Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Тропические циклоны северо-западной части Тихого океана

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Тропические циклоны северо-западной части Тихого океана"

lift nvaeax pyxoiiuец

ТУКЕГОДОКЕЦ ПЛЛЕРИЙ ПЕТРОВИЧ

тропические циклоны СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧЛС'Ш тихого ок&шл: структура, эволюция, прогноз

интенсивности п перемещения стлтистичшаши

методами

Специальность 11.00.09 - " Метеорология, климатолог«", агрометео^олегшг"

автореферат

/wwfnaipm на cwnararoce ;чсис& сгом*м доктора и-огряфичссгах наук

ТЬялпвосюк - 1993

Работа выполнена н Дальневосточном региональном научно-исследовательском гидрометеорологическом институт

Официальные оплоиеяги:

Доктор технических наук, профессор Азолцс» Анатолий Иванович Доктор географических паук, профессор Семенов Еогешш' Константыгаш)'!

Доктор физико-математических наук, профессор Си'ппжои Игорь ГСС>11П1СГ11Ч

Ведущая оргшшзакня: Тихоокеанский институт океанологии ДВО РАН

Зашита состоится " р^Д " __1998 г. в_15__часов на

оседании диссертационного совета Д.064.58.04 пз защите диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук в Дальневосточном государственном университете (Владивосток, ул. Мордовцсва, д. 12, каб.

Отзыв просьба присылать в двух экземплярах с заверенной подписью /)а имя учено! о секретаря по адресу: 690600, Владивосток, ул. Суханова, д. И, отделение метеорологии.

С 'диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного университета (Владивосток, ул. Суханова, В).

Автореферат диссертация разослан " Ж "С.кААи1(^ ¡998 г. У'итмшй секретарь |

дигсрдггациошюю совыа канаидат географвдееккх на) к,

доценг Яло\>:п.\ В.И.

Г

¿ътуъ'ъиость проблемы Катастрофическое наводнение в Приморском крае в сентябре 1994 г, обусловленное воздействием тайфуна ''Мелисса" (9424), принесли ущерб около 300 млн. дол. По экспертным оценкам Всемирной метеоролргической организации (ВМО) своевременное предупреждение о стихийных гидрометеорологических явлениях (СГЯ) сокращает ущерб на 10%. Отсюда ясен интерес исследователей к выяснению механизмов развития тайфунов, разработке новых методов прогноза и усовершенствовании служб наблюдении и предупреждения о тайфунах.

Анализ методов прогноза тропических циклонов, разработанных в различных странах в последние десятилетия., показал что, несмотря на различные подходы к разработке методов, большого обилия видов и типов предикторов в статистических схемах, существенного улучшения прогнозов не достигнуто -ошибки прогнозов остаются практически без изменений. Последнее определяет необходимость поиски новых неизвестных механизмов, отвечающих за эволюцию тропических циклонов, и поиска нового подхода к решению задач га прогноза.

Опыт Тайфунного Оперативного эксперимента 1981-1983 гг. (ТОРПХ) , Комитета по тайфунам ЭСКАТО/ВМО показал, что практически отсутствуют методы прогноза интенсивности тайфунов, точность прогноза траекторий зависит от точности предсказания крупномасштабных полей атмосферы (особенно в низких широтах), а также от точности определения положений и интенсивности ТЦ в Начальный момент времени.

Из обилия прогностических схем, разработанных отечественными исследователями, п Последнее десятилетие Центральной методической комиссией по гидрометеорологическим прогнозом (11МКП) рекомендованы к использованию в оперативной практике лишь три. В то же Бремя, в прогностических подразделениях дальневосточных УГМС Росгидромета используется в ка-честье основного синоптический метод прогноза перемещения тропических циклонов, 'по, кроме отсутствия эффективных методов, связано,с недостатками в организации службы наблюдения за тайфунами и оповещениями о них.

//ель работы: на шпоне исследования механизмов взаимодействия системы океан-атмосфера статистическими и эмпирическими методами (с привлечением теории термодинамического подобия) ь период деятельности тропически,-: циклонов северо-западной част Тихого океана сформулировать и обоснован, научно-практические положения, направленные на решение проблемы разработки автоматизированных методов прогнозировании перемещения, интенсивности тайфунов и связанных с ними явлений погоды, разработке рекомендаций по усовершенствованию службы наблюдении .за тайфунами.

Для достижения указлннои цели в работе были поставлены и реализованы следующие задачи исследований:

» исследовать применимость теории подобия д.ш изучения эволюции тропических циклонов северо-западной части Тихого океана;

• пронесши типизации тропических циклонов северо-западной части Тихого океана по их интенсивности и виду траектории;

• выявить на основе статистических методой исследовании по натурным данным (с том числе, экспедиционным) новые элементы структуры и новые ме.ха-шпмы эволюции тропических цшаоиав;

• но/ троить статистические параметрические модели строения и эволюции тропических цик.юиов;

« определить на основе результатов параметрического моделировании структуры и эволюции ТЦ новые виды предикторов дли ра¡рабатьшаемых прогностических соотношений; ' разработать автоматизированные методы прогнозирования перемещения и интенсивности тайфунов и евтанных <: ними явлений погоды с зиблагпвремеи-ностыо до трех суток;

• разработать рекомендации о путях и направлениях развитии службы наблюдения за тайфунами >ш российском Дальнем Востоке.

Исходны^) материалами для исследованиячтослужиди данные о параметрах 112() тропических циклонов северо-западной части Тихого океана за т'ериод 1956-1997 гг.. данные о ежедневных полях приземного давления и гео-погенш(ала на Н500 зт период'1%5-1««0|г. (за 00 ч ГМТ) и 1995-1497 гг. в кодах П'ИД. данные около 35000 аэрологических зондирований атмосферы на

станшшх ccrn ВМО н судоиых станциях инстптум и innre 22000 o.-.j,inunn>-фнческпч станции по акватории тропической зоны Тихою океана МИД П и ДВНИГМИ, данные более чем 160000 профилей гемпера|уры и влажности атмосферы, а также температуры поверхности fion.i но западной чает Гнхого океана по лепным измерительных комплексов ИСЗ ХОЛЛ и («коло 2351)00 наблюдении за "облачным ьегром" геосшишнарншо ИСЧ fjMS, опублнконан-iiue ft сборниках Японскою метеорологического спушикогюго центра, данные около 150000 метеорологических судовых наблюдений, выполненные по программе попутных наблюдений 1)МО, и на судах ДВИ ИГМИ, Аптор участвовал в 22 рейсах, in них в шести iv качестве начальника или заместители начальника комплексных жепедншш, а том числе международных. Исходной информацией для разработки методов прогноза осадков послужили данные синоптических карт и карт барической топографии пи дальневосточному региону, бюллетени ЦИПа, данные об осадках на метеорологических станшшх за ¡95(1-1990 годы, помещенные в Метеорологических ежемесячниках.

Научная ¡отпит выносимых на защиту положений и основных результатов состоит а следующем.

3. Разработаны и впервые ресишовачн: а) методика прогноза с забллгонремен-ностыо до 12 Ч давления н максимального ветра ß тропических циклонах статистическим регрессионным методом с использованием а качестве предикторов безразмерных сочетаний параметроп о тропически* циклонах; Я) методика Прогноза с заблагойременностью до 72 ч интенсивности (давление, максимальный ветер, радиусы зон сильных и ураганных ветров) и перемещения тропических циклоноп статистическим регрессионным методом на основе типизации ТЦ по их траекториям И максимальной интенсивности с использованием й качестве предиктороа безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах', s) Методика прогноза с :1аблаговременностью до 72 ч перемещения тайфунов на оеноне применения аппарата групповых аналогов с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах; i) методика прогноза сильных теликов танфунного происхождения по территории Приморского края на основе дпекриммнанг-ныч функции, д) статистическая вероятная модель выхода тайфунов на рано-

мы российски о Дальнею Восюка и зависимости ог их нахождения; о) модель -.толкиiiui 'III на ранней ста;мп рпшнии, ж) срипсшческаи параметрическая модель сфосннн и лишоцип Iii на основе использованин Соразмерных сочетании параметров о 'фонических циклонах

Дока кто, что: ц) тропические циклоны северо-западной чаши Гихого океана по ходу эволюции разделмкпея на два главных тина, каждый из которых делится на дна подтипа; типы различакнея по сгепенн ншенсипности, политы по пилу траектории; С) тины и подтипы "ГЦ стагисгическн различимы па ранней стадии развиты. то есть на аадип тропической депрессии; в} фонический циклон может бым> интерпретирован как система циркуляции воддуха, состоящая in полою тороибралюго вихря, вращающегося по закону твердою чела, с внутренним радиусом, близким к радиусу "глаза бури", и внешним - .зоны максимальных ветров и пнлуциромапного за счет кинематической вязкости (при допущении, чю количество движении ТЦ линейно зависит ог времени) поля скоростей Петра до радиуса, на котором Поле ветра близко к нулю( при отсутствии составляющей смещения ТЦ); г) тропическая атмосфера в зоне действии прошедшего по крайней мере за трое суток тропическою циклона в поле темперапры и влажности сохраняет структуру, аналогичную ТЦ, в иоле ветра структура не сохраняется; д) структура циркуляции вод ji "следе тайфуна" состоит, по крайней мере, из двух систем ячеек вертикальной циркуляции вод - над и под термоклнном и имеет развитие не менее IOi суток; с) размер начального циклонического образовании намного превышает размеры будущего тропического циклона и имеет радиус, по крайней МФре, порядка 1500 км; ж) термическое состояние верхнего однородного моя писана оказывает существенное влияние в период формировании ТЦ и в меньшей мере - на последующих этапах эволюции; з) сверхмощные ТЦ образуются из начальных циклонических образований, момент количества движений в которых в 5-10 раз превышает средние значения.

3. Впервые выполнен с использованием безразмерных сочетаний параметров (как критериев подобия) широкий спектр комплексного физико-

статистического анализа и прогноза ТЦ для северо-западной част Тихого океана;

Обосповпшюсть п да.стоверносгяь результатов подтверждаются следующим: а) анализ эволюции тропических циклонов и методы прогноза основаны на современных научных положениях с широким применением статистических методов; б) использованием выборок натурных данных требуемого для статистической обработки объема; п) согласованностью результатов исследовании с натурными данными и рядом выводов, полученных различными авторами ранее на основе синоптико-статистического и гидродинамического подходов к анализу и прогнозу тропических циклонов.

Прпкттеекач зттччещь рвбатц определена тем, что:

1. Разработанные методы прогноза интенсивности И перемещения тай-фуноя используются и прогностических подразделениях Росгидромета и Гид-рш.мтслужбы ТОФ, прогноза сильных осадков - а Приморском УГМС.

2. Рекомендации по развитию службы наЗлюдения за тайфунами вошли состдмюй частью о ФЦП "Мировой океан" и ТЗО на создание и развитие (гифор.чациенно/! системы прогноза наводнений и Предупреждения населения Приморского крал рамка* реализации ФЦП "Защита от наводнений населенных пушетйя, народно-хозяйственных объектов, сельскохозяйственных и ЛРУПЙ ценных земель э Приморском крае на 1995-2000 годы" И программу "Згщлта ларог, инженерных коммуникаций, зданий и сооружений ог воздействия тайфуноа" г. Владивостока.

3. СтятИстсгческзИ модель определения вероятности выхода тропического швдона из российский Дальний Восток в зависимости от положения циклона из Момент прогноза используется в Сахалинском УГМС и ДВНИГМИ.

. 4, Статистический метод прогноза интенсивности тайфунов с заблаго-г.ремешшетыо до 72 ч Используется й ДППЯГМИ при составлении кои^/тьта-ционнЫх прогиокщ-длЯ датьнейосточных УГМС.

5. Материалы исследований послужили основой для составлении специального курса лекций "Тропические циклоны", а также методического пош-

бия "Методы прогноза тропических циклонов" для студентов кафедры метеорологии Дальневосточного государственного университета.

6. Созданное программное обеспечение по работе с базой и сама информационная база данных, содержащая данные о параметрах 1126 тропических циклонов северо-западной части Тихого океана за период 1956-1997 гг., данные наблюдении НИС, ИСЗ, ВСП ВМО за состоянием атмосферы и океана, используются в ДВНИГМИ при выполнении бюджетных и договорных НИР.

Основное содержание диссертации составляет исследования, которые выполнялись в процессе научных разработок. Работа выполнена по плановым темам Ь>сгидромета на 1981-1997 гг.: 1.02е.06. |.02г.05, 1.2г.07, |.2д.04, (.1.1.6, 1.1.9.16, J.8.5.58, 1.8.5.55, 1.8.5.63, 1.5.4.8, 1.1.1.4, 1.1.1.8, 1.5.3.1, (.8.5.3, теме Nil советско-вьетнамского и российско-вьетнамского сотрудничества (I9S3-1995 гг.) и по договорным темам по заказу НПО "Тайфун" и ИКИ АН СССР "Погода-Т". "Кобра-8б", "Контур-89", ''Контур-2" в отделе метеорологии и изучения тропических циклонов Дальневосточного регионального научно-исследовательского гидрометеорологического института. В перечисленных научно-исследовательских темах автор принимал участие как научный руководитель и ответственный исполнитель либо НИР в целом, либо ее самостоятельных разделов.

Лпрабацая Основные результаты рабогы предстаапепы на Международных и Всесоюзных конференциях и симпозиумах, важнейшими из которых являются: Первый всесоюзный съезд советских океанологов (Москва, 1977); Второй всесоюзный съезд океанологов (Севастополь, 1982), Fourth CSK Symposium (Tokyo, Japan, 1979), Межведомственный семинар по научным результатам ПГЭП (Москпа, 1983), 4-й Международный симпозиум но тропической метеорологии (Гавана. 1987), Совстско-вьстнамскаи конференция Предварительные результаты совместной комплексной авиационно-морской экспедиции 1988 г." (Дананг, СРВ, 1988), 'Региональная конференция "Природные катаклизмы и их последствия в дальневосточном регионе"

(Южно-Сахалинск, 1090), j-ii Международный симпозиум но тропической метеорологии (Oöihihcv, 1991), Российско-вьетнамская конференции "Предварительные результаты научных эка,единиц на шельфе и архипелаге Чыонг-Ша СРВ ¡992-1993 гг." ( Хайфон, СРВ, 1993), Международна!) конференция "Северная Пацнфпка - гидрометеорологии, охр ща окружающей среды, география)" (Владивосток. 1994), Научная конференция по результатам исследований ;; области гкдром'теоролопш и мониторинга природной среды Росгидромета и MCI ' Москва, 1996), Меж/ij народная конференция "Стихии. Безопасность. Стронтельстш).'' (Владивосток, ¡997).

Материалы исследований автора докладывались г,а Итоговых сессиях Ученого совета ДВИИГМИ (1982-1997), на семинарах и Совместном советско-вьетнамском центре по тропической метеорологи (1985, 1991) и в Совместном российско-вьетнамском центре по тропической метеорологии (1994), на се, .инаре ГМЦ СССР (1988), на семинарах НПО "Тайфун" (1990).

Jîyf>лнкяции. Результаты выполненных исследований представлены по теме диссертации в 64 публикациях в научной платя, подготовленных автором как лично, Так и в соавторстве или в составе тв - рческих коллективов.

Личный оклад автора в совместных публикациях. Из списка работ автора по теме диссертации 29 выполнены без соавторов. Все результаты по анализу статистических характеристик параметров структуры и jjwhouhh, термодинамических параметров атмосферы и океана получены автором. Во всех этапах исследования участвовал автор « процессе анализа полученных результатов; выполнил самостоятельно большую часть расчетов; все основные выводы ц результаты получены соискателем. Ему также принадлежат разработки:

• алгоритмов и программ исследовательских комплексов на ПЭВМ построения и анализа статистических регрессионных параметрических моде ieu структуры и эволюции тропических циклонов;

» алгоритмов и программ комплексов на ПЭВМ доступа к наборам информационной базы данных;

* алгоритмов и пр грамм прогностических комплексов на ПЭВМ.

I, исследованиях, выполненных с соавторах i, i¡ óo.U' жнсгве работ автор учааповал либо на партетпых началах, лиОо ему принадлежит основная роль по анализу, обобщению и получении выведет.

