прогноза конвективных явлений в умеренных широтах для территории Судана.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались й обсуждались па семинарах кафедры

датеорологических прогнозов РГГМИ.

По теме диссертации опубликована одна статья и одна находится в печати.

структура а. айьем работы. Диссертационная работа состоят из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем работы страниц, включая 36 рисунков, 12. таблиц и список литературы из 66 наименований.

Основное содержание работы.

ёй введении представлено обоснование актуальности исследования, определены цели и показана новизна работы, кратко излагается основное содержание каждого раздала.

Й первой глазе , рассмотрены •

фнзико-географлческив и климатические характеристики Судана. Рассмотрено географическое положение Судана применительно к задаче исследования возникновения гроз я пылышх бурь в этом районе.

В умеренных широтах возникновение конвекции возмогло при сочетании пята причин.

1. Термическая неустойчивость атмосферы.

2. Достаточная увлажненность воздуха.

3. Синоптическая ситуация, приводящая к возникновению орографических восходящих токов.

4. Рельеф, местности, приводящий к образовании орографических восходягда токов.

5. Характер растительности я почвы, • влияющий на максимальную температуру я влажность.

Рельеф Судана простой, подстилающая поверхность представляет слабо всхолмленную равнину. Территория Судана мало увлажнена. В связи с этим распределение температур« я влажности сравнительно однородно. Таким образом, конвекция более всего зависит от стратификации температуры, влажности я ватра, а также от характера упорядоченных вертикальных движений.

Таким образом, из всех факторов, определяющих формирование конвекции, выделяются их небольшое количество, влияние которых распространяется на значительные территории. Так, данные радиозонда станции Хартум характерны практически для всей центральной я северной частей Судана. В итоге »южно сделать заключение, что из всего множества факторов, влиявдих на развитие конвективных явлений над территорией Судана, следует 'выделить наличие синоптических ситуаций, при которых эти явления наблодаются, и особенности вертикальных профилей "температуры, влажности я ветра в часы, непосредственно предавствующие возникновении этих явлений.

В отличие от умеренных широт, основные погодообразующие процессы Судана в теплое полугодие связаны с перемещением я эволюцией 83К.

Эта зона характеризуется пониженным атмосферным давлением, наличием упорядоченных и конвективных вертикальных' токов я сравнительно простыми формами рельефа изобарических поверхностей в свободной атмосфере.

Если конвективные системы приводящие к образовании пыльных бурь формируются так, чтобы вызвать пыльные бури в Хартуме, то ВЗК должна находиться возле Хартума или немного к северу от

наго. При грозах положение БЗК должно быть савернаэ примерно на два - три градуса широты. Синоптические исследования показывают, что существуют определенные условия для того, чтобы в районе Хартума возникли пыльные бури. Эти требования можно сформулировать следующим образом.

а) Давление на уровне моря в Хартуме должно быть ниже или равно 1000 гПа в 17 ч местного времени!

Ö) Температура воздуха в это жа время должна превышать

40°0.

При наличии таких условий грозовые районы находятся на расстоянии 2-3" широты к ату от БЗК.

Во второй главе дана характеристих^ясходных данных и описана методика расчета типовых характеристик синоптических ситуаций, определяющих возникновение гроз я пыльных бурь в Хартуме, а также вертикальных профилей ветра, температуры и влажности в часы, предшествующие'возникновению этих опасных для авиации явлений.

Для выполнении настоящего иследования основным исходным .материалом послужили результаты ежедневных метеорологических (восьмисрочных). и аэрологических (за 14 часов местного времени) наблюдений яа станции (в аэропорту) Хартум за теплый период года (май - сентябрь), когда отмечается наиболее интенсивная грозовая деятельность я связанные с наличием кучево-дождевой облачности пыльные бури. Использовались данные за семь лет: с 1965 по 1968 тт. и с 1985 по 1987 гг. По данным метеорологических наблюдений были отобраны все случаи, когда па станции Хартум наблюдались грозы, пыльные бури и грозы с пыльными бурями.

Для выделения синоптических ситуаций, благоприятных для возникновения гроз я пыльных бурь, использовались ежедневные синоптические карты тропической зоны за теплые . периода 1965 -1987 гг, составленные в Гидрометеорологическом центре России, я синоптические карты из синоптических бюллетеней северного полушария за этот же промежуток времени.