Двюр выражает г^крешиою благодарность всем своим соавторам, особую бллтл ipnoci,, - t-.uuuumy технических наук 10.13. Казаниеву, с которым подготовлена часть постановочных pa6oi.

СТРУКТУРА ГДЬО'ГЫ. Диссертационная работа "Тропические циклоны северо-западной ч-.сти Тихою океана: структура, эволюции, прогноз интенсивности и перемещения статистическими методами" общим объемом 243 страниц состоит из введения, семи разделов, заключения и списка использе-умои литературы 189 наименовании,

Оситтые положении и результаты, выносимые на защиту:

I. Методы прогноза:

и) прогноз давлений и максимального и(мра в тропических цпк-юнах статистическим регрессионным методом с заблаговремешшеши до 72 ч с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетании параметров о тропических циклонах;

б) прогноз интенсивности (давление, максимальный ветер, радиусы зон сильных и ураганных ветров) и перемещения ицюпических цик.юнов статистическим регрессионным методом с заблаговременное/пи до 12 ч на основе типизации ТЦ по их траекториям и максимальной интенсивности с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний параметров о тропических цик.ю-нах с заблаговременное/пью до 12 ч:

в) прогноз перемещения тайфунов на основе применении аппарата групповых аналогов с заблагавремешюснш до 12 ч с использованием в качестве преОик-торов безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах;

г) прогнт сильных осадков, в том числе тайфушюго происхождения, по территории Приморского-кран на основе дш.хршшнантиых функций с использованием в качестве предикторов данных прогностических полей приземного даале-

шш и геопотенциала на уровне ¡¡¿по 0 кодах 114!,'! от европейского центра метеопрогнозов Редииг.

2. Эволюция тропического циклопа, тип его траектории опреоелпттся параметрами начального циклонического образовании, в первую очередь, моментом количества движения.

3. Безразмерные сочетания параметров (как критериев подобия) являются инструментом, позволяющим по имеющимся данным о тропических циклонах построить новые параметрические модели строения пнии^унов, а также выявить новые механизмы их эволюции.

4. Тропический цик-юн может быть интерпретирован как система циркуляции воздуха, состоящая из полого парообразного вихря, вращающегося как твердое тело с внутренним радиусом, близким к радиусу "глаза бури", и внешним - зоны максимальных ветров, и индуцированного за счет кинематической вязкости (при допущении, что количество движения ТЦ линейно зависит от времени) поля скоростей ветра до радиуса, на шпорам поле ветра близка к пулю (при отсутствии составляющей смещении ТЦ).

5. Статистические модели:

а) статистическая вероятная модель выхода тайфунов па районы российского Дальнего Востока в завйаишети от их нахождения;

б) полуэмпирическая модель эволюции ТЦ па ранней стадии развития;

в) статистическая параметрическая регрессионная модель строения и эволюции ТЦ с использованием в качестве независимых переменных безразмерных сочетаний параметров (как критериев подобия), тропических циклонов.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1, Вы5рр наирйлегпш исследований.

В последние голы в связи с интенсивным развитием персональной вычислительной техники*и с широкой доступностью пакетов прикладных программ математической статистики в метеорологии спин широко использоваться аппараты пошаговой множественной регрессии и пошагового множественного лискрнминтаного анп'иш, позволяющие осуществлять выбор онги-

I II

мальных предикторов in большою числа рассматриваемых предикторов (до |(>4 в раГнпе Грссько ПЛ. (1983)Т. Сачрабшап и апробирован применительно к прошозу тропически^ циклопов аппарат магматической статистики р>пновые аналоги" (Груза Г.В., Раиькова ").Я. (1977)).

Накоплен значительный опыт по применимости того или иного параметра фонических циклонов и атмосферы » качестве предикторов. В частности, H.H. Павловым (1473, 1975) сделан вывод, что статистические модели прогнозов, где параметрами являются только циркуляционные факторы и отсутствую!' предикторы, характеризующие состояние подстилающей поверхности, пс позволяют- с достаточной точностью прогнозировать эволюцию тайфунов. lilsbeny R. ( 1975) в 39 рассматриваемых предикторов включат в числе друтх различные комбинации предикторов (например, отношение квадрата максимальной скорости ветра к размеру тайфуна). Из числа синоптических параметров, вошедших в уравнения регрессии, вошли шпрота распространении требнп na AT™» п радиус последней замкнутой изобары тайфуна. Груза Г.П. и Греско Г1.Д- (I9S7) при разработке аналогового метода включали, кроме других, номер дня с начала года.

Из анализа результатов следует, что классификации по типу траекторий дцтжна заметно улучшить прогноз перемещении TU. Идея классификации траекторий для целей прогноза перемещении 'ГЦ получила развитие еще при разработке метода прогноза по аналогии Ниггаи (Хоуп и Пыоманн (1970)).

При разработке наиболее современных и эффективных прогностических Комплексов используется принцип модульного построения, состоящий в объединении лучших сторон различных схем на уровне прогноза.

В распоряжении прогнозистов Объединенного центра предупреждения о|тайфунах (США, о. Туам) имеется 16 прогностических схем, которые можно отнести к шести категориям: экстраполяция, климатология и аналогии, статистические, динамические, комбинированные, и эмпирические пли аналитические (Wells F. (1995)). Например, одна из комбинированных схем (WGTD) предусматривала в качестве результирущего прогноза взвешенное среднее ре-

зультатов прогноза шести схем: ОТСМ (29%), CSUM (2">%), FKAM (1-1%), JTWC92 (14%), И РАС (1 '%), и CLÍPER (7%).

Peak James Е. и Elsberry Russell L. (I9S7) предложили объективный алгоритм выбора схемы прогноза, основанный на методологии "классифчкаиион-ного дерева решений".

Таким образом, на основании анализа опыта, накопленного отечественными и зарубежными исследователями, разработка методов прогноза перемещения и эволюции тропических циклонов в настоящей работе велась с учетом следующих положений.

1. L качестве annapaia математической статистики нредводчительно использовать пошаговую множественную регрессию, пошаговый миожесгвен-ний днскримннантный анализ, метод групповых анаянов.

2. Предикторы должна соответствовать следующим требованиям:

- дос7/пность при оперативном использовании методов прогноза (наличие данных длд их расчета н определения в Глобальной сет телесвязи Всемирной службы погоды);

- новые вилм и типы предикторов должны быть получены на основании, р.ы.4плени;; иоаых механизмов, отягчающих за эволюцию и перемещение тропических циклонов;

- предикторы лоллгнн ¿трахать термодннамичесг.о; состояние окружай Ш!Н тропический пик-чц атмосферы, состояние подстилающей tor.epx-ноети, снутреинюю :трукт),-у тропических шпионов,

- првлгисторы лиг-енл иметь снисловую нагрузку и быть либо одной рязчгрнсст»!, лкбо Ceipv.'ícpjn.!»«», например, н »рмирокишие тем ш. : иным строгом вм"дг:ггрч TronjriíCkjro инкЛона н итмосфери,-параметры и крнте-

Vй'Ч П^ГсС"" (.-¡:Г:ГП1 *Г«Д tVcfu, Г<ЙНОЛЬ1Са И ль.).

3. Пестро?!!!": пг ".тпч'ек!!-,- г.тчтнмргтч'г ra.vxua г.есл'сь с учетом i.i;n¡' "'мг; тр<;П 1Г'сс-:гу, r.^i^--"-^!- то \¡x тр^лта'.лч ;s ''итенс>!"Ч1'сти.

-! íhYi^rjTtr '"!'Ч ;uvki;4I f-ыгь анто? sa í нто"", m,; тг [ и м-

;т-р;."H!, прггно?з, г"-"rnwatüium г.емплечеиое их пс-

пл-т-л'^-т!." п :<!г?г!| о г р^уптчлт f-^jT.^'ini :!npp~vn;;;:i.

2. Климатология ТЦ сеиеро-заиадиои масти Тихого океана

Полипным о количестве тропических циклонов, развившихся до стадии фонического штормя и выше за период, 1956-1996 гг. в северо-западной части Тихого океана (!096 'I Ц, данные о 1956 г. - не полные), более половины тропических циклопов (51.4%) достигли давления в центре 970 гПа и глубже, около трети (32.7%) - 950 illa и глубже. Только 4.1% всех тайфунов развиваю) ся 1лубже 900 i l la.

Количество циклонов, достигших стадии суперганфуна. (ветер 130 узлов и болео), за весь период наблюдений - 19. Последним супертайфуном был тропический циклоп 7920, последним тропическим циклопом достигшим глубины 890 гПа и менее был тропический циклон 8422 (875 гПа и максимальный ветер 61 м/с или 120 узлов). Наиболее глубоким тайфуном с 1956 г. rio 1997 г. был тропический циклом "Гил" (7920), достигший 12 октября 1975 г. 870 гПа при ветре 69 м/с (135 узлов), наиболее мощным - тропический циклон 6228, максимальная скорость ветра в котором 13 ноября i902 г. составляла 79 м/с (155 узлов) ripn давлении 900 гПа.

Более 6% всех тайфунов (49 из 769 ГЦ за период с 1969 по 1997 гг.) имели размеры в моменты максимального своего развития, близкие к размерам самых глубоких анетропических циклонов ■ зона сильных ветров (более 15 м/с) у таких ТЦ была больше 400 морских миль (более 740 км). Половина этих циклонов возникла в последние 10 лет. Наибольшее число таких размеров циклонов было в 1972 г. и 1990 к - четыре, в 1997 г - пять. У 13 тайфунов зона сильных ветров превышала 500 морских миль (более 925 км). Самым крупным по размерам радиуса зоны сильных ветров (800 морских миль или 1482 км) был тропический циклон 7911. При глубине 910 rila и максимальной скорости вегра 56 м/с (110 узлов) радиус зоны ураганных ветров (более 25 м/с или более 50 узлов) составлял всего 105 морских миль. Наибольших размеров радиус зоны-ураганных ветров 250 морских миЛь- (463* RM) зафиксирован в тропическом циклоне 8422 при глубине 880 гПа и максимальном ветре 61 м/с (120 узлов) и ь тропическом циклоне 8305 при глубине ТЦ 920 гПа и максимальной скорости ветра 51 м/с (100 узлов).

Во Временном долг изменчивее/и числа тропически«, циклонов, достигших стадии тропического ¡лторма и выше, за период 1945-1997 гг. отчетливо видна нестаиионарноегь ряда, обусловленная наличием тренда и низкочастотной изменчивостью с периодом около 25-27 лет По результатам спектрального анализа выделяются периоды в 2.4, 3.5 и 7-8 лет.

Из всего числа зародившихся тропических циклонов только 42.3% пересекают ЗО'с.ш., обеспечивая межширошьи. обмен теплом, влагой и моментом кочнчссгва движения. Кяк и для общею числа тропических циклонов по временном ходе обнаруживаются два максимума, приходящиеся на 1965 и 1991 гг., и минимум - I9S0 г. По данным спектрального 1иализа выявляются периоды в 14.3, 5.1 и 3.2 года.

Максимум числа выходов TU в зону действия течения Куросио обнаруживается в районе южного меандра Куросио. Максимальное количество тропических циклонов, вышедших на район Куросио, - 19 (1960), минимальное -5 (1973) при среднем а год 10.6 (о -- 3.16). В ходе количества выхода тайфунов lia район течения Куросио в последние 40 лет отмечается тенденция к уменьшению с максимумами в 1963 и 1990 гг. и минимумом в 1976 г.

3. Структура и эволюция тайфунов

3. ¡Примените теории подобия Л/я изучения эволюции ТЦ.

Исследование эволюции ТЦ может быть реализовано путем подбора безразмерных сочетаний параметров (как критериев подобия) ТЦ и окружающей его среды и изучения последующего изменения "этих критериев подобия 'во времени (Казанцев Ю.В., Туиеголовец В.П. (1985)).

С учетом незначительных допущении некоторые критерии кинематического и динамического подобия могут быть представлены в виде:

К,, — 2 (Р. - Praj„) / (р( W - b )2) - коэффициент давлении;

ш = Г / 2 i г-О sin ф - относительная угловая скорость;

Ь = Ifrxvdm ¡ / '(íí R'-, m) - относительный момент количества движения:

rue: I", - среднее давление на уровне моря. !'„,,„ - ."анление в центре ТЦ, - средний плотность приводного слоя атмосферы, VV - максимальная скорость воздуха в '111, b - скорость перемещения ТЦ, Г - циркуляция скорости, г - р^стшпше точки, в которой определялась скорость частицы воздуха, П - угловая скорость вращения Земли, <р - широта места центра ТЦ.

«V

1Î результате обработки нмеюшнхсл данных получены четыре типа зависимостей величины Кр от безразмерного времени (безразмерное время равно частному от деления текуш-го времени от момента возникновения ТЦ к полному периоду сто существования).

Первый тип зависимост и Кр характерен для 7Ц, движущихся без точки поворота и ИСДОСТНПШ1Х стадии тайфуна (максимальная скорость менее 65 узлов). Второй тип зависимости Кр выделяет ТЦ, достигшие стадии тайфуна и движущихся как и предыдущем случае Ьсз точки поворота. Третий тип зависимости К,, характерен наличием значительных колебаний К,„ особенно в нерпой и последней четвертях "жизни" ТЦ. К этому типу относятся циклоны, движущиеся с точкой поворота и не достигшие стадии тайфуна. Четвертый тип зависимости Кр характерен дли 'ГЦ, движущихся по параболической траектории и достигших стадии тайфуна.

Построение зависимости относительных угловых скорое гей ТЦ позволяет разделить рассматриваемые ТЦ на два класса: к классу 1 относятся ТЦ, имеющие в начальный период своей эволюции относительные скорости в приводном слое значительно меньше 1.0. К нему относятся ТЦ второго и четвертого типов. ТЦ 11 класса, включают первый и третий типы и имеют относительные угловые скорости больше 1.0.

Относительный момент количества движения дает возможность выде-

*

лить сходство второго и четвертого типов ТЦ, периого с третьим.' По-видимому, это соответствует моментам количества движения ТЦ - величины, определяющей вихревые свойства ТЦ.

Увеличение относительного момент« количества движения второго и четвертого типов в первой половине six эвол!оции свидетельствует о наличии

процесса растяжения "ГЦ по высок, п спад и последней стиии - ой уменьшении высоты ТЦ. Кривые, отличаясь абсолютными размерами (особенно ii il 1Y типов), почти синхронно повторяют друг друга, что творит о согласованности внутренних процессов в згих двух типах. Точно также блтпки шячешш для I и И! тг'Пок, но изменчивость во времени, имея одинаковое число пиков, несколько сдвинута друг от npyia.

3.2Стшпистическис параметрические моОе.ш строения и jeo.nonuu тропических ЦНК.1ОП0Н .

3.2.1 Статистическая параметрическая модель строения тропических циклопов.

Проверка гипотезы о разделении тропических циклонов на типы и подтипы в зависимости от параметров на ранней стадии их развития осуществлялась с использованием метода линейного днекриминантного анализа.

Наибольший интерес представляют расчеты на момент достижения ТЦ

î

стадии тропического шторма (17 м/с), хотя более статистически значимые результаты получены для расчетов на одни и двое суток после.

Оценки некоторых найденных дискриминантных функций на момент достижения ТЦ стадии тропического шторма (17 м/с) представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Оценки некоторых дискриминантных функции на момент достижения

ТЦ стадии тропического шторма.

класс 1 / класс 2 N D2 Р 9ч Q„ Р.. Ро и Р Но H г, Нпб

> Ту / < Ту. 82/8? 13.23 78.7 72.0 85.4 83.1 75.3 0.28 0.15 0.57 0.57 0.58

<îcyr/>5cyi 56/56 38.11 79.5 71.4 87.5 85.1 75.4 0.29 0.13 0.59 0.59 0.60

■пш12/тнп34 56/56 53.74 75.6 64.3 87.5 83.7 71.0 0.33 0.13 0.52 0.52 0.55

тип I. / тнп2 43/43 11.42 74.4 58, « 90.7 86.2 68.4 0.43 0.09 0.49 0.49 0.55

тип2 / тип4 43/28 31.27 80.3 86.0 71.4 82.2 76.1 0.14 0.29 0.58 0.58 0.59

типЗ / тнп4 28/28 49.90 75.0 67.9 82.1 79.2 71.9 0.32 0.18 0.50 0.50 0.59

типЗ / тип! 67/67 44.55 7.2-4 70.2 74.6 73.4 71.4 0.30 0.25 0.45 0.45 0.45

Примечание: Л/В — начн'-гне / Отсугетнне яплгнни, Т3 — тропический шторм, <ТХ - число TU достигших и недостнгшв* стадии (ропическою шторма», D1 - расстояние Махгланобиса. Р - оОшая опрмди«д?мосгь прогнозов: Qi( (Q.J - сгеигмь прад>прежаен-т>сти наличия (озсутстеяя) цплгтния: t*H - опранаываемость прсто?« наличия явления; Р« -

и,

oIipaiur-maeMocft. Kj>oriKna mcyicnubi tiH.idiuя: и омшОка риска, — ошибка clpaxoiiKB; H0 к рм t с рм и KviimcTit но Ofiyxonj. Iii, (.piiiepmi надежности по Ьагроиу, lipo - критерии ка-кчим fio IlMpcH-Üfiyxony.

Анализ данных табл. 3.1 дасi Основание сделать основной вывод: тропические циклоны с вероятностью 72-Sü'Y можно разделить на типы и подтипы уже на момент их перехода ог о.шин фонической депрессии в стадию тропическою ппорма, то сеть уже па ранней спиши развития.

С вероятностью SO'V ул:е ил ранней стадии развития возможно определим. попадание в рафялы коро| кожпвушп.х и .юлгоживуших тропических циклонов, а также с верояihociwo 76Го. раиелпгь ILL с зональными И параболическими траекториями. Наконец, с нероятоси.ю 74% определить на ранней стадии развития "I Ц переход сю в последующем в разряды "слабых" (<33 м/с) и "сильных" (>36 м/с) тайфунов.

II) анализа входящих в днекримппап шые функции предикторов следует, что определяющими дальнейшую зво.понпю ГЦ являются параметры: 1) момент импульса относительною вихря при представлении 'ГЦ в виде вихря l'jHKiiiia; 2) момент импульса шиоснтсльного вихря при представлении 'ГЦ в виде горообразною вихря; 3) момент импульса абсолютного вихря при представлении 1Ц в виде вихря Сункина: -I) момент импульса абсолютного вихри при представлении ГЦ в виде юрообразного вихря; 5) момент импульса абсолютною вихря на радиусе зоны максимальных ветров; 6) угловая скорость частицы воздуха на радиусе .зоны максимальных ветров; 7) отношение относительного вихря чаешцы воздуха па радиусе зоны максимальных ветров к абсолютному вихрю Земли; 8) скорость смещения ГЦ.

Полученные результант по типизации тропических циклонов северо-"tiifi ад ной част I пхои> океана дали основание построить отдельно для каждого тина 'ГЦ своп параметрические модели строения. В Качестве основных параметров сфоення 'ГЦ служат сто геометрические размеры И размеры зон максимальных, сильных и уршанных ветров, а Параметрами -эволюции - давление в нетре и максимальный ветер.

Для тропических -циклонов с продолжительностью существования Солее 5-ти суток и максимальной н'шенсивпостью более 30 м/с и смещающихся по локальной граектрпи (шп I) получены следующие соотношения:

Р = 1062.4 - 2.695 * \У ([Па)

\У = 332.2 - 0.306 * Р <м/с)

Я,о = 1089.3 + 0.212 * 11« - 1.074 * Р (км)

= 97.5 + 1.513 * Кк| + 6.239 * <р (км)

О = 2* Ке + 300 (км)

Соотношения аналогичною типа построены для неех типов I Ц. Остальные параметры тропического циклона, такие как момент количества движения, циркуляции вектора скорости, угловые ¡.хороши и другие находятся по формулам пересчета.

3.2.2 Модель эволюции 'ГЦ на ранней стадии развития

Концепция о существовании начального циклонического вихря при формировании ТЦ, образовавшегося в нижней тропосфере (В.Д.Пудов, В.П.Тунеголовец (1986)), или в средней (например, В.С.Кузин. Н.И.Пазлов (1985), ¡О.В.Казанцев, Л.И.Евдокимова (1987)), позволила разработать модель эволюции ТЦ на ранней стадии развития (10.В.Казанцев, В.П.Тунеголовец (1987)).

Разработанная модель 'лзолюдои ТЦ ни ранней стадии развития основана на гипотезе, по которой возникновение ТЦ происходит при выходе крупномасштабного атмосферного вихря в область со значениями температуры приводного слоя воздуха и вертикального градиента температуры, достаточными для подъема воздуха на высоту, большую уровня смены знака угловой скорости вращения вчхря (М.Р.Гарбер, Ю.В.Казанцев (1985)),

Результаты расчетов показывают, что с увеличением значения угловой скорости вращения вихря в приводном слое растет высота над уровне?,« моря, на которой угловая скорость меняет свой знак, и приток воздуха сменится его оттоком из вихря. То есть, чем больше начальная угловая скорость вращения вихря и чем ближе к экватору формируется ТЦ, тем больше будет высота смены знака угловой скорости, а значит, тем больше будут изменяться горизонтальные размеры-торообраэного вихря.

По среднемноголетним данным разность высоты свободной конвекции и высоты смены знака угловой скорости к киу от 10" с.ш. оказывается отрицательной. При наличии достаточного б ольшого количества водяного пара к

кяу си критической шпроты (например, при надлчи., ВЗ;') возникающая u северной часги'замкнутая вертикальная циркуляция приведет к во знмкнове-Hiiio условии для лоио минеллого раз.,.;шя ко:.секции.

При полшкповенги вертикальной замкнутой циркуляции во веем вихре за счет продолжимте.оси подъема ueinpa.ii.uoii част и уменьшения горизонтальных рачмероп юрообра зной вихрено., системы угловая скорость вращении вихри \'пелп'н1ваегс>1. после чего происходи! индуцирование внутреннего вихревою колы!.. кою[т-- он,екаете- и подпитывает влажным воздухом основной вихрь па счел,ющнх стадиях развития тропического циклона.

Замкнутая вертикальная циркуляция в пределах тропического возмещения обеспечив,>ет опок воздуха па верхних уровнях. Сохранившийся водяг.ои пар конденсируете« и приводит к образованию перистых облаков, прежде всего в северной части вихря. Это образование может быть принято за начальный *льп разь гтпя будущею 'ГЦ - переход от тропического возмущения к тропической депрессии. 1) случае наличия условии подъема воздуха в северной и южной частях вихря выше высоты смены знака утлово': скорости факт появления перистых облако» в северной части будущего ТЦ, оконтурнвающнх тропическое возмущение, может иметь прогностическое значение, что подтверждается ре'".дьт.,гами нефанализа.

За шесть часов полоса перистых облаков распространяется па несколько сотен километров от центральной част вихревою образования. Большая скорость, по-видимому, может бьиь of'пенена тем, что слон оттока в начальные пер зды развитии тропическою возмущения и.¡много меньше, чем слой вто-ка. 13 случае сохранения равенства массы воздуха при вто.че и оттоке скорость последнего при плотности воздуха меньшей, чем в нижних слоях атмосферы, будет намного больше.

Дальнейшее развитие вертикал! циркуляции в пределах трон:- iccko-го циклона приводит к уменьшенн.о высоты смены знака угловой ск:,-.ос1И вихря и вовлечению в систем} оггика вес ( vice низких слоев атмосфер;. . Последнее приводит к созданию jbiwrepiioro облачного "хвоста", состоящего из облаков средне; о яруса:

Из анализа результатов расчета моментов количества движения и угловой скорости для сверглубоких тайфунов следует, что эволюиич тайфунов в будущем В значительной мере определяется величиной момента количества движения на ранних стадиях развития, а значит, и начального вихревого цик-лоничекого образования.

3.2.3Статистнчсская параметрическая модель эволюции ТЦ

Известно, чго скорость ветра убывает от центра ТЦ по эмпирической формуле Пальмена-Рилн-Шулейкина, в которую входит логарифм отношения расстояния от центра к радиусу зоны максимальных ветров.

Логарифмический закон распределения ветра в пределах ТЦ объясним, если допустить индуцирование потоков только за счет наличия кинематической вязкости При условии, что количество движения ТЦ линейно зависит от времени (Тунеголовец В.Ц. (1987)).

Полное совпадение до коэффициентов эмпирической и аналитической формул дает основание ут всрждать, что ТЦ может быть представлен вихрем с внутренним радиусом, близким к радиусу "глаза бури", внешним - радиусом максимальных ветров, и индуцированным поде скоростей ветра до радиуса, на котором скорость ветра близка к нулю (при отсутствии составляющей смешения ТЦ). Причем, вихрь вращается как твердое тело.

Длч построения статистической параметрической модели эволюции ТЦ использовались безразмерные параметры И критерии подобия, о также данные о ветре, давлении в Центре и радиусы зон сильных, ураганных и максимальных ветров.

Величина безразмерного абсолютного вихря, определенного на радиусах с ветрами фиксированной интенсивности, является функцией от скорости поступательного движения циклона, широты места и размера вихри (например, 5ag = (2о)з + 2 il siil C(.J / 2 и). Для стационарного тропического циклона иди вблизи точки поворота ^з'И определяются только размерами |оихря и его местонахождением. Скорость поступательного движения TII всех типов в низких широтах на порядок меньше, чем Wю и 3-5 раз, чем Wg. Таким обра-

зом, параметры £,aS vi 4uiu 11 начальный период TU типов 3 И 4, когда траектория их близка к зональной, и типов I Н 2 на всем цикле эволюции, в основном, характеризуют размеры вихря. Чем больше pajmep вихря, тем меньше значение Р,ая и Do второй половине существовании ТЦ типов 3 и 4, когда Возрастает роль второю слагаемою абсолютного вихри (2 П ьтф ) и увеличивайся скорость поступательного движения значения £ах и должны возрастать с увеличением шпроты и уменьшаться с увеличением размеров вихря И возрастанием скорости поступательного движения.

Временная изменчивость Нх (радиус сильных ветров) подтверждает деление ТЦ на классы развивающихся и нарпзвиваюшихся ТЦ. Обнаружено наличие пульсаций в классе неразвивающихся ТЦ, а также наименьшие значения Rh » начальный момент времени у ТЦ типа 4.

Показателем выполнения закона вращения "твердого тела" является отношение шцжуляйнй вектора пшгешиюнальной скорости. В случае выполнения закона отношение циркуляции пропорционально отношению квадратов piülHvton, а угловая скорость остается постоянной. По результатам расчета отношение циркуляции меняется от 1.6 в период максимального развития до 2.6 в начальный момент. Среднее отношение угловых скоростей на радиусах юн сильных и ураганных ветров составляет 0.2,8. Таким образом, закон "твердого тела" справедлив, видимо, только для внутренней части ТЦ.

В качестве характеристики поведения вихря при его перемещении вдоль тгнектории может служить отношение скорости поступательного движении к утовой скорости вращении (показатель "трахоидальпости" К,,). "Поведение." внутренней части тропического циклона, но крайней мере внутри зоны ураганных ветров (Rio), аналогично вращению твердого тела, катящегося вдоль траектории. Длина траекторий для ТЦ типа'2 и 4, если принять радиусы "твердого Тела" равными 150 и 250 км и число ветвей трахоилы 5 и 4, будет 4700 и 6300 км, что довольно близко к истине.

Тропические циклоны класса I (типы 2 и 4) достигают стадии тропического шторма через 0.05-0.08 периода цикла эволюции, тогда как класса 2 (Типы 1 и 3) вдвое позже. Наибольшее время в стадии TD налОдятся тропиче-

шч.лоиы, отнисяшпеся к типу 3, наименьшие - к типу I. тп есм> наиболее оиаро овл1Яииш пз'шьною циклопического вихря »да и 'I Ц, которые .'¡последствии достигают ск.дии тайфуна.

Наименьших размеров (около 50 км) нейтральная часть ширя обнаружена в тайфунах. нерсмешакм.шчся по зонхи-ной граскторин Дш иерачни-п.пошихс.ч I К, I! ч"емешатошичея по параболической Траектории, в щлнчие от ра:ш1В.1ишиш-я. ьосле точки поворота происходит резкое уменьшение размеров V ш,| центр 'Литой част.

Пшостелт нын момечп копт-сзва лыьсешш центрально!! част I II. (Цч.и) У 1 Н, лнькушп.хсл по параболической траектории, почти вдвое больше, ч?': циклон«», смсшакшнтя по зона.1ыи>»1 траектории. Максимальною ■:члчення -тс,тент импульса у ТЦ типа 3 достигает п стадии тропического »п.- р"а, у ТЦ типа 4 - п спиши тайфуна. ¡3 отличие ог тина 4, у ТЦ типа 2

имеет мзкепмалмю.' значение при достижении им стадии сильного тро-тторяа. Мннималышс -шг.чгшш момента импульса иентрньноИ •ист«* ТЦ, кроме типа 3, характерны для максимальной интенсишюеш.

0»чхтсл( шл) циклопический момент количества лвихети всего ГЦ на иорчлеч '»дмвг, ч.*ч его центральной част, В классе разаип*юши\сп ТЦ (типы 3 и •?) до момента достижения максимальной итеисишости он растет, н клсссе иеразштткгшнчхя (типы 1 и 3) практически сразу после достижения стадии То илчпнаег медленно {пульсируя) уменьшаться. Причем на начальных рпшипа тчем-кюость момента для ТЦ типов 3 и 4 носит один и тот г.* .ггрдкзер. Следует отметить, что момент импульса у ТЦ, перемещающихся по тонально!! трзегггорни, примерно в 1.5 раза меньше, чем у ТЦ с тшрзболн-чгскоН 1р!»екторие11, Обнаружено резкое падение момента у ТЦ типа 3 в после,'чтец четг.ерп! разг.птня, что, видимо, определено трансформацией ТЦ го внетртгшчестши циклон.

Относителытин циклопический момент количества движения всего 'ГЦ в случп? его структур,' ! в .виде торооГчп шого вихря (расчеты выполнены в предположении о равенстве оГгьемсп вихревых шнуров нд каждом радиусе и определяются объемом нейтральной части ТЦ) у 1 Ц с юнхтьной траекторией

кцаншостоинсп lia всем цикле эволюции. Тогда как гакая особенность для ТЦ с параболH'iecKo/i траекторией ниисуша только для'второй половины второй четверги н всей третьей чстиерш никла эволюции, когда L-j-ц почт в два раза больше чем у ТЦ с тональной траекторией.

^Особенности структуры тропической атмосферы и период развитии тайфуна.

4.! Структура атмосферы вокруг раыивающегигя тропического тпмущкпхя.

Структура атмосферы вокруг развивающегося тропического возмущении получена с привлечением компошционного метода исследования но аэрологическим наблюдениям па трех островных станциях, расположенных в районе Каролинских островов. Исследовалась структура атмосферы в зоне с радиусом 15° о г 100» до 100 г Па (Евдокимова ЛИ., Тунегшовец В. П. (1987)).

В поле относительной завихренности уже за трое суток до появлении фонической депрессии в слое до 200 гПа отмечается циклоническая 3.1Ш1Х-реННость потоков, которая в центральной части на нижних и средних уровнях усиливается, на верхних ослабевает.

В нижней атмосфере в поле линии тока классическая система сходимости Воздушных потоков обнаруживается в самом начале развития тропического возмущении. что подтверждает точку зрения об обязательном наличии начальною циклонического образования как важного условия формирования 'ГЦ. В последующие двое суток развития происходит усиление ветров На периферии и ослабление в центральной части при одновременном усилении кривизны линий тока.

В верхней тропосфере на уровне 200 Жа структура циркуляции обеспечивает отток массы уже за трое суток,. Но система линии тока, соответствующая классическому антициклону, устанавливается только Зд сутки до появления тропической депрессии. В начале формирования ТЦ линии тока соответствуют структуре циркуляции-в антициклоне южных широт, то есть при положительной тангенциальной составляющей скорости ветра из барического

образопаиия отмечается ыток массы. Уле чер'л cyiKii на периферии mmty-шення величина модуля сектора скороеiи резка уменьшимся ирг. появлении отрицательной тангенциальной скорости. Па момент окончания формирования TU на нерхин. уровнях сиса-ма ирелставляст классический вариант ¡чин-циклона с увеличением скоросш потоков от центра к периферии

иПерхнепцютсфергюе ваахочпсе струнпи-- течение (ИСТ).