Предварительная подготовка исходных данных сводилась к создании их банков яа технических носителях в виде, удобном для последующей обработки на ПЭВМ. Таким образом были созданы банки данных распределения ■ приземного давления и геопотенциала изобарических поверхностей 850 гПа и 500 гПа над территорией, ограниченной 0° и 603 с.ш. и 10°Э.Д. и 603 в.д. и банки аэрологических данных (ветер, температура, относительная Елаяшость но главных изобарических поверхностях до 100 гПа) для

т

случаев с грозой, с пыльной бурей я грозой с пыльной бурей.

Кроме того, "'О'-целью сравнения синоптических ситуаций я вертикальных профилей основных метеорологических величин при опасных для авиации явлениях с синоптическими' ситуациями я вертикальными профилями в дни отсутствия этих явлений, бил создал банк данных для этих дней <когда явление не отмечалось) • Эти банки данных позволили получить в дальнейшем типовые синоптические положения и вертикальные профили основных метеорологических величин для случаев с опасными явлениями и для случаев с ях отсутствием-

Большой объем вычислений при построении объективной типизации привели к необходимости автоматизация расчетов я использования методов кластерного анализа, которые в настоящее время широко используются в различных научных исследованиях.

Любая типизация основывается на группировке схожих между собой элементов архива в один или несколько типов- При решении многих метеорологических задач число типов , синоптических ситуаций заранее не может быть задано- Для преодоления этой трудности приходится процедуру типизации архива проводить несколько раз при разных- задаваемых исслвдлватйлем значениях числа типов, а затем по критерию качества выбирать оптимальну» Типизация- Поэтому следует обращать внимание не только на особенности .алгоритмов кластерного анализа, но я на методику выборе критерия качества.

Дул задания моры близости и критерия качества архив объектов типизации <поля давления, вертикальные профили метеорологических величию, представляется в виде совокупности 'п-мершх векторов х. = ■•»*1М)Т ^е п - число

параметров <признаков;, соответствующее, например.'числу станций или узлов при типизации полей, или числу рассматриваемых уровней при типизации вертикальных профилей! 1 - номер объекта в архива, 1 =» 1,..., щ N - объем архива-

В качестве меры "близости" векторов - элементов архива попользуется евклидово расстояние:

"Близкими" и. слэдоватзльно. входящая в один тип считаются векторы, для которых выполняется неравенство

Ри 5 Р* ,

где величина р* мояют рассматриваться как параметр алгоритма.

а

влияющий на число I выделенных типов а? , s ■ 1. ■ • •, I- ■ Весь архив а представляет собой набор указанных типов■ ь

. а - и а

а«*

Требованием, дополнительно налагаемым на типы, является их яеп&ре секаамссть«

Й, П Аг- 0

Г- ^ И г» »' - I, -. .,1. >~

Процедура выделения типов основана* на * анализе матрицы взаимных расстояний мевду векторами архива. •

Критерий качества типизации*«»-.введенный А-А-Дорофевком. предполагает вычисление величины I среднего по типам

расстояния мезду векторами внутри типов, величины I среднего ___ • *

расстояния мваду типами, а также их комбинации I ■=■ —

>1К

Наилучшим следует считать разбиение < типизацию). яри котором значение I минимально <типы "компактные"). а значение 1Ы1Сыаксшально^ <тияйнаиболее удалены один от другого). Поэтому

• оптимальной будет та типизация, при которой значение общего критерия I* будет минимально.

Таким образом, при формировании алгоритма классификации нужно предусмотреть следующие этапы:

- выбор меры "близости*, шм "схожести" объектов»

- разбиение архива объектов на типы <число типов может быть

• задано яла может получаться в зависимости от параметров алгоритма)»

- вычисление функционала - критерия качества типизации для подученного разбиения!

- определение оптимальной типизации (разбиения), при л которой' критерий качества достигает экстремального значения <при 4 сравнении значений критерия качества для всех построенных

вариантов разбиения архива на разное число типов) -

Применительно к поставленной задача типизации полей давления < геопотенциала) я вертикальных профилей температур и влажности были использованы отдельные разделы пакета статистической обработки "Бтатскаршсз" на ПЭВМ-

Архив был подразделен на з априорно заданных класса • дам с пыльной бурей )> дам с грозой <а2)| дни. когда гроза и пыльная буря отмечались одновременно < а3>. Для каждого класса была проведена типизация и сопоставлены полученные типовые поля яриеемяош дгшления. гооптштяа изобарических поверхностей

азе» я 500 гПз я в&ртихальине пробили температуры и влажности.