По материалам более 3?0(jq радиозондирований \а период 1%Ы№ п. па южныч сганиичх тропической юны западной части Тихого океана получено, что только к 13л:. случаев восточный перенос со скоростями более 20 м/с '.арактерси для юны 7-1 V с.ш. в течение года (Пластунснко L.C.. Гунеголо-вец В.П. (1987)). В период ралиппш фонических циклонов только в 34% случаев им сопутствовало В СТ. В то :кс время в 72% случаев в период су шест кования ПСТ ТЦ не наблюдались. ВС Г со скоростями более 30 м/с соыавляет всего 18% общего числа случаев, причем соотношение числа ВСТ и период их отсутствия практически пепзмижо. Отсюда, можно заключить, что ВСТ зто сосгавгая часть обшей циркуляции атмосферы, усиление которой происходит в период сушсствоваиия ТЦ.

Максимальное число ВСТ отмечается и юго-восгочном секторе, в котором сосредоточено более 90'6 ВСТ в период существования ТЦ (дли построения модел' 40it атмосферы включено более 8000 аэрологических зондирований). Максимальное число ВСТ обнаружено на расстоянии 15-25° от центра композиционно!! атмосферы. Область более высокой часгиты ВСТ рлеполо-■жена в южном секторе композиционного тайфуна - между 10° 1! 20- от центра ГЦ. Максимальная струя наблюдается при прохождении тайфуна приблизительно на 35° с.ш., что связано, вероятно, с усилением восточного потока на северной периферии высотного всрхнетропосферпого лнтпцпкюнл.

Анализ карт максимального ветра от срока к сроку'(карты млксималь-ного irerpa строились но данным радиозондирования стационарных станций и дополнялись данными об ''"бт-чном г.пре", 1№ау; imu с геоси.чпюднорно-го 11СЗ ОМЗ-4 и OMS-5) л сезоны мйфуноа 1<>95-1г/97 г. подтвердили пред-

положение (Випринкая Л.К. (19УЗ)), что мл ранних стадиях фонические циклоны смешаются я направлении касательной, проведенной от точки, указывающей положение центра циклона у земли, к изогахе 5. 10 или 15 м/с, очерчивающей область или оча1- минимальных значений максимального ветра, разделяющий восточные н западные потоки в верхней тропосфере. Как только появляется опок на северной, восточной или запидной периферии ТЦ, последний смещается но касательной, проведенной от положения центра 'ГЦ в конкретный срок к изотпхе, очерчивающей очаг минимальных и паксимхть-ных значений ветра, сформированный собственно опоком.

4.JПараметры конвекции пол!}на a тропических цншоьах

Но данным аэрологического зондирования советско-вьетнамских экспедиций но программе "Тайфун а также данных наблюдений станций liCIi в период развшия шести ТЦ 1986-1988 гг. исследовались при помоши иростан-ствснпо-временных графиков параметры, сопровождающие конвекцию: высота уровня конденсации, уровень конвекции, энергия неустойчивости и влаго-содержанне атмосферы (Евдокимова Л.И., Туиеголоаец В.Г1. (1943)). Зондирование осуществлялось на расстоянии от 200 до 1600 км от центра ТЦ.

Для большинства Til в средней тропосфере (850-500 гПа) от стадии тропического возмущения до стадии тайфуна обнаружено вдоль радиуса чередование зон с высокими и низкими значениями энергии неустойчивости. При общем распределении положительных энергий неустойчивое!!! в тропическом возмущении (наибольшие значения обнаружены на ближней периферии) в приводном сдое тропосфгры энергия отрииагедьнпя. Уровня конденсации частина при вынужденном подъеме достигает на высоте 0.2-0.3 км.

По достижении стадии тайфуна в ТЦ происходила смсна зои повышенных и пониженных значений энергии неустойчивости. Наиболее высокие значения энертшкиеустоичивссти Р. сдое 1000-200 гПачямечалИсь вблизи ц;ш,;з. а также на удалении 800-1000 км. Минимальная энергия неустойчивое;,! наблюдалась на средних радиусах. Вблизи нодстнлдашсп поверхности сушссгвн-г-ал слой отриштельиых значении •.•i(;p¡ии, чн> обьяоннмо усплсНИ.'М иерхне-ю дольна ш'ркуляцш. в ироцеесс р.п и:•••-•• :¡>o¡ '.чкого циклона. При ju>-

: ■■ l^i'Ml M; ¡;c:f i::;ü.í.O' • ¡: : ЛЛИ'НЛ ; ■ ü.'UP'.i 'iii II. i'ÍHM »II! i" Ci .1. ,

■лл л^слл: лслс;л: ... ; • H o - л cpc:ui :b c.iiw v aíMOcj cp; [j hiíl.u.íc i. i-' ¡ л ;досг.г.. emu; m лсдллссs;*-:! um icucubi'ccnt - ¡.с л.-, y4ci!i.i!;':4;i.: i'.-iiiii ,":"! рч c; !i слое :4c) :î c.'U'i íinrc.i i; присллилч cue -¡с. >c¡c'i¡i

! СЛЧЛ ¡il.

' ! !) cjc-'e :,r',</;)■!'ч •■< . p-c : атмлеферг.

илей п (сличи!! <I-vcc'i4i;uíí iia\>¡i ími'ifMK нилшл.-нЫ« 1 C>V;j ЧОЛ.Л ,

■•"лл/ ллмррле ¡""'-Гс/з ,i. ü uciccp линии n нарт лл: ¡' .< лисп ::v-y

cp -i C'l'lc::, со с ;¡¡ f.HUM [inciponib MC-VIMI!.!« I р.)! ¡, i-.- ; ,u,! ule: ■ л с ¡io.i-j глн;;р • u e¡ : r c>. c¡ лт.ллиип no. rn.Miucrii.

:■'.•! 4! Mí ipoicrcccici ПН''.'!.'::! cp.nuf.uí.nií! LC.c.ih ¡.ОМЛЛ Cl!iHn¡¡H! ¡елллон • îluepuui iccpcuc ми.ке r'J0 rfía) при cío uüui г

ce илл I<c / í 'c.ki. ;; oí ПО л. С licri ь Hcüocpc:c-i'üf л<> : л л1 с-е. ; ;

i:! ЛI i ЛЛ"С1 ССлЛ'ЛЛГс,: 1 л п;,;Л :Л!Л!.ЛЫ\ I CÍÍ4ÍÍS.

ил'лрел^.'иппе icunepcrppu лил:: и;> л'.н!л.>ч i!:.fví-iiCvííffi: luv.; ,'ОЛЛ л . ! л " .с tili!' ! fil ¡ ï г.| ли '..к.-гоп icceuu'iepueun ,лл, ос лир,. л-' л, с к- •

- : Л' л Л "! С (н.! ;л СЛЧЛ: Л сел тлил С 7 -Л'ЛСЛ'С ел ЛЛН СЛСЛРС Л "С : ЛЧ 1Î1 с Сс • И реЛЛЛЛСЛ 'л;гллл !Ь>П 'Л .Л (СЛЛЛ'Л Л ЛЛ'ПЛС [КлЛЛ ерл ' Л'ЛЛ! .

fp.ücccLi-crii ипеллие (1 ^иеюлгеен 'i.Si. ! !'>??:.

.'¡.лл'г :Г."С ЛГси/Л» л ¡ 'Ч-ЛЛ: ЛЛГО Л M't'íc'U |í!Ci TpriUUUeCKUM : ! M ,сТк' лё'-

л л\лл;еес1сл ра зр^лие-с1!' : Пл. Oluicrc нлеынисиних шаченнм i :чиер'.г.р- ■ •леелл upec: преет'. : л1 ipcucu зим r¡ илилнич иггисч. "ieuncp i г\p.: ;< о лл ; ■'Сличи п.'чт; : ГЦ ис ' Í.5 'С '""пе с>-р\ ,.ллл;исм никлом пи'лсрлр:! и и; -2.У Г имше но cpíibhcüí-vi с сРИ'сферой м грое суии; ю прлрол л/иил трлии-

■Ü'C'IOIO СЛЛЛЛ1Л Мл ''Л л'С " : ЛЛ !!'. урленях С()ЛССМ! Л'НЛЩО ÜC про-

л с ;i í r;i M' '■'! ;-':'!л:!! н.'г'лра tp!.;!ji'4-t лл! л ни ,.i:ih;i л^плсл!

"U ' ' 'Л л: с л "■■'■! " ; ■ " ич ЛМ 'CM v :.Л:М'ЛМ'1-'1 "(l'i'p, ЛЛ. ill 'Л л I,, I', i р1Л'Л-

I, ио'ли, лллелгим ' рл" ллл:. 'Л о pu:: wnc -е.! шц! кгрр-'л лил ли о сс; • •■)■•!, Л""-'СИ!! Л' с' UU и л i" I л Л'! "Л л; 'Р°инл.ллл'1 Л !ЛЛ.ЛЛ!,

!!:■ i • ' лип с', .л-'.. i ■ л л' лес с . jrt ллссглл: ircui

Л Л '-ЛС. Л ! i С ' Л1 |"Л í! i П Л РГ Л ) ' ■ î I -, . \ :|Л|1 . . рЛ1 ! i л л; i ' ' IT'l

выделяются особенности. которые могут иметь отношение к прошедшему ранее циклону.

Суммарное паросолержанис атмосферного столба от 3Ü0 до 1000 гПа -(количество влаги, способной выпасть в виде осадков) в центре, модельного тропического циклона имеет абсолютный максимум 5.4 г/см2 (54 кг/м2). Вообще, за исключением небольшой области на северо-востоке, где количество плат опускается до 3.5г/см2, в пределах всего модельного тропического циклона количество влаги выше,

fc 5 ? $ \ f ~ 1 • % S г ' ' ' i

lú i h i

iV U sví

к -'S -

¡ 'К.^ггсл? 1J , 1 '.?< ^ '

^ J»~ г," i í'4l?

\--л ^^кл^ъ^ Г-^ - Мй

Ъ ■ -.,í}Г\i Y и V, /,лt Ai

fr**,*'"Vt'! .f'^'i "Л'- va

Рис. 1. Распределение температуры асядуха на vpyniie 490 гПа через трое суток nocjie прохождения ТЦ

чем в окружающей тайфун атмосфере.

На уровне 400 гПа б центре; полигона отмечена максимальная темпер а гура, равная -11.У °С. Резкие изменения по сравнению с моментом, предшествующим трое суток до прохождения тропического циклона, и даже в момент прохождения, отмечены на уровнях S00 и 700 гПа.' Единичный радиус на рис. 1 представляет собой зону непосредственно тропического циклона, зона сильных ветров ограничена радиусом 0.66. <

На этих уровнях отмечено общее потепление атмосферы практически по всей территории полигона на 1-3 'С при максимальном потеплении на месте бывшего центра тропического циклопа.

D поле "облачного ветра" (имеющая информация Позволила построить поля ветра на 850 н 250 гПа) в период, предшествующий Прохождению тропическою циклона, на нижних уровнях отчетливо дуюсдежяааетса пассатный поток, в период прохождения - вток воздуха на 850 гПа по двум спиралям и опок воздуха от центра..тропического циклона на 250 гПа. В го же время, после прохождения тропического циклона не.обнаружено ни пассатного потока. ни какой-либо замкнутой циркуляции.

4.5Экспери.штп(1:тше ucc.iedoiauuji дистанционными методами.

Экспериментальные исследования с 1986 г. по 1990 г. были направлены на проверку построенных моделей структуры и эволюции тропических циклонов на ранней стадии развития (Казанцев Ю.В., Тунеголовец В.П. (1985i).

Дистанционные доплеровскне эксперименты в Натурных тропических условиях были организованы на судах ДВНИГМИ в сентябре-декабре 19S6 года (43-й рейс НИС "Академик Королев, в июле-октябре I9SS года (44-н рейс НИС "Академик Ширшов") и в июле-ноябре 1990 года (48-й рейс НИС ^Академик Ширшов"). Организация и проведение наблюдений осуществлялись сотрудниками ЦАО, ИКИ РАН и ДВНИГМИ.

14-15 ноябрл 19S6 г. измерения проведены непосредственно вблизи центра STS "Ида" (8624) (скорость приводного ветра превышала 26 м/с), а 21 октября на периферии ТЦ "ДжорджшГ (8622). В 198S году, кроме исследования облачных систем ТЦ "Кит" (8821) и ''Манмн" (8823), проведены наблюдения за более 100 кучевыми облаками тропической атмосферы.

Следует1 отметить чго в 19S6 г. наблюдения с борта НИС при помошн метеорологического радиолокатора, работающего в лоплеровском режиме, проведены впервые в мировой гидрометеорологической практике (Востренкоз В.М., Клепиков' H.H., Покровская И.В., Пылаев В.П., Тунеголовец В.П., Шарков Е.А. (1987))

Наблюдения областей мезоструктур развитой конвективной облачности показали высокую пространственную и временную динамику зарождающегося ядра конвективной облачности. Область облачного скопления существенно • в несколько раз) больше, чем зарегестрнрованные инструментально зоны осадков. Обнаружена многоичейковая структура облачного скопления с ярко выраженным обширным центральным ядром. Результаты наблюдений свидетельствуют о присутствии в поле скоростей вихревых турбулентных компонент масштаба порядка 3-5'км и более.

Разработка судовой станции цифрового спутникового приема на НИС "Академик Королев" осуществлена в 1989 году коалицией четырех институтов

' :п I¡\H, í)/Jsi'Aii, Í; п /'J.HÜI ¡:I i\k¡ -, ... > w.- - : .--мл при- ; i спутниковл i ; iiubonvauui: i. ! ':•'• V ! o ■"/: : с... . ■'.. ¡ ¡u-n; .. ,'1 се.ч; -прием.i. u 1 кщ - более !0-J с I!'.""-'. 4 fl.\.\ П 1 i;.-;'..

lia ciuui:oh.i¡.iio.\í komii'..:!;-.- npii.-.-u ¡; и игмячкоа.»' ин-bv-

•faiMU ¡I \ПУ ДНО РЛН илч а.и' .. пр.-лоорабо! ¡ '¡ „¡»"..¡¡.^рог-анин .кошг.. >: 'ожоги разрешении cnyiiniKoe. ',л)ЛЛ ü G MS-5 ,■ Ivjo i1 í ' * *-•' 7 гг. ык.еол.тку .. vnanpaicicïUiUiS vüop cil) иткое-.'-и он.; v.p»ia:¡i¡.« i'-.OAA/l i Hi' I >. Пелыо p:>-ijlli явлллис;. псе.гедовапп.: с, ¡л кт, pi. II). iilii.i и i ■ i ; y i : : i. nuil l> м

■",l!'>':"!¡. Накоплен архив eíiyinni.'oiK.M п П'м. >i>, ни..:;'.1.-.>:: ,.-!ацпп гклю-

1 v mi) о кол и 4 3 i cj;'¡ ! /.e.f :ны\ ei.\ i нмкоь \'ОЛЛ .'.>..• ,'., mu .i un

(m; 19: н-!1 7

r^.'üüioní íTiíjK'iyi'b! Угд üí-ii í ¡-ии с ы-.сдь . i.

!i'i'!'<; ¡1'!:-'.¡1¡i> t>ivCJ¡:.¡ i'- _..s¡.:í¡;¡;. '¡;::иш n:c;.!i\ ¡i'.j.jiyi;;'!: 1 ! !'".i;í4 f J ¡ ! ■ I 1 I ! lirio',., , ' . !.. С ! l : С ! í i ¡ Ti Hf M > Mil 1! .v.il!i;( Hi J-

■ ' <■•';< и ce. ые: м.ч' >,o :;i)4> ■ aiili i¡. > ы 'flit'.) i: 1 '. • - hoi ■

Оогиздсмие пэппи.чтнл щ?'шш 'ITHО и )>.:im!H>i; ;:.>:н'д:сшг. Iii • • пкшрои.нсш i¡i;itíiiciiiHHK.iii i '»;..• ру&кпо дли иелчниг •• n осешнчч со к>-

■ Все.Ч '|Д). Со.'Н ÍIÍHIII. ! Г.О ЗаЙфу'НОВ ДОС [ 1 i ¡'Jill Mdr-CllMXlhllOH HI 11С ! t -

••:iii !. южной «теш Чм.шнишскою su>¡»:, tic "ПГЮ било шшс 0.6 '. > ди-лигои мьг.скчума 1.1 ГД.:,/>:-. И леший ccjoii ра'ишы лосшлсы!;' «.•¡••¡ ;<мми максим.аьиой шиепсаг.попн лолсат севернее '¿Ir t.iii., nc.inmioU ..■!•. ,ла.;иолол.см :: западу or о. Тайвань к и «сгок.г* зечснш. Куоосио. 1Ь-:-пмо,'(«|кяя ислпчиха t í НО и зтпх районах псе-о 0.2-0.4 Гд:„/м-.

i'' j .'ir-u:r¡ .Tic.'Ueinw гзйфункми м i: .cu,.!;;,'^ .noi ¡ жпснс^мн.чт I Iii'1 .■'UvM..'kJ L.MÜ1 ' i) 4 ГД„<; .*, Ьч ¡ecnoíl г:. t!'i íi'ií.iol. П ПО '!

районов не ирослежш'.зется. Термические условия поверхностною слоя океана, но крайней мере к югу от 20° с.т., в течение всего гола благоприятш: для формирования и развития ТЦ, но активный тропический циклогенез характерен для летне-осеннего периода (84°с псе.х TII).

5.2. След гайфуиа в окешге.

Проверка схем вертикальных токов в следе тропических циклонов осуществлена по данным жепезицки КИСЗ-80, в которой в оетябре 5980 г. выполнены две гидрологические. микросъемки (В.В.Покудсв, В.П.Тунеголовеп (1983)) до и после прохождении супертайфуна "Винни" (8019).

По изменения?.! температуры воды на различных горизонтах представилось возможным проследить характер раззитля циркуляции вод в следе ТЦ л срок до десяти суток. На первые сутки после ТЦ в верхней части термоклнг ' ра-.впты, по крайней мере, четыре ячейки с подъемом вед под центром и опусканием на расстоянии около 109 км справа I! слепа. Подъем г,од идет с глубин 700-750 м. Перестройка ио.п циркуляции вод в следе ТЦ продол:--;--лась весь iO-суточный период наблюдений; циркуляция род состояла из дг>;, \ ярусов, в каждом in которых набл шились, по крайне;'! мере, не меньше четырех локальных противоположно направленных ячеек, через сутки пост.--прохождения тайфуна началось формирование верхней системы ячеек, чер'/> 3-5 суток - нижней; наиболее интенсивный подъем вод наблюдался иг-"глазом бури" и сохранялся 6-7 суток.

5.3. Роль локального акзеллпяга в ззллпшш троднчесадго целлона

Наличие сезонного апо-еллинга, рал&имющегоей в летние сезоны центральной части шельфов«** зоны Вьетнама, позчотнли В.Д. Пулову выдвинуть гипотезу о защитной роли лгнного явления от выходящих на побережье тропических циклонов.

Всего над акваторией Юхно-Кктайсксго поря с ¡956 г. прешло 342 ТЦ. Из них 189 пришлось на первую часть сезона тайфунов с н>онч по сентябрь г 162 на оемршуи/сч часть сезона. При'этом !21 циклон зародился в самом Южно-Китайском мере, а но укачанным частям сезонов, соответственно, б<> и 53 В сезон пйфуног гсс траектории прочотгг севернее 10° с.ш. с макси-''VMOM новтрртемчеш в районе 15-20л~щ. it 110-120° в .д. П тамне-песеинин

период траектории распределены по всей акватории Южно-Китьнскпго морд ог 5°с.ш. к северу с максимумом в р-дйоне 10-20° с.ш. и 110-120" ь.д.

Над районом апвеллннга прошли 36 ГЦ, причем только одна тропическая депрессц;; 199-5 г. и тропический циклон 7218 в период с июня по сентябрь. Результаты морских экспедиций ДВНИГМИ с 1985 но 1994 г. показывают наличие апвеллинга вод у восточного побережья Вьетнама именно в лог период годд. В '.дафунный период, во время ра-мшия йшеддннга над его рай-о..->м проходчг только редкие тропические депрессии. В периоа -жследшиш г. через район апселлшпа прошла ТО, имея п центре даазение 1002 -тПэ. Ожидаемою редкого зоначнення тропическою циклона при выходе «1 акваторию с температурой поверхности 21-26' С не произошло. Циклон ч;олншся только через 12 ч поел» сихола его центра на сушу.

Максимальною своего р;пг,;<гш; (ЗУ м/с} тропический циклон 7218 долг, при нахождении в зоне апвг-гшша Резкое заполнение циклопа отмечено .. у после выхода на побережье. При нахождении над областью низких ткачи ТТИО давление и максимальны!! ветер практически не изменялись. Но • . областью апвеллипга произошло резкое уменьшение величины момеша лпчест:л движения.

Пример развития тропического циклона при ьычоде его на район с нп .чИМ 'ГШО и затем на район с температурой поверхности на 1-3 грдцуса .о 26° С отмечен при движении в пределах Южно-Китайского мори ТЦ "Ида" (8624). Максимального развития (26 м/с) циклон достиг 15 ноября, находись между 18° и 20'' с.ш. По данным НИС "Академик Королев" (данные со(. (сстной советско-вьетнамской экспедиции 1986 года), находившегося в 10." км от-центра ТЦ, температура поверхности воды была в это время около 24"' С. Заполнение циклона и его поворот на восток сытны с выходом его на южную периферию муссонной ложбины. Ира незначительных вариациях в ходе распределении давления, максимальною ветра и коэффициента давления в ТЦ N624 при выходе на область с низкой температурой обнаружено резкое уменьшение и последующий рост зоны сильных ветров и моментов количества движения,-то есть эволюция циклона аналогична при сто выходе на ойысть апвеллийга.

5.4. Изменение структуры ТЦ при выходе на районы дпунве.шшга

Квазистацнондрная зона высоких значении ТТПО расположена между 21-26° с.ш., 122-127° в.д. Для оценки роли ТТПО из всего набора только ге ТЦ, центр которых проходил не более 150 км от центра зоны. Всего рассмотрено 50 ТЦ, из них 18 смещалось по зональной траектории, 22 - по параболической и 10 циклонов вышли из Южно-Китайского моря, либо сформировались непосредственно в зоне данного океанского вихря.

Обнаружено в период максимального развития ТЦ несовпадение по времени наступления экстремумов в распределении максимального ветра и значений моментов импульсов. Следует отмстить, что для ТЦ с Параболической траекторией при начале поворота на обратную аетоь траектории при нахождении ТЦ в максимальной стадии развития происходит резкое уменьшение момента количества движения относительного горообразного вихря. 5.3. Изменение структуры ТЦ при пересечении архипелага

большинство из 133 рассмотренных ТЦ при пересечении Филиппинских островов после выхода в Южно-Китайское море несколько сроков двигались с южной составляющей, после чего снова выхпйнли на обычные траектории. Чем сильнее Г|юпнческии циклон, тем поворот к югу слабее, и, идобо-» рот» слабый утопический циклон, особенно в стадии тропической депрессии, может сместиться к югу на 2-3°. При общем ходе давления и максимального ветра во всех тропических циклона*' отмечено резкое уменьшение значений момента количества движения и затем резкмн последующий рост ripii движении по акватории Южно-Китайского моря. Пути пересечении островов наиболее существенные изменения характерны для момента импульса при представлении циклона н виле вихря Рэнкина.

6. Прогностические статистические модели эволюции и перемещения тайфунов

За период с 1965 по 1990 гг. 118 ТЦ достигли российского Дальнего Востока. Из икх непосредственно на Приморский к(Юй окатало влияние 32 ТЦ и б - косвенно, на о. Сахалин - 16, па южные Курильские острова - 26. Частота

юдейстиия тропических ингсдола^ мгцксю; 01 о «о 5 » гаг О.оГ.м пи-г..илшмися были 1990 (4) н 1994 (5) годы.

При выходе на Приморский край троим соскис циклоны обычно ноуо-г.'ггся и стадии тропически!"! депрессии или слабого тропического ипорма и имеют давление, г. осноышм, шше 990 гПа, машшалыикстср по йшо-1-ш Японского моря в пределах 20 м/с. При иоячолг к (кпкряшп ы сч.т

0 ¡(¡графически., эффектов сила ьлрд значительно возрае/сет, догтига;-, г. 5 .а>й случае к приоре;;, шш урльинои шьепснанос-ш (порш^ми до -4Г» /■/с). В редки'; случал при ьихи^е а мадии т^к;.;,на (например, |;::1->\ц "ирйпнг" (7910)) дииыний мох-.т Ьить 975 г11.< и ь:гч; 34 нормами С. -

4У м/с.

П силу сстрйГ.чого расг(олс,::е;:ил Са^йлннсг • .Ч'.'тп );..'. ¡.тсшш, г.1.:-ь^ьадсишм доддеп '».*,й V. шша> ь

1 в кь-.'.ной части о.Сил.аи:!, тогда ¡.егр:- \¡..иаинс^- а:.>снсягдк-с».; ••• я у г паблюдльс;: повсеместно и годную сс.я>.«-.:1 л д..ться сн-.иилми липк-. лп дидсднмп. Улры ураганной ПдгенгИлно'-¡и г¡1 50 ;:/с и С;;..¿е.

Сущность мелели заключаете;! а нс„ф>):шг.1 д ;л р;п..;ичн:.и

• цосгпческич сро;;нг, этлинсч'Л риссепь;;;;•;>: ¡;;:тшш;«у пс.дод.сцпл

:'"1!!рО» ТрОШМеКИл ЦИКЛОНОВ (ИПОСИГеЛЬНО Гф^ПЮСГИЧССКОЙ ППй.» КД|$:.;а!0-

л:.гпчгско|'|) траектории и;< гыремешеип;!. ]',аипьзу« прошоз ¡¿.■¡/¿нгш.нии ТЦ и соогвдсвуюший сроку и 105о ир^хиоз.» ¿гиш.:, оцсшис-.-т: иеронишсть исхода его на различные заданные районы побережья. Псролтнолж.;! модель .'.иалегична модели Национального центра прогноза ураганов США.

Вероятность воздействия ТЦ на российски!! Дальний Насток уссяичи-ьлстся ог 20% при нахождении циклона в центре филиппинского моря до 50% при выходе в Восточно-Китайское море. При входе с Японское море вероятность во действия остается в пределах 10% и возрастает только при л;:л-Щ к северу. При практическом применении ь случае нахождении циклона в одном из выделенных районов по таблицчм определяются вероятности шхода. При росте вероятности от срока к срок) следует ожидать выхода, при

уменьшении значении суммарной вероятности выхода за двое суток воздействие ТЦ не ожидается.

6.2 Прогностическая ¿гс&де зг^тции ТЦ на ранней Стадии ряззятяя.

При построении стапктической модели эволюшш ТЦ на ранней стадии развития (1993) в выборку отобрано 780 наблюдений. Каждое наблюдение состояло из 92 переменных, 36 из которых представляли зависимые переменные (предиктаиты). а остальные 56 - независимые (предикторы).

В построенной модели весьма высокими оказались коэффициенты множественной корреляции, что говорит о существовать практически функциональной зависимости. Оказалось, что на ранней стадии развития прогностические координаты зданеят только от начального положения как на момент прогноза, так н на 12-часовой предыстории. Т.е., на ранней стадии развития для перемещения ТЦ действителен, в основном, закон инерции. Для других прогнозируемых элементов справедлива закономерность - Чем больше заблаговременносТь прогноза, тем меньше влияние величины параметра з момент протноза. На ранней стадии развитии интенсивность ТЦ в значительной степени зависит от его состояши на момент прогноза, а значит, от типа-. метров, характеризующих его начальное состояние.

6..? Првеностачеоягл регр^хсвсттся модель ую.ш^па тайг^тег.

Статистический метод прогноза интенсивности ГЦ (19S7) обеспечив?,ет прогноз минимального давления в центре и максимального ветра в цикле" с заблаговременностьк» ст Í2 до 72 часов. В качестве исходной ннформац?..' использованы данные о тайфунах за 1956-!984 гт. (более (1000 наблюдений > более чем 550 ТЦ).

Общее число уравнений - 36, число рассмотренных предикторов - 177, число наборов - три (TS на первых этапах развтто;, STS и Т к югу от 28°с.ш., STS и TS - к северу от 2S°c.m.). В состав предикторов включены также прогностические координаты положения тайфуна.

Коэффициенты множественной корреляции для различных уравнении равнялись в зависимости от периода заблаговременности от 0.707 до 0.960.

Параметр Фишера превышал критические значения в 40 - 2000 раз. Отношение величины стандартной ошибки уравнения регрессии к величине изменчивости на периоде заблаговременности колебалось между 0.52 и 0.83, с ростом заблаговременности аппроксимация процесса на ее периоде улучшалась.

В реализованной версии метода прогноза пересчет прогностических величин рт "безразмерного" периода заблаговременности к "реальным" периодам осуществлен на базе географической параметризации продолжительности цикла эволюции ТЦ в зависимости от координат зарождения циклона.

Метод испытан в Лшрометиентре Приморскгидромета И в Гидрометцентре России в течение двух сезонов тайфунов 1986 и 1987 п .

Сравнение с оценками НЦУ США свидетельствует о том, что прогнозы с заблаговременностыо 12 и 24 ч имеют практически одинаковые ошибки, а при заблаговременности 48 и 72 ч погрешности прогнозов несколько меньше. По результатам оперативных испытаний метод решением ЦМКЛ Росгидромета от 30 марта 1988 г. рекомендован к использованию В прогностических органах в качестве основного (Атренич Е.А., Разлцванова В.А. (1988).

б 4 Статистический регрессионный способ принта перемещения кроничгскнх цчхл'шив, Оавлення а центре, Максимального веща ц зон с сильными, ураган-иици и максимальными в ТЦ втрами

Исходной информацией для разработки метода послужили данные о параметрах тропических циклонах за период с 1970 по 1993 гг. Для каждою типа ТЦ И сроки заблаговременности прогноза строились наборы данных, состоящие из нредцктонтов и предикторов (параметры ТЦ на момент прогноза и на предыстории до 1.5 суток, безразмерные коэффициенты динамического подобия, моменты импульса и др. - всего от 88 да 118 переменных в каждом из 4& наборов дацных).

Схема статистического метода предполагает использование дискрими-нантных функций для разделения Т11 на типы на ранней стадии развития и последующий расчет прогностических параметров циклона дли шести градаций заблаговременности от 12 до 72 ч по более чем 200 уравнениям.

Множественный коэффициент корреляции для линейных ураьненнн или корреляционное отношение .хт' квадратичных уравн'чин находится в пределах 0.6-0.9 при величине F-критерня 35.0 - 5J0.0. Средняя относительная ошибка прогностических соотношении изменяется от 0.19 до 0.6, лишь для некоторых уравнении достигая ь.9. Такие уравнения были нсключег л и заменены либо на интерполяционные соотношения, либо на функциональные завис мости, найденные для параметров тропического циклона как функции от исходных параметров на момент явл лшя. Средняя относительная ошибка по отношению к 0.67а изменяется от 0.6 до 0.95.

В результате счета создаются наборы как с результатами прогноза и при знании всей траектории наборы с ошибками расчетов,, а также наборы в виде графических файлов, на которых предоставлены фактическая и прогностическая траектории ТЦ. На последнюю наносятся в виде кольцевых зон ветры с шагом 5 м/с. Дополнительно прогнозы дублируются в табличном Blue.

Как следует из анализа результатов оценки при заблаговременности 24 ч ошибки в прогнозе положения составляют 191 км, в прогнозе скорости перемещения - 127 км/сутки, в прогнозе направления - 14°, на 4S ч, соответственно, 367 км, 126 км/сутки, 14°, на 60 ч - 417 км, 123 км/сутки, 11°; прогноза минимального давления в TU на 24 ч относительная ошибка в прогнозе д°ч-ления (ср) составляет 0.69, оправдываемое^- знака изменения (рр) 66.7%, на 13 ч fn ~ 0,35, рр = 01.4%, на 60 ч ер = 0.44, рр = 6S.0%; на 24 ч еу - 0.76, pv -7b.8%, ониавдываемость прогноза ветра (Pv) 88.9%, на 4S ч sy = 0.55, р- ~ 72.8%, l'y = 68.9%, на 60 ч су = 0.52, pv = 68.0%, Pv = 6.-.7ÎO.