Результаты KJiacTfipHoro анализа записываются • в специально выделенный файл.

Анализ и обработка результатов осуществляется в следущем порядке.

Рассчитываются средние векторы типов и среднеквадратические отклонения внутри типов по воем переменным. Вычисляются расстояния от типового вектора до каздого эл&мента архива, входящего в данный тип. и определяэтся номер ближайшего элемента! вычисляется величина модифшсированного критерия качества в три этапа. Во-первых, вычисляется среднее расстояние между l типовыми векторами О-- a Gj <для »-го и j - го типов соответственно) •

1 u-i ь C«sÛfëT> ï ï ?tOi,&;j

Значение i позволяет оценить удаленность выделенных типов друг от друга.

Во-вторых, определяется осредненная по < тала?.! и по всем переменишь дисперсия внутри типов» L га

*2<l> - -г- 2 2 "ï* i=l k=t

где oik - дисперсия k-оЯ переменной для векторов i-ro тала- Чем меньше величина в <l>, тем более компактны типы данной типизации-

В-третьих, вычисляется обобщенный модифицированный критерий качества типизация

ï* (И .

i\L> » JSÙJ.

/5*йТ # '

Чем больше значение i <l>, тем удачнее, оптимальнее типизация« типовые векторы удалены яа больше расстояния, а изменчивость внутри типов мала-

а -греться r/iae* рассматриваются синоптические п метеорологические условия возникновения гроз и пыльных бурь в Хартуме, произведен анализ типизация синоптических полруеш^, благоприятных для возникновения гроз я яшгьшпс бурь я Xapf^J, а такта изучены особенности вертикальных профиле?! ;[зкртор!|Х метеорологических величин при грозах я пыльных буря?,

В результате классификации полэй приземно^ я

гэопотеяцхала изобарических поверхностей 850 rilq IJ Г>ОР гПа

ÍO

построены типовые карты для теплого периода года (май сентябрь) для дней с грозами, с пыльными бурями и с грозами, сопровождающимися пыльными бурями. Для каждого явления получены по нескольку типов синоптического положения.

Синоптические ситуации, при которых в Хартуме в теплый период возникают грозы, встречается довольно часто- Их общая повторяемость составляет 24,8ъ- В результате их классификации было выделено три типа структур приземного барического поля м полей гаапотенциала изобарических поверхностей sso и soo rila.

Небольшие значения внутри типовой дисперсии указывают на компактность выделанных типов, а отношение осреднеиной по типам дисперсии внутри типов к дисперсии для всего архива составляет о,27 что указывает на значительное различие в типовых структурах' барических полей-

Наиболее часто грозы в Хартума возникают при первом типе синоптического положыгая- Его повторяемость составляет бз*. На приземной синоптической карте обширная многоцент{ювая депрессия охватывает Аравийский полуостров и большую часть Африки- В районе Средиземноморья наблюдаются небольшие очаги высокого давления. На АТ-евд гребень азорского антициклона захватывает территорию Северо-западной Африки, в том числа западную часть Судана, 'циклон занимает Аравийский полуостров- центральная часть Судана, в том числе Хартум, находятся в замаскированной ложбина-Еа карте AT-soo азорский антициклон захватывает центральную и северную части Африки и Аравийский полуостров- Изогипса этого антициклона проходит вдоль береговой линии Аравийского полуострова, что способствует переносу влаги на территорию Судана- Эта изогипса над территорией Судана испытывает циклональное искривление.

Второй тип синоптического положения, при котором в Хартуме возникают грозы, имеет повторяемость, равную 21» и третий тип имеет повторяемость и*.

Второй тал отличается от первого тем, что на АТ-650 область низкого давления охватывает весь Аравийский полуостров я , центральную часть Африки. Гребень азорского антициклона, который наблюдается на карте АТ-650 при первом типе, смещается на север и занимает северную часть Африки. На карта АТ-500 при втором тшо появились очаги низкого давления над шной частью Аравийского полуострова.

Третий тип синоптического положения, при котором в Хартуме возникают грозы, отличается от первого и второго танов на всех

трех уровнях. Здесь на приземной карта над иго-западом Аравийского полуострова, Эритреей и северной часть» Эфиопии находится антициклон. Хартум находится на аго юго-восточной периферии. Над южюй часть» Судана располагается область ¡шзкого давления. Характерной особенность» поля геопотенциала изобарической поверхности 500 гПа является наличие седловины, образованной двумя .областями повышенного давления, азорским антициклоном и антициклоном, расположешшм над Аравийским полуостровом.