При прогнозе зон ураганных ветров при зс.благовремет¡ост» 2 ' ч bri- -0.86, рцю = 78.3%, на 48 ч ещо = 0.67, рцю = 75.9%, на 60 ч ец10 = 0.56. рщ-76.0%. Аналогично, для прогноза зон сильных ветров на 24 ч = 0.96, 70.3%, на 48 ч сц* = 0.80, pltg = 75.г%. на 60 ч ers =0.86, pHS = 61.5%.

Таким образом, в соответствии с Методическими указаниями прогк -перемещения интерпретируется как хороший, прогнозы показателей интенсивности - как удовлетворительные н хорошие. Наиболее успешные лрогнол! для открытых акватории и при выходе циклонов в умеренные широты.

6.5 Статистический аналоговый способ прогноза перемещения тропических наклонов с заблаговременностыо до 2-х суток

Способ прогноза разработан совместно с сотрудниками ДВНИГМИ Дубиной В.А. и Барановым Г.Г. на основе комплекса программ ГРАН (Эстерле Г.Р., Милохоаа Э.Н., Имас Л.И., Фонд алгоритмов и программ Росгидромета, 1979). Исходной информацией для разработки метода послужили данные о параметрах ТЦ за период с 1970 по 1994 гг. В состав набора данных за одно наблюдение входят 41 параметр ГЦ (предикторы).

В проведенных экспериментах по модернизированному программному комплексу ГРАН для построения схемы отобракы параметры: геофафические координаты, зональные и меридиональные составляющие скорости перемещения, давление и ветер ТЦ на предыстории 2.5 суток в соответствии с календарным сроком протност!гческой ситуации и габлаговременностью. В качестве оценки меры различия между назначенной исходной реализацией и по историческому архиву лредикгоров использовалось нормированное среднее КЕлдратическое расстояние.

При заблаговременности 24 ч ошибки в прогнозе положения составляют 223 км, в прогнозе скорости перемещения - 154 км/сутки, в прогнозе направления - 19°, на 48 ч соответственно - 545 км, 152 км/сутки, 23°.

Таким образом, статистический аналоговый метод прогноза перемещения при заблаговременноетях 24 и 48 ч можно интерпретировать как удовлетворительный (По основному показателю оценки)

б.бСтатистическая прогностическая дискршицантпая модель сильных с садков тайфуниого проиехшдеиия по территории Приморского края.

Под сильным дождам по территории категории СГЯ понимается выпадение за 12 'ч и менее 50 мм И более осадков на площади 30% и более. В 66% случаев они связаны с ол ходом тайфунов на Приморский край или Японское море, в 30,3 % случаев вызваны южными циклонами (с Желтого моря Или Юго-Восточного Китая).

При разработке предлагаемого метода прогноза использовалась концепция идеального прогноза "РР" (использование диагностического материала) и концепция "MOS" (использование прогностического материала для состава >-ния прогноза).

Для территории Приморского края рассмотрено 76 случаев очень сильных дождей (СГЯ) и 67 случаев сильных дождей (ОЯ), наблюдавшихся в период 1950-1990 годы. В качестве переменных для последующего расчета дис-кримннантныл функций использовались индексы мерилнональности циркуляции, показатель сходимости изошло в направлении с запада на восток о исследуемом районе. Остальные переменные - сумма лапласианов приземного давления и на высоте Н^ю в центре приближающегося на район прогноза циклона и лапласиан на высоте ЬЦщ по территории прогноза.

Оправдываемость прогностических соотношений найденных дискрими-нантных функции на диагностическом материале составила 50-100%.

По результатам оперативных испытаний 1995-1997 гг. в ГМЦ Приморского УГМС автоматизированный метод прогноза сильных осадков Но территории Приморского крап по данным прогностических полей геопотенииала и Приземного давления ГРИД от РМЦ и Рединг (авторы; Г.С.Монсеенко. В.П.Тунегодовен) принят к использованию в качестве основного.

1.Концепция развития и созлання информационной системы прогноза тайфунов На российском Дальнем Востоке на примере Приморского края.

Выходящие на российский Дальний Восток тропические циклоны вызывают катастрофические наводнения и ураганные ветры. Информационная система прогноза и - предупреждения о тайфунах на Дальнем Востоке, и г> Приморском крае в частности, далека от совершенава.

В существующей информационной системе предупреждения о тайфунах. являющейся частью 1'СЧС п функционирующей в рамках Роаддромега, подсистема наблюдения за гидрометеорологическими явлениями в Приморском крае намного уступает аналогичным системам Мирового сообщества. Гнлромогеорологичекая сеть Приморского края в 7.5 раз реже чем в Японии,

в 7.1 раза реже чем в республике Корея и в 11.2 раза реже чем во Франции. Техническая оснащенность сети наблюдении Приморского УГМС основана на использовании стандартных гидрометеорологических приборов. По состоянию на 01.01.96 полный износ оборудования и приборов на станциях и постах Приморского УГМС составляет 96% (Тунеголовец В.П., Федорен В.Г. (1997)).

Отсутствие в оперативных подразделениях Роскомгнлромета технологических линий сбора необходимой для прогноза тайфунов информации до настоящего времени сдерживает внедрение автома) тированных схем прогноза. Значительно отстают от требований объемы имеющейся информации. До настоящего времени не отработана методология использования данных ИСЗ режима НЯРТ для оперативного использования в целях прогноза и исследования тропических циклонов. Сильные продолжительные осадки, как правило, связанные с влиянием южных циклонов и тайфунов, в настоящее вреш1 про-1 ло кируются с заблаговременное!ыо 1-3 суток синоптическим методом.

Еще в 1984 г. было подготовлено и представлено руководству Госком-г;а.;ммета технико-экономическое обоснование создания на советском Дальнем Востоке Единой автоматизированной службы наблюдения за тайфунами и '•оедупреждениими о них (Тунеголовец В.П. (1984)). Особый упор при создании автоматизированной службы делался на развитие.системы наблюдений, в пергую очередь, удаленной от территорий воздействии.

Новые экономические и политические реалии в стране потребовали пересмотра концепции на создание Единой автоматизированной службы наблюдения за тайфунами и предупреждениями о них с учетом накопленного ранее опыта и новых программ развития дальневосточного региона РФ,

Основные постулаты создания и развития информационной системы:

система должна создаваться как часть единой информационной системы о стихийных гидрометеорологически явления_х на территории Приморского края (тайфуны, наводнения, ураганные ветры, смерчи, штормовые нагоны, цунами и

сбор, обработка, информации, прогнозирование и оповещение потребимте» (»• Системе, дскикно осущшшгяться на основе, внедрения автоматизированных

информационных технологий, с использованием надежных высокопроизводате.1Ь-ных каналов связи, способных устойчиво функционировать в условиях чрезвычайной ситуации;.

система для поддержки принятия решений должна содержать классифицированные сценарии движения тайфунов и активных циклонова также развития наводнений, с вероятностными прогнозами ущербов от них, карты риска при наводнениях и каталоги критических характеристик объектов (отметок, расходов воды, скоростей течения, акумулирующих емкостей водохранилищ), сведения о прямых и косвенных ущербах при наводнениях в автоматизирсканных банках данных.

С целью уменьшения материальных затрат целесообразно все работы комплексировать путем использования уже имеющихся и разработанных прн-борно-техничеекпх средств измерения, связи; систем обработки информации и выдачи предупреждений в учреждениях Росгидромета.

Концепция развития и создания информационной системы прогноза тайфунов на российская Дальнем Востоке на примере Приморского края послужила основой для разработки предложении по разработке и реализации ФЦП "Зашита Приморского края от наводнений", "Мировой океан , а также городской (г.Владивостока) программы "Защита дорог, зданий и сооружений от воздействия тайфунов", в разработке отдельных компонент которых принимал участие автор.

8.3А!(ЛЮЧЕЙИЕ

На основании выполненных автором разработок сформулнрованы н обоснованы научно-практические положения, изложены технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в области прогнозирования тропнческюс циклонов северо-западной части Тихого океана.

Сформулированные защищаемые положения обоснованы шикующими. конкретными результатами и выводами (основными). Их можно разделить на несколько трупп.

11 области исследования климатологии тропических »»клонов:

1. В ходе временной изменчивости тропических циклонов Северозападной части Тихого океана обнаруживается низкочастотная составляющая с периодом 26-27 лет с максимумами в 1968 и1994 гг. и минимумами в 1953 и 1980 гг. Диалогичная периодичность прослеживается в ходе 'ГЦ, вышедших в умеренные широты и на район течения Куросио.'Но для района течения Ку-росио максимумы сдвтшуты в стороны ранних годоа на 5-6 лет.

2. На высоких климатических частотах обнаружены периоды близкие к 2.5 и 3.5 годам. В ходе общего числа тропических циклонов дополнительными периодами являются периоды около 8 лет, в ходе ТЦ, вышедших на район Куросио и в умеренные широты, близкие к 5-6 годам.

3. Б ходе обшего числа за последние 40-45 лет ТЦ отмечен тренд к увеличению, в ходе число ТЦ, вышедших на течение Куросио, - к уменьшению.

В области исследования структуры тропического ииклона:

1). Применение при исследовании безразмерных сочетаний параметров как критериев подобия ТЦ даег основание разделить тропические циклоны по ходу эволюции На два главных типа, каждый из которых делится на два подтипа; типы различаются по степени интенсивности, подтипы по вшу траек-тс, ¿¡{¡; тропические циклоны на момент их перехода от стадии тропической

. дгпрессни в стадию тропического шторми с вероятностью 72-80% можно разделил на типы н подтипы; г вероятностью 80% определить попадание в разряды короткоживущих Н долгоживущих, а также с вероятностью 76% разде-• - лить ТЦ с зональными н параболическими траекториями. Наконец, с вероятностью 79% можно определить на ранней стадии развития ТЦ переход его в последующем в разряды 'слабых" (<33 м/с) и "сильных" (>36 м/с) тайфунов.

2). Размер начального циклонического образования намного превышает размеры будущего тропического циклона и имеет радиус более 1000 -1200 км;'

3). Действие закона вращения "твердого тела" справедливо для внутренних частей циклонов радиусом около 150 и 200 км, соответственно, дли ТЦ с зональной И параболической траекториями, логарифмический закон зт11)ч:дея£ния'веера. •*« пределами внутренней части объясним, если допустить

индуцирование потоков только за счет наличия кинематической вязкости при условии, что количество движения ТЦ линейно зависит от времени

4). Относительный циклонический момент количества движения всего ТЦ ь среднем на порядок больше, чем его центральной части. О классе развивающихся "ГЦ (типы 2 и 4) до момента достижения максимальной интенсивности он растет, в классе неразвивающихся (типы \ и 3) практически сразу после достижения стадии TS начинает медленно (пульсируя) уменьшаться. Момент импульса у ТЦ, перемещающихся по зональной траектории, примерно в 1.5 раза меньше, чем у ТЦ с параболической траекторией.

В области исследованиях структуры тропической атмосферы а период развития тайфуна и ее реакция на прохождение циклопа:

1). Тропическая атмосфера в зоне прошедшего по крайней мере за трое суток тропического циклона в поле температуры и влажности сохраняет структуру, аналогичную ТЦ, в поле ветра структура не сохраняется. Суммарное влагосодержание атмосферного столба от 300 до 1000 гПа в центре модельной атмосферы имеет абсолютный максимум и равно 5.4 г/см2 (54 кг/м2). На уровне 400 rila там же отмечена максимальная температура, равная -i 1.8° С. На уровнях' 500 и 700 гПа общее потепление атмосферы практически по всей территории составляет 1-3° С при максимальном потеплении на месте бывшего центра тропического циклона.

2). Для большинства ТЦ в средней тропосфере (850-500 гПа) от стадии тропического возмущении до стадии тайфуна обнаруживается чередование пои с высокими и низкими значениями энергии неустойчивости вдоль радиуса. При положительных значениях энергии неустойчивости в тропическом чоз-мушении (наибольшие значения отмечены на ближнеу периферии) в пригодном слое анергия неустойчивости отрицательная. Уровня конденсации час<■!;•-ца при вынужденном подъеме достигает уже на высоте Ó.2-0.3 км.

3). Исследования максимальных Оерхнетропосферных потоков подтвердили ранее обнаруженные закономерности, которые можно использовать хэ:< прогностические правила: ТЦ образуются в зоне, где скорость верхнетропо-

сферных потоков вблизи области образования TU, менее 20м/с; ТД двигаются в сторону минимальных скоростей верхнетропосферных потоков.

4). В нижней атмосфере в поле линий тока классическая схема сходимости воздушных потоков обнаруживается в самом начале развития тропического возмущения. На уровне 200 rila структура циркуляции обеспечивает отток массы уже за трое суток, но система линии тока, соответствующая классическому антициклону, устанавливается только за сутки до появления тропической депрессии. Через суии после ра-внтня тропического возмущения система оттока воздуха индуцирует верхнетропосфершли антиниклонический топ. Система Ниркуляц. л в нижней части антициклона обеспечивает усиление оттока массы из нижнего тора.

D псслед'«aiüüix структуры тропическое океана в период развития тайфуна и его реакция на прохождение циклона:

1). Совпадение зон пов-гшенн; i.x значений ТТЛ О и районов достижении 'ГЦ максимально."» интетгитности обнаружено для весеннего и осеннего сезо-hov. (43.3% всех ТЦ). D летний сезон районы достижения тайфунами макси-

ной интенсивности лежат севсрисс 20° с.щ., осноыг-jí очаг расположен к •: - ;у от о.Тайвань и в истоках течения Цуроспо. Прямой связи положения ....« ->з ТУПО и районов достижения ТЦ &.:.!:сичалын>н шпеисишнлти не i:,.->■ - вживается.

2). Развитие тропических циклонов поз. .о;;;но н при ujxívjj их на шха-••т.! ¡и с температурой воли, по крайней \гре 2'!° С, ка.< это отмечено для ТЦ U2При незначительных варг.ошшх i - распрглглении дамгни», макеншаи-Н011, ветра н коэффициента д>*лп:мия нраисходияи р-лксе jt' яшшешк it iu-е.к-дуютнпн розт зоны сильных г.етроп н моментов количества дирцешп.

3), Резкого заподпгшш тропического циклона при силод: из «la.iropJiw

i

■ ;..:лп'parypqii поверхности нш.ге 26°С (до 21'С) о ц.шоне »pu6;c;utwro .л:.;ллн.'н.!, распаюжышого у берегов 1)ь'лн;;ма, видимо, не происходит. Uo» -того, например, ГЦ 7228 максимальною ско-.ти р-зшшш достиг при иа-: о,-;; лит в зоне анг.еллинга. Но над о&до.тш апвеллинм в 'ГЦ. 7228 произо-уменьшение величины чюмгшт. колн5;с-лрд ^пиеили ¡г уменьшение гео... ■ iлчес:чГ1\ размерил вихрь.

4). При прохождении очагов высоких значений ТТПО в период максимального развития TLL отмечается несовпадение по времени наступления экстремумов в распределении максимального ветра и значений моментов импульсов, причем как абсолютных, так и относительных. Для тропических циклонов с параболической траекторией при начале поворота на обратную ветаь траектории при нахождении ТЦ в максимальной стадии развития происходит резкое уменьшение момента количества движения горообразного вихря.

5). Чередующиеся по горизонт.гтн и вертикхчи очаги повышения и понижения температуры воды в плоскости разреза, перпендикулярного траектории тайфуна, указывают на существование второй обратной системы ячеек, расположенной под термоклином. Через сутки после прохождения тайфуна начинается формирование верхней системы ячеек, через 3-5 суток - нижней; перестройка поля циркуляции вод в следе ТЦ продолжается, по крайней мере, 10-с\точнын период; наиболее интенсивный подъем вод наблюдается под "глазом бур»Г' и сохранился на этом уровне 6-7 суток.

В области исследования мараметрической модели эволюции тайфуна:

1). эволюция тайфунов в значительной мере определяется величиной момента количества движения на ранних стадиях развития, а значит, н начального вихревого циклоничекого образования.