Синоптические ситуации, при которых в Хартуме в теплый период возникают пыльные бури, встречаются реже. чем синоптические ситуации с гроза:,«- Тем не менее, их повторяемость довольно велика я составляет 9,с%. Их классификация позволила выделить два довольно компактных типа синоптических положений, которые значительно отличаатся друг от друга-

Наиболее часто пылъше буря в Хартуме возникает яри первом типе синоптического положения- Его повторяемость составляет 9ох. На приземной синоптической карта рассматриваемую территорию занимает мтогоцентровая дисперсия- Аналогичная картина наблюдается на карте АТ-езо. но здесь существует барический грабень. ось которого ориентирована на восток до северо-западной границы Судана- Ка карте АТ-5оо азорский антициклон

представлен одной замкнутой изогштсой в центральной части Африки и занимает пебользув территорию- Гребень охватывает шну» часть Аравийского полуострова. Область низкого давления занимает северную часть рассматриваемой территории- Ось ложбина этой области проходит по территория Судана. что способствует возникновении термической неустойчивости-

Второй тип синоптического положения, при котором в Хартума возникают пыльные бури, тлеет повторяемость, равную юй.

При втором типе синоптического положения, в отличие от первого типа, на карте АТ-650 гребень азорского антициклона занимает всю западную часть Африки. На карте АТ-500 область высокого давления занимает территории Северной Африки, в том 'тесле северный Судан, я часть Аравийского полуострова.

Синоптические ситуации, при которых з Хартуме в тэшшй период возникают пыльные бури с грозеют встречаются рея®, чем синоптические ситуации с грозами или пыльные бури. Их повторяемость составляет 6,6*- В результате их классификации било отделено три типа структур приземного барического поля я полей гэопотшщиалов изобарических поверхностей ег.о а "зоо гПа-

Наиболее часто пыльные бури с грозами в Хартуме возникают при первом типе синоптического положения- Его повторяемость 67». Ка приземной синоптической карте рассматриваемая территория занята областью низкого давления- На карте АТ-eso область низкого давления занимает всю рассматриваемую территорию за исключением территории западной Африки, где располагается гребень азорского антициклона-

На приземной синоптической карте и карте АТ-ззо над территорией Центрального Судана можно выделить замкнутую циклоническую циркуляцию-

На карте AT-soo гребень азорского антициклона занимает территорию Северной и Центральной А'¡¡ржи и западную часть Аравийского полуострова- К северу от гребня находится мощный' циклон- Центральная часть Судана, в том числе Хартум, располагается на юго-восточной периферии гребня, а юг Судана занят областью низкого диплопия-

Второй тип синоптического положения при котором в Хартуме возникают пыльные бури с грозами, имеет повторяемость 20*¿ и третий 13S-

В отличие от первого типа, при втором типа синоптического положения отсутствует замкнутая циклоническая циркуляция над территорией центрального Судана. Здесь появилась обл;>оь высокого давления няд территорией Северной Африки. На карте АТ-ГЮО азорокий anTit'umoH не набдадаятс-я.

При третьем таТТГ1 синоптического положения гребень азорского вятициклгчга занимает западную часть Лирики. Ось мощной бяричвг-ков .••"Жбачм преходит м?ридйлл»льяо через Судан.

В резу.чммта ннализи няпраьления и скорости вптра на изобарических поверхностях ?П0 гПа я 50П гПя значимой сняли мйаду скоростями ветра Я фактом возникновения опасных ла

станции Хартум нэ обнаружено. То же относится и к вертикальному сдвигу ветра. Значительно лучшие результаты были получены при анализе направлений .воздушных переносов на указанных изобарических поверхностях. Были получены характерные профили , направления ветра для различных опасных явлений. Выяснилось, что на изобарических поверхностях 700 и 500 Ша ветер при опасных явлениях в 72» случаев имеет восточное направление. В 14* случаев ветер имеет северное направление, в 10« случаев кою о и в 4* - западное направление. Тогда как при отсутствии опасных явлений повторяемость направлений ветра имеет существенно иное распределение. В 41« случаев ветер имеет северное направление, в

31* восточное, в 10» южное я в 18* западное направление.