2). эксперименты по выявлению зависимости давления и максимально ветра от геометрических и кинематических параметров тропических циклонов показали, что для ТЦ типа 1 давление и максимальный ветер являются функцией от максимальной угловой скорости, времени существования и величии:! радиуса зоны ураганных ветров; для ТЦ типа 3.- функцией от широты, рхдн-уса зоны максимальных ветров, относительного момента количества двнженнч горообразного вихря и скорости перемещения; для ТЦ типа 2 - функцией времени существования, моментов количества движения и угловой скорости; для ТЦ тина 4 - функцией абсолютного момента количества движения, угловой скорости и долготы.

3). Необходимыми и достаточными условиями для формирования сверхмощных тайфунов (давление меньше 920 гПа, скорость больше 50 м/с):

■> высокие (в 5-10 раз больше среднего) значении момента количества движения начального вихря; » наличие условий для развития конвективных движений до высот 20 км; « продолжительный вток влажного воздуха в систему тропического возмуше-

шш (перемещение вдоль широтного круга в течение нескольких суток); • наличие высоких значений ТТЛО при температуре воды океана и нрнвод-.ного с ноя атмосферы >28° С.

4). При пересечении Филиппинских островов происходит резкое уменьшение значений момента количества движения и резкий последующий его рост при. движении циклона по акватории Южно-Китайского моря, Изменения характерны для давления в Центре ТЦ, максимального ветра, коэффициента давления, наибольшее - для момента импульса при представлений циклопа в виде вихря Рэнкина.

5). Аномальность в строении конкретных тропических циклонов может Рчть обнаружена но ходу безразмерных параметров на любой стадии нх развития, но особенно в первой половине эволюционного цикла.

6). Изменения размеров вихря, образующего тропический циклон, носят пульсационный характер, что наиболее отчетливо проявляется в размерах ^утренней части и по структуре и размерам "глаза бури".

7). Увеличение относительного момента количества движения Т11 первой половине периода их эволюции свидетельствует о наличии процесс; растяжения вихря по высоте, а спад в последней стадии - об уменьшении высоты Горизонтальные размеры внутреннего полого вихря в процессе ичтсц сификацин тропического циклопа возрастают.

8). Резкое изменение отношении циркуляции вектора скорости и печальный период эволюции ТЦ, а также резкое изменение отношений ускорений, создаваемых силами давления в направлении радиуса, к центробежному ускорению (коэффициент давлении) говорит о наличии перестроек в структуре шьхря 'ГЦ. Первая перестройка структуры ТЦ» видимо, связана с формированием внутреннего Кельна циркуляции. Наиболее отчетливо она выражена у ТЦ, л ос пн шил стадии тайфуна, и означает достижение нмц максимального раза1ггнч И, наконец, перестройка у ТЦ, имеющих параболическую трас кто-

рню перемещения, вилимо, связана с разрушением внутреннего кильца после взаимодействия 'ГЦ с западным субтропическим струйным течением и выходом иа полярный фронт.

9). На малых периодах заблаговременное™ в развивающемся тропическом циклоне прогностические параметры интенсивности .определяются в основном инерционными факторами, на больших - дополнительно также его положением; прогностические параметры интенсивности сильного тропического шторма или тайфуна, кроме инерционных факторов, определяются временем существования циклона от момента зарождения, моментом им:;ульса и географическими координатами; прогностические параметры заполняющегося тропического циклона зависят, в основном, от инертзюнных факторов и от времени существования.

10). Вероятность воздействия ТЦ на российский Дальний Вос+ок в зависимости от своего местоположения увеличивается от 20% при Нахождении циклопа в центре Филиппинского моря до 50% при выходе в Восточно-Китайское море. При в«)де в Японское море вероятность воздействия остается в пределах 70% и возрастает только при движении к северу.

11). Определяющими эволюцию ТЦ являются параметры: а) моменты импульса относительного и абсолютного ьлхрн при представлении ТЦ в виде горообразного вихря и вихря Рэнкина; б) момент импульса абсолютного вихря к углами скорость частицы воздуха на радиусе максимальных ветров; а) отношение относительного вихря частицы воздуха на радиусе зоны максимальных ветров к абсолютному вихрю Земли; г) скорости смещения ТЦ.

В облает» экспериментальных исследований атмосферы дистанциоппь:":! средствами:

1). У мезомасштабного облачного скопления (десятки км) в тропической зоне область облачного скопления существенно (в несколько pas) бодьшчем зарегистрированные инструментально зоны осадков (в равной степени и скорость роста облачного скопления).

2). Зоны "нулевых" радиальных скоростей в облачном скоплении в тропической зоне, как правило, "обрамлены" положительными и мринательпы-

ми ооластями, что свидетельствует о присутствии в поле скоростей вихревых турбулентных компонент и структур масштаба порядка 3-5 км и более.

3). Опыт исследования следа тайфуна в атмосфере по данным наблюдений ТОУ8 НОЛА, а та':же анализ мирового опыта спутникового мониторинга геофизических полей позволяет сделать вывод, что для решения весьма широкого круга задач тропической метеорологии достатсной является многоканальная цифровая '.нформашш, передаваемая в режиме непосредственной передачи МИСЗ серии ¡ч'ОАА (режим HR.PT - 5 каналов высокого разрешения для подстилающей поверхности, 20-канальный атмосферный микроволновый и стратосферный зонднровшики). По этой информации, дополненной подспутниковыми репернь:ми измерениями, представляется возможным рассчитать поля темпер?,туры поверхности океана, профили температуры, влажности и Б'-тра в атмосфере, потоки тепла и влаги с поверхности океана и др.

Основные результаты, имеющие прикладное значение:

а) методика прогноза давления и максимального ветра в тропических циклонах по статистическим регрессионным уравнениях с заблаговременности ^ /2 ч с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний пир. метров о тропических циклонах;

С) методика Прогноза интенсивности (давление, максимальный ветер, радиусы зон сильных и ураганных ветров) и перемещении тропических циклонов по статистическим регрессионным уравнениям с заблаговременное™ до 72 ч на основе типизации ТЦ по их траекториям и максимальной интенсивности с использованием в кач„стве предикторов безразмерных сочетаний параметров о фонических циклонах;

в) методика прогноза перемещения тайфунов на основе применения аппарата групповых аналогов с заблаговременностн до 4В ч с использованием в качестве преднктороь безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах;

г) методика протоза сильных осадков тайфун'ного происхождения по территории Приморского к^ая на е люве дискрпминантых функций с забла-юиречею.осгыо до 144 ч н;'. основе испол(л<<:;;ш:ш в качестве исходных дан-

ных прогностинчееких полей приземного давления и геопотенциала на уроьне н500 в кодах ГРНД от европейского цешра метеопрогнозов Рединг;

д) статистическая вероятная модель выхода тайфунов на районы российского Дальнего Востока а зависимости от их нахождения;

е) методика исследования эволюции тропических циклонов с привлечением понятия "безразмерного времени".

ж) методика исследования структуры и эволюции ТЦ с использованием параметров и критериев термодинамического подобия, а также других физически обоснованных безразмерных величин.

Представляется, что опыт, накопленный при осуществлении настоящих исследований тропических циклонов северо-западной части Тихого океана, целесообразно использовать для других акваторий Мировою океана.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Трансформация поля температуры океана после прохождения тропического циклона (на примере тайфуна Тэсс, 1975) // Метеорология и Гид-ролоии. - 1976. •• № 12.

2. К вопросу о связи тайфунов и запасов тепла в Филиппинском море // Труды ДВНИГМИ. - 19S0. - Вып.SO.

3. Внутригодовой ход запасов тепла и их изменчивость в западной тропической зоне Тихого океана // Труды ДВНИГМИ. - 1980. - Вып.86.

4. On (lie variabiliny of the heat storage 111 the West Pacific Tropical Zone ; : causts. - Pieprmls of the Fourth CSK Symposium Tokyo, Japan. 14-! 7 Febiiary,1979.

5. Энтальпии вод и их аномалии в северо-западной части Тихого океана п 1980г // Результаты экспедиции К.ИСЗ-80, 4.1-2, •' Л.: Гидрометеоиздат. • 1931.

6. Бюджет тепла поверхности северо-западной части Тихого океана в игале-сеитябр» 1980г // Результаты экспедиции 1СИСЗ-80, чЛ-2, - Л.: Гидрометеоиздат. - 1981.

7. Роль адвекпгано:турбулентного теплообмена в изменчивости теплосодержания вод стометрового слоя на западе Тихого океана // Результаты экспедиции ¡СИСЗ-SO. 4.1-2, - Л.: Гидрометеоиздат. - 1981.

8. Межгодовая изменчивость запасоп тепла в зонах вгргенцнй западной части Тихого океана // Результаты зкспедншш KIÍC3-80, ч.Ь2, - J1,: Гидро-метеонздат. - ¡981.

9. Вертикальные движения в следе суигртайфуна ВИН H И, 1930 // Метеорология и Гидрслои!]. - 1983. - Ks 7. (соавтор; Покуяов В.В.)

Участие соискателя - постановка задачи, обработка материалов наблюдении, совместные анализ и составление выводов.

10. Характеристика распределения термического тапфунпого потенциала океана в летние сезоны 1980 н 1982 гг. // Результаты экспедиции КЭТИ-82, ч.1-2, - Л.: Гидрометеоиздат. - 1933.

11. Применение теории подобия для изучения эволюции тропических циклонов// Деп. ВШШГМИ-МЦД, 439-ГМ от 16.10.85, (соавтор; Казанцев Ю.В.)

Участие соискателя - обработка матернаюв наблюдений, совместные анализ и составление выводов.

12. Горизонтальная термическая неоднородность верхнего слоя океана и ее возможная роль в зарождении тропических циклонов // Мирской гидрофизический куриал. - 1986. » Ni 2. (соавтор: Пулов В.Д.)

У'- пегие соискателя - совместные анализ и составление шводег,.

¡ Доилеровскиг измерения ветровых полей в тропической атмосфере // Препринт ИКИ АН СССР, Пр-1294. - 19S7. (соавтор«! раетргикой D.M., Клепиков RH., Покровская И.О., Пылаев Б.П., Шйркоа ПА.) * ici не соискателя - организащш эксперимента lío cSöpy ящиих наблюдении, совместные анализ и составление выводов.

Модель эволюции ТЦ па ранней стадии развития // Труды ДРЛШГМИ. - 1987. - Вып.!38. (соавтор; Казаннев 10,В,)

Участие соискателя - обработка материалов наблюдений, сошлглные г»на-шз и составление вьшодоп.

Структура тропосферы вокруг развивающегося тропического возмущении //Труды Д0НИГМИ. ■ 1987, - Вин.¡38. Цоштр; Евдошшипц fl.ll)

Участие соискателя - постановка задачи, обработка Материалов наблюдений, совместные анализ и составление выводов.

16. Модель эволюции тропически цпклоиоа до (1 после достнхерпл максимальной интенсивности // Труды ДВЦПГМИ. - 1987. - Йыи.Ш.

17. Изл<енениг момента количества движении в ТЦ // Труды ДВШ1ГМН. -198?. - ВыпЛЗВ.

18. Термический тайфуиный потенциал океана и его роль в эволюции ТЦ // Труды ДВНИГМИ. - 1987. - Вы». 138. (соавторы: Изотова D.O., Плас-туненко Е.С.)

Участце соискатели - постановка задачи, совместные анализ и составление выводов.

JV. Восточное, тропосферное струйное течение в тропической зоне Тихого çjfcemm в сезон тайфунов // Труды ДВНИГМИ. - 1987.,- Вып.138. (соангор; 11дастуиснко U.C.)

Участие соискателя - постановка задачи, совместные анализ и составление ныьодов.

20. Статистический метол пр::п,пзд интенсивности тайфунов // Груды ДВНИГМИ. - IW. - Dun.133.

2!. О вероятности выхода тайфуна на советский Дальний Восток. - Л., Гид-рометеоиздат. Труды ДВНИГМИ, Duit.Hl, 1938. (соавтор: Дубина В.Л.)

Участие соискателя - посган.опка задачи, совместные анализ и составление выводов.

22. Результаты и задачи изучения тайфунов //' Гихооксанскиий ежегодник, 1988.' - Владивосток: ДПО АН CCCi1'. - 1983. (соавторы: Казанцев Ю.В., Федорей В.Г.).

Участие соискателя - постановка задачи, совместные анализ и составление выводов.

23. Типизации тропических циклонов по характеру эволюции // Тр. Четвертого Международного симпозиума по тропической метеорологии- Л.: Гндрометеоиздат, 19S9. (соавтор. Казанцев ГО В.).

Участие соискателя - обработка материалов наблюдений, совместные анализ и составление выводов.

24. Некоторые результаты исследования структуры тропических циклонов, полученные ца основе использования данных измерительного комплекса TOVS ИСЗ NOAA // 5-й Международный симпозиум по тропической метеорологии, Обнинск, 26 мая-2 июля 1991. Тезисы докладов. - Обнинск. - 1991. (соавторы: Шарапов H.A., Школьная О Л.).

Участие соискателя - постановка задачи, совместные анализ и составление выводов.

25. Некоторые особенности параметров Конвекции атмосферы в периоды зарождения и эволюции тропических циклонов // Труды ДВНИГМЙ. -1993. - Вып.146. (соавтор: Евдокимова Л.И.).

Участие соискателя - постановка задачи, совместные анализ и составление выводов.

26. Некоторые особенности распределения энергетических характеристик атмосферы в периоды тропического циклогенеза .северо-западной части Тихого океана // Труды ДВНИГМИ. - 1993. - Вып.146. (соавторы: Шарапов H.A., Школьная 0:Д.Ч.

Участие соискателя - постановка задачи, совместные анализ и составление выводов.

27. Оценка применимости СВЧ-измерений ИСЗ "Космос-1500 (1602)" для идентификации тропического циклогенеза // Труды ДВНИГМИ. - 1493. -Вып.146. (соавторы: Шарапов И.А., Школьная О.Л.).

Участие соискателя - постановка задачи, совместные анализ и составление выводов.

28. Статистическая модель эволюции тропических циклонов на ранней стадии развитии // Труды ДВНИГМИ. - 1993. - Вып.146.

29. Основные результаты совместных исследований ДВНИГМИ и ССВЦ в области изучения тропических циклонов // Российско-вьетнамская конференция "Предварительные результаты научных экспедиций на шельфе и архирелаге Чыонг-Ша СРВ 1992-1993 гг.", Хайфон, СРВ, 6 октября

1993 г •■ Тезисы докладов. - Главное управление гидрометслужбы СРВ, 1993, (на вьетнамском языке), (соавтор; Лг Линь Куанг). Участь.' соискателя - совместные анализ и составление выг.одои.

30. Результаты разработки методов npornosa перемещения и jbo.houhh тропических циклонов в ДВНИГМИ в 1991-1995 гг. // Научная конферон-ция гю результатам исследований в области гидрометеорологии и мониторинга природной среды Росгидромета и МСГ. - Тезисы докладов. -Москва, 10-14/XII 1996. (соавторы: Бараноь Г.Г., Дубина В.А., Кузин B.C.)

Участие соискателя - постановка задачи, совместные анализ и составление выводов.

31. К вопросу о возможности прогнозирования траектории и интенсивное! и тайфунов на ранней стадии развития // Труды ДВНИГМИ. - 1996.

- Вып. 146.

32. О следе тайфуна в тропической атмосфере по данным TOVS NOAA // Труды ДВНИГМИ. - 1996. - Вып. 148.

13. Об изменении структуры TU, при выходе на районы локальною апвел-линга и гряды островов // Труды ДВНИГМИ. - 1997. - Вып.149. ■ 34. Новый статистический регрессионный способ npornoia перемещении тропических циклонов, давления в центре, максимального ветра и зон с сильными, ураганными и максимальными ветрами // Труды ДВНИГМИ.

- 1997. - Вып.149.

.55. Опыт комплексного спутникового мониторинга тропических циклонов // Международная конференция "Стихия. Строительство, Безопасность." Владивосток, Россия, 8-12 сентября 1997 г. - Сборник тезисов докладов.

- Владивосток: ДВГГУ. - 1997, (соавторы: Алексанин А.И., Гсрбек Э.Э., Нег-мяхов М.С.)

Участие соискателя - постановка задачи, организация сбора материалов наблюдений, соамс'етные aji.niи и составление выводов,

36. Информационная система прогною тайфунов. Состояние и направления развития // Международная конференция "Стихия. Строительство. Безопасность." Владивосток, Россия, 8-12 сентября 1997 г. » Сборник тезисов докладов. - Владивосток: ДВГТУ. - 1997.