Анализ распределения температуры по вертикали показал, что на уровне земли в случае присутствия явления всегда температура несколько гошз , чем яри их отсутствии. Хотя анализ распределения температуры с высотой показывает некоторые особешгости при наличии гроз я пыльных бурь, всотаки следует отметить, что количественные отличия от случаев отсутствия ятях явлений сравнительно невелики и практически не могут быть использованы как прогностические признаки.

При отсутствии опасных явлений содержание влвга в атмосфера мапыпэ, чем когда присутствует одою из них и толщина влажного слоя намного меньше чем в случаях, когда присутствует явления. При отсутствии явлений влажность на приземном уровне на превышает 22* я сохраняет низкое значение до уровня 700 гИа. Относительная влажность в случаях наличия опасных явлений больше, чем в случаях ах отсутствия от приземного уровня до АТ-300. Относительная влажность при грозе больше, чем в случаях грозы с пыльной бурей я намного больие, чем когда наблюдается только пыльная буря. Максималыше отклонения влажности от типового профиля при отсутствии опасных явлений отмечаются в слое от поверхности земли до изобарической поверхности 700 гПа, минимальные отклонения в районе 500 гПа.

Таким образом. рекомендации по краткосрочному прогнозированию гроз и пыльных бурь в аэропорту Хартум сводятся к следующему.

На первом этапе с помощью прогностических карт, полученных из различных прогностических центров мира, оценивается синоптическая ситуация на следующие сутки. Если она благоприятна для возникновения опасных явлений, то переходят к анализу данных дневного вертикального зондирования в аэропорту Хартум. Делаются прогностические вывода о возможности возникновения опасных явлений по направлению ветра. Далее вертикальный профиль распределения влажности сравнивается с типовыми профилями при опасных явлениях. Если отмечается согласие с ними, то прогнозируется возникновение вечером того или иного опасного явления.

& четвертой г-дар» рассмотрен вопрос о возможности применения автоматизированной системы краткосрочного прогноза конвективных явлений в умеренных широтах для составления прогноза конвективных явлений в тропической зоне. (Цель этой часта работы состояла в проверке универсальности методики

расчета конвективных прогнозов, широко распространенной в РФ. Для работы была использована методика автоматизированного рас.чота конвективных явлений по методам, описанным в Руководстве по краткосрочным прогнозам погоды (Гидрометеоиздат, IS36 ).

Применение программных средств позволило изучить особенности конвекции в сухом тропическом климате. Показано, что критерии, которые признаются необходимыми для грозы, в тропической атмосфере выполнены практически всегда. Единственное условие, по всегда выполняющееся в Хартуме лотом, это достаточная влажность в нижней атмосфере. Высокая стабильность профилей температуры и влажности привела к тому, что расчеты по Хартуму давали следующий типовой прогноз: мощная кучевая облачность, баз осадков, шквалистый ветер, без грозы. Такой' результат расчетов показывает, что необходимо уточнить некоторые параметры конвекции, такие, например, как коэффициент вовлечения, критические значеения суммы дефицитов влажности на разных уровнях и т.д.

Выяснилось, что при наличии пыльных бурь во все дни по расчетам никогда яе получалось конвективно неустойчивых слоев. Этот факт заставляет думать, что природа пыльных бурь в Хартуме не всегда связана с конвективными шквалами.

2. айклкыэиш! приведены основные выводы.

1. Влияние опасных явлений погоды на жизнь и деятельность народа республики Судан в летний период особенно велико, так как в этот период авиация является по существу единственным транспортным средством. Поэтому прогноз пыльных бурь и гроз является важнейшей проблемой метеорологии Судана.

2. район Республики Судан отличается хорошо выраженной горизонтальной однородностью рельефа и простой ландшафтной структурой (малоизменчивый почвенный и растительный покров, редкая смена типов подстилающей поверхности), что определяет пространственную однородность климата. Район г.Хартум хором освещен метеорологическими наблюдениями я репрезентативен для характеристики погодных условий практически по всей территории Судана. Это позволяет проводить метеорологические исследования сухого тропического климата и особенностей погоды на хорошей информационной базе.

3. Климат Судана имеет два различных периода: зимний (сухой) и летний (влажный). Опасные явления погоди в оба этих 4 сезона связаны, в основном, с конвекцией. Главной особенностью конвективных явлений в Судана гю сравнена» с конвективными

явлениями умеренных широт является очень редкое выпадение осадков. Для Судана характерны грозы и пыльные бури. Грозы характерны для более влажного летнего периода. В диссертационной работа впервые обобщены дашшв о повторяемости ливней и гроз в летний период. Пильные бури имеют в Судане различную природу в разные сезоны. Зимой они связаны с большим градиентами давления и температуры, вызванными средиземноморскими циклонами. Природа пыльных бурь летом до настоящего времени не выяснена полностью. В работе на основе данных наблюдений впервые приводятся климатические таблицы повторяемости пыльных бурь по всем сезонам.

4. Б диссертационной работе впервые систематизированы сведения об условиях, при которых возникают грозы и пыльные бури в летний период. Показано, что при возникновении пильных бурь в Хартуме среднее давление в If) часов должно быть ниже ТОШ гПа, а температура виде 40 градусов. На синоптических картах должна наблюдаться ВЗК в районе Хартума или несколько севернее. При грозах положение ВЗК должно быть существенно севернее, примерно на два градуса широты.

5. В результате классификации полей давления и геопотенциала построены типовые карты приземного давления и геопотенциала изобарических поверхностей 650 гйа и 500 Ша для летних дней с грозами, дней с пыльными бурями и дней с пыльными бурями и грозами. Для каждого явления получены по нескольку типов синоптического положения. Дяя грозы было получено три типа синоптического положения с повторяемостью, соответственно, 68*, 21?. ПЖ. Для пильной бури было получено два типа с повторяемостью 90;? я 10*,?. Для грозы с пыльной бурей было получено три типа с повторяемостью соответственно в7%, ?Ш, 13%.

6. Классификация данных -радиозондирования в . часы, предшествующие появлению опасных явлений, была проведена независимо. По результатам этой классификации были получены характерные профили ветра, температуры и влажности. Выяснилось, что на изобарических поверхностях 700 гПа и 500 гПа ветер при опасных явлениях в 72 % случаев имеет восточное направление, тогда как при отсутствии опасных явлений повторяемость этого направления составляет всего 31Я. Показано, что величина скорости ветра не связана с наличием яля отсутствием опасных явлений. То же относится и к вертикальному сдвигу ветра. Анализ распре деления температуры по вертикали показал, что профили температуры не показывают существенных признаков наличия или

отсутствия опасных явлений погода. Важнейшие различия для разных опасных явлений обнаруживается по профилям влажности, в случае опасных явлений в нижней части тропосферы наблюдается значительно более влажный воздух, чем в случае отсутствия явлений, Причем по величине увлажнение гораздо сильнее в случаях наличия грозы. Ятот фактор может быть легко учтен в прогнозе.

7. В работе впервые рассмотрен вопрос о возможности применения автоматизации для составления прогноза конвективных явлений в тропической зоне, цель этой части работы состояла в проверке универсальности методики расчета конвективных прогнозов, широко распространенной в РФ. Для работы была использована автоматизированная методика расчета явлоний по Руководству по краткосрочным прогнозам погоды, ч.1, Ридрометвояздат, 1986, принятому в Р"Ь. Показано, что критерии, которые признаются. необходимыми для грозы, в тропической атмосфере выполняются практически всегда. Единственное условие, не всегда выполняющееся в Хартуме летом, - это достаточная влажность в нижней атмосфоре. Высокая стабильность профилей температуры И влажности привела к тому, что расчеты по Хартуму даэт следующий типовой прогноз: мощная кучевая облачность, баз осадков, шквалистый ветер, без грозы. Это показывает, что необходимо уточнить основные параметры методики - коэффициент вовлечения я дяскримлиаэтну» кривую границы возникновения грозы. Выяснялось, .что при наличии пыльных бурь во все дни по расчетам никогда на получалось конвективно неустойчивых слоев. Этот факт заставляет думать, что природа пыльных бурь в Хартуме но всегда связана с конвективными шквалами и должна быть исследована дополнительно.

е приложении приводятся вертикальные профили температуры я влажности по месяцам.

Подписано в печать 06.01.95. Формат бОхШ 1/16. Бум.писч. Печ.лЛ.О. Бум.л.0,5. Тира* Ю0.3ак.20.РТП изд-ва СП5УЭ0. 191023, Санкт-Петербург, Садовая ул., д.21

ЙДЛЛА ХИЯР АБМШ1А АВТОРЕФЕРАТ