37. Альтернативный прогноз сильных дождей ни территории Приморского Край,// Международная конференция ''Стихия. Строительство. Безопасность." Владивосток, Россия. 8-12 сентября 1997 i. - Сборник тезисов докладов. - Владивосток; ДВП'У, - ¡997.

Всего по теме диссертации опубликовано 64 работы, из которых 35 под-готе вдену В соавторстве:

Текст научной работыДиссертация по географии, доктора географических наук, Тунеголовец, Валерий Петрович, Владивосток

.// 99 - /У / ъ ** ^

Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу природной среды ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ региональный НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ДВНИГМИ)

¡(у* ^у^ На правах рукописи

I

ТУНЕГОЛОВ^ШВАЛЕРИЙ ПЕТРОВИЧ

\ ■

ТРОПИЧЕСКИЕ ЦИКЛОНЫ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА: СТРУКТУРА, ЭВОЛЮЦИЯ, ПРОГНОЗ ИНТЕНСИВНОСТИ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Специальность 11.00.09 - "Метеорология, климатология, агрометеорология"

Диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук

Владивосток - 1997

ВВЕДЕНИЕ 5

1. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 17

1Л. Аналитический обзор эмпирических и статистических 17

методов прогноза интенсивности перемещения тропических циклонов

1.2. Прогноз эволюции тропических циклонов 22

1.2.1. Климатические и инерционные прогнозы 22

1.2.2. Аналоговые методы прогноза интенсивности 23 тропических циклонов

1.2.3. Регрессионные методы прогноза интенсивности 24 тропических циклонов

1.3. Прогноз перемещения тропических циклонов 31

1.3.1. Эмпирические методы прогноза перемещения 31 тропических циклонов

1.3.2. Аналоговые методы прогноза перемещения 34 тропических циклонов

1.3.3. Регрессионные методы прогноза перемещения 42 тропических циклонов

1.3.4. Статистико-динамические методы прогноза 52 перемещения тропических циклонов

1.4. Выбор направления разработки способа прогноза 54 перемещения и эволюции тропических циклонов

1.5. Исходные данные и методика исследований 60

1.5.1. Исходные данные 60

1.5.2. Методика исследований 62

1.6. Оценка оправдываемости методов прогнозов 67

2. КЛИМАТОЛОГИЯ ТРОПИЧЕСКИХ ЦИКЛОНОВ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА

72

3. СТРУКТУРА И ЭВОЛЮЦИЯ ТРОПИЧЕСКИХ 87

ЦИКЛОНОВ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА

3.1. Применение теории подобия для изучения эволюции 87 тропических циклонов

3.2. Статистические параметрические модели строения и 91 эволюции тропических циклонов

3.2.1. Статистическая параметрическая модель строения 91 тропических циклонов на ранней стадии развития

3.2.2. Гипотеза о формировании начального 99 циклонического вихря, построенная на базе экспериментальных

данных

3.2.3. Модель эволюции тропического циклона на ранней 100 стадии развития

3.2.4. Статистическая параметрическая модель эволюции 106 тропического циклона

118

4. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ТРОПИчЕСКОЙ

АТМОСФЕРЫ В ПЕРИОД РАЗВИТИ ТАЙФУНА

4.1. Структура атмосферы вокруг развивающегося 118 тропического возмущения

4.2. Верхнетропосферное восточное струйное течение 120

4.3. Параметры конвекции воздуха в тропических 123 циклонах

4.4. О следе тайфуна в тропической атмосфере 124

4.5. Экспериментальные исследования дистанционными 141 методами

5. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ТРОПИчЕСКОГО 145 ОКЕАНА В ПЕРИОД РАЗВИТИ ТАЙФУНА

5.1. Роль тропического океана в эволюции тропических 145 циклонов

5.2. След тайфуна в океане 146

5.3. Роль локального апвеллинга в эволюции тропического 151 циклона

5.4. Изменение структуры тропического циклона при 156 выходе на районы даунвеллинга

5.5. Изменение структуры тропического циклона при 157 пересечении архипелага островов

6. ПРОГНОСТИЧЕСКИЕ СТАТИСТИЧЕСКИЕ 160 МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТРОПИЧЕСКИХ ЦИКЛОНОВ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА

6.1. Вероятностная статистическая модель выхода тайфуна 162 на Дальневосточный регион

6.2. Прогностическая модель эволюции тропического 163 циклона на ранней стадии развития

6.3. Прогностическая регрессионная модель эволюции 164 тайфуна

6.4. Статистический регрессионный способ прогноза 169 перемещения тропических циклонов, давления в центре, максимального ветра и зон с сильными, ураганными и максимальными в ТЦ ветрами

6.5. Статистический аналоговый способ прогноза 182 перемещения тропических циклонов с заблаговременностью до

3-х суток

6.6. Статистическая прогностическая дискриминантная 186 модель сильных осадков тайфунного происхождения по территории Приморского края

6.6.1. Климатология осадков по г. Владивостоку 186

6.6.2. Прогноз осадков по территории Приморского края 195

7. КОНЦЕПЦИ РАЗВИТИ И СОЗДАНИ 200 ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПРОГНОЗА ТАЙФУНОВ

НА РОССИЙСКОМ ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ НА ПРИМЕРЕ ПРИМОРСКОГО КРА

7.1. Концепция создания и развития информационной 205

системы

7.2. Предложения по развитию подсистемы наблюдений 209

7.2.1. Организация гидрометеорологических наблюдений, 209 необходимых для Системы

7.2.2. Организация сбора, обработки, накопления и 210 хранения гидрометеорологических наблюдений, необходимых

для Системы

7.2.3. Организация прогнозирования наводнений, анализа 211 и вероятностного прогноза ситуаций на территории Приморского края

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 214

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 226

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Катастрофическое наводнение в Приморском крае в сентябре 1994 г., обусловленное воздействием тайфуна "Мелисса" (9424), привело к человеческим жертвам и принесло ущерб, оцениваемый около 300 млн. дол. Известно, что своевременное предупреждение о стихийных гидрометеорологических явлениях (СГЯ) по экспертным оценкам Всемирной метеорологической организации (ВМО) сокращает ущерб на 10%. В свете приведенных данных ясен интерес исследователей к выяснению физических корней механизмов развития тайфунов, разработке новых методов прогнозов и к усовершенствованию службы наблюдения и предупреждения о тайфунах на российском Дальнем Востоке.

Несмотря на определенные успехи в разработке эмпирических и статистических методов прогноза интенсивности и перемещения тропических циклонов, не достигнуты еще основные цели, которые ставятся перед разработчиками. Анализ методов прогноза тропических циклонов, разработанных в различных странах в последние десятилетия, показал общую, единую для всех разработчиков проблему: различные подходы к разработке методов существенного улучшения прогнозов не обеспечивают - ошибки прогнозов остаются практически без изменений. Последнее определяет необходимость поиска новых неизвестных механизмов, отвечающих за эволюцию тропических циклонов, и поиска нового подхода к решению задач их прогноза.

Оценка действующих в странах-участницах Комитета по тайфунам ЭС-КАТО/ВМО методов прогноза тайфунов, проведенная в период Тайфунного Оперативного эксперимента 1981-1983 гг. (ТОРЕХ), показала, что из более чем 30-ти представленных для проверки методов только 13 удовлетворяли предъявляемым для проверки требованиям. Приоритет метода устанавливался исходя из его надежности. На 24 ч лучший прогноз перемещения ТЦ дал субъективный метод Международного центра эксперимента (ошибка - 96.1 км). Из объективных методов оказалась лучше других комбинация инерционного, климатологического и синоптического методов. На 48 ч наименьшие средние ошибки дал инерционно-климатологический метод Гонконга - 243.0

км. Сопоставимые результаты дал и субъективный метод (269 км). Прогноз давления на 24 и 48 ч осуществлялся только по методу МЦЭ (точность прогноза - 13.2 и 17.8 гПа) /182/.

Опыт ТОПЭКСа показал, что практически отсутствуют методы прогноза интенсивности тайфунов, точность прогноза траекторий зависит от точности предсказания крупномасштабных полей атмосферы (особенно в низких широтах), а также от точности определения фактических положений и интенсивности ТЦ в начальный момент времени.

Во втором оперативном эксперименте ТОПЭКСа были испытаны несколько методов определения фактического положения и интенсивности ТЦ в начальный момент времени. Наиболее успешные оценки положения дали субъективный (МЦЭ) метод, авиаразведка и спутник, соответственно, 6.9, 13.1 и 17.8 км, ошибка определения давления - 1.0 гПа при приземном анализе и 1.9 гПа - авиаразведка.

Точность предсказания крупномасштабных полей определена степенью надежности численных схем общей циркуляции атмосферы, а также количеством и качеством натурных данных наблюдений за состоянием атмосферы. Сокращение наблюдательной сети в последнее десятилетие в странах СНГ выдвинуло новые проблемы, связанные с необходимостью совершенствования систем наблюдений за параметрами атмосферы, в первую очередь, за счет развития дистанционных средств зондирования океана и атмосферы.

По Neumann C..J. /157/ из 31 объективной схемы, использовавшихся в 1977 г. в мире для прогноза перемещения ТЦ, гидродинамические схемы составляли всего 10 %, статистико-динамические - 10 %. Остальные 80 % приходились на долю статистических схем.

Из всего обилия прогностических схем, разработанных отечественными исследователями (не менее 30), в последнее десятилетие Центральной методической комиссией по гидрометеорологическим прогнозам (ЦМКП) рекомендованы к использованию в оперативной практике лишь: • численный метод прогноза траекторий ТЦ (разработка Росгидрометеоцен-тра, авторы: Ситников И.Г., Зленко В.А.) ТЦ западной части Тихого океана в качестве вспомогательного (1988);

• статистический метод прогноза интенсивности тайфунов с заблаговремен-ностью до 72 ч (разработка ДВНИГМИ, автор Тунеголовец В.П.) в качестве основного (1988).

• метод прогноза траекторий ТЦ по уточненной баротропной модели (разработка Росгидрометцентра, авторы: Ситников И.Г., Зленко В.А., По-хил А.Э.)) для западной части Тихого океана в качестве основного (1997);

В то же время, до настоящего времени в прогностических подразделениях дальневосточных УГМС Росгидромета используется в качестве основного синоптический метод прогноза перемещения тропических циклонов, что, кроме отсутствия эффективных методов, связано с недостатками технического плана в организации службы наблюдения за тайфунами и оповещениями о них.

Цель работы: на основе исследования механизмов взаимодействия системы океан-атмосфера статистическими и эмпирическими методами (с привлечением теории термодинамического подобия) в период деятельности тропических циклонов северо-западной части Тихого океана сформулировать и обосновать научно-практические положения, направленные на решение проблемы разработки автоматизированных методов прогнозирования перемещения, интенсивности тайфунов и связанных с ними явлений погоды, разработать рекомендации по усовершенствованию службы наблюдения за тайфунами.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и реализованы следующие задачи исследований:

исследовать применимость теории подобия для изучения эволюции тропических циклонов северо-западной части Тихого океана;

провести типизации тропических циклонов северо-западной части Тихого океана по их интенсивности и виду траектории;

выявить на основе статистических методов исследования по натурным данным (в том числе, экспедиционным) новые элементы структуры и новые механизмы эволюции тропических циклонов;

построить статистические параметрические модели строения и эволюции тропических циклонов;

определить на основе результатов параметрического моделирования структуры и эволюции ТЦ новые виды предикторов для разрабатываемых прогностических соотношений;

разработать автоматизированные методы прогнозирования перемещения и интенсивности тайфунов и связанных с ними явлений погоды с забла-говременностью до трех суток;

разработать рекомендации о путях и направлениях развития службы наблюдения за тайфунами на российском Дальнем Востоке.

Исходными материалами для исследования послужили данные о параметрах 1126 тропических циклонов северо-западной части Тихого океана за период 1956-1997 гг., данные о ежедневных полях приземного давления и геопотенциала на Н500 за период 1965-1990гг. (за 00 ч ГМТ) и 1995-1997 гг. в кодах Г РИД, данные около 35000 аэрологических зондирований атмосферы на станциях сети ВМО и судовых станциях института и более 22000 океанографических станций по акватории тропической зоны Тихого океана МЦД-Б и ДВНИГМИ, данные более чем 160000 профилей температуры и влажности атмосферы, а также температуры поверхности воды по западной части Тихого океана по данным измерительных комплексов ИСЗ 1ЧОАА и около 235000 наблюдений за "облачным ветром" геостационарного ИСЗ ОМ8, опубликованные в сборниках Японского метеорологического спутникового центра, данные около 150000 метеорологических судовых наблюдений, выполненные по программе попутных наблюдений ВМО и на судах ДВНИГМИ. Участником в 22 рейсах был автор, из них в шести в качестве начальника или заместителя начальника комплексных экспедиций, в том числе международных.

Исходной информацией для разработки методов прогноза осадков послужили данные синоптических карт и карт барической топографии по дальневосточному региону, бюллетени ЦИПа, данные об осадках на метеорологических станциях за 1950-1990 годы, помещенные в Метеорологических ежемесячниках.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Безразмерные сочетания параметров (как критериев подобия) являются инструментом, позволяющим по имеющимся данным о тропических

циклонах построить новые параметрические модели строения тайфунов, а также выявить новые механизмы их эволюции.

2. Эволюция тропического циклона, тип его траектории определяются параметрами начального циклонического образования, в первую очередь, моментом количества движения.

3. Тропический циклон может быть интерпретирован как система циркуляции воздуха, состоящая из полого торообразного вихря, вращающегося по закону твердого тела, с внутренним радиусом, близким к радиусу "глаза бури", и внешним - зоны максимальных ветров и индуцированного за счет кинематической вязкости (при допущении, что количество движения ТЦ линейно зависит от времени) поля скоростей ветра до радиуса, на котором поле ветра близко к нулю( при отсутствии составляющей смещения ТЦ)

4. Статистические модели:

а) статистическая вероятная модель выхода тайфунов на районы российского Дальнего Востока в зависимости от их нахождения;

б) полуэмпирическая модель эволюции ТЦ на ранней стадии развития;

в) статистическая параметрическая регрессионная модель строения и эволюции ТЦ с использованием в качестве независимых переменных безразмерных сочетаний параметров (как критериев подобия) тропических циклонов.

1. Методы прогноза:

а) прогноз давления и максимального ветра в тропических циклонах статистическим регрессионным методом с заблаговременностью до 72 ч с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах;

б) прогноз интенсивности (давление, максимальный ветер, радиусы зон сильных и ураганных ветров) и перемещения тропических циклонов статистическим регрессионным методом с заблаговременностью до 72 ч на основе типизации ТЦ по их траекториям и максимальной интенсивности с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах с заблаговременностью до 72 ч;

в) прогноз перемещения тайфунов на основе применения аппарата групповых аналогов с заблаговременностью до 72 ч с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах;

г) прогноз сильных осадков тайфунного происхождения по территории Приморского края на основе дискриминантных функций с использованием в качестве предикторов данных прогностических полей приземного давления и геопотенциала на уровне Н500 в кодах ГРИД от европейского центра метеопрогнозов Рединг.

Научная новизна выносимых на защиту положений и основных результатов состоит в следующем.

1. Разработаны и впервые реализованы:

а) методика прогноза с заблаговременностью до 72 ч давления и максимального ветра в тропических циклонах статистическим регрессионным методом с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах;

б) методика прогноза с заблаговременностью до 72 ч интенсивности (давление, максимальный ветер, радиусы зон сильных и ураганных ветров) и перемещения тропических циклонов статистическим регрессионным методом на основе типизации ТЦ по их траекториям и максимальной интенсивности с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах;

в) методика прогноза с заблаговременностью до 72 ч перемещения тайфунов на основе применения аппарата групповых аналогов с использованием в качестве предикторов безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах;

г) методика прогноза сильных осадков тайфунного происхождения по территории Приморского края на основе дискриминантных функций,

д) статистическая вероятная модель выхода тайфунов на районы российского Дальнего Востока в зависимости от их нахождения;

е) модель эволюции ТЦ на ранней стадии развития; ж) статистическая параметрическая модель строения и эволюции ТЦ на основе использования безразмерных сочетаний параметров о тропических циклонах.

2. Доказано, что:

а) тропические циклоны северо-западной части Тихого океана по ходу эволюции разделяются на два гла