Погода в Москве, Петербурге, Самаре и других городах России
И опыт, сын ошибок трудных, и гений, парадоксов друг, и случай, Бог-изобретатель...
Поиск по сайту - введите термин или город:
СМЕРЧИ (ТОРНАДО) 9 июня 1984 г.

СМЕРЧИ (ТОРНАДО) 9 июня 1984 г.

А.А. Васильев, Б.Е. Песков, А.И. Снитковский

Анализируются макро- и мезомасштабные особенности АТМОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ, приведшие к возникновению разрушительной силы СМЕРЧЕЙ (ТОРНАДО) в центральных областях РОССИИ 9 июня 1984 г. Информационно-методическое письмо рассчитано на широкий круг метеорологов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Необычайно интенсивные СМЕРЧИ (ТОРНАДО), наблюдавшиеся 9 июня 1984 г. на европейской части СССР, сопровождались также рядом других стихийных явлений, возникших еще 3 июня. 8 июня в Молдавии и Одесской области на больших площадях выпал град диаметром до 7 см. До сих пор в этих районах такого массового выпадения града не наблюдалось. В этот же день по северо-западному побережью Черного моря отмечены шквалы скоростью до 40 м/с. 9 июня в Ивановской, Ярославской, Костромской, Калининской к Московской областях отмечались смерчи разрушительной силы, скорость ветра в одном из них в районе г. Иваново, по косвенным оценкам, составила около 100 м/с. Такой силы смерчи на территории нашей страны наблюдаются чрезвычайно редко. В конце дня 9 июня сильные шквалы до 30-40 м/с наблюдались в Горьковской, Рязанской, Кировской, Саратовской областях, Мордовской, Чувашской и Марийской АССР.

Все эти стихийные явления были связаны в основном с одним атмосферным процессом - образованием 8 июня южного циклона, его резким углублением и быстрым перемещением в течение 9 июня. Образование циклона произошло при слиянии волновых возмущений близко расположенных полярного и прежнего арктического фронтов. К вечеру 8 июня, наряду с усилением конвекции, в районе Одессы падение давления в циклоне резко усилилось; затем, быстро углубляясь, циклон со скоростью 50-70 км/ч начал перемещаться на Киев - Москву - Ярославль, вызывая днем 9 июня по пути своего движения развитие ряда опасных явлений погоды, в том числе и смерчей. Возникновению смерчей предшествовал целый ряд особых условий с атмосфере, приводивших к интенсивной конвекции. За одни сутки в систему южного циклона дважды происходило вхождение арктических фронтов. Значительная конвективная неустойчивость наряду с конвергенцией ветра в нижней части части тропосферы и дивергенцией ветра в верхней части привели к образованию исключительно мощных кучево-дождевых градовых облаков и связанных с ними опасных явлений погоды. Усилению опасных явлений способствовали сильные юго-западные ветры до 40-50 м/с в средней и верхней тропосфере, а также южные и юго-восточные ветры до 15-20 м/с в пограничном слое. Важное значение имели также задерживающий слой вблизи верхней границы пограничного слоя и большие дефициты влажности выше его. Следует также указать, что в процессе крупномасштабной перестройки атмосферной циркуляции в средней тропосфере, над Карпатами возник мощный очаг облаков, который слившись затем с облачным массивом южного циклона, еще более усилился. По мере движения его на северо-восток с ним прямо или косвенно было связано возникновение града, шквалов, а позже и смерчей.

Существующая сеть метеорологических станций ни один из смерчей инструментально не зафиксировала, и потому данные о давлении и скорости ветра в смерчах отсутствуют. В то же время смерчи, шквалы и град наблюдались в районах, где имелись данные спутниковых, наземных, радиозондовых и радиолокационных наблюдений. Комплексный анализ этих наблюдений позволяет описать общие синоптические условия, термодинамическое состояние атмосферы и параметры облаков, с которыми были связаны стихийные явления.

Настоящее письмо ставит своей целью ознакомить синоптиков и метеорологов с существующими представлениями о физике образования смерчей и дать, по возможности, детальный анализ макро- и мезомасштабных особенностей атмосферных процессов, приведших к возникновению смерчей 9 июня 1984 г. Авторы выражают глубокую признательность и благодарность сотрудникам Верхне-Волжского УГКС В.С. Рязанову, Л.Н. Гордеевой, О.Г. Мацкевич, Г.В. Хохлову, предоставившим ценные материалы о смерчах; сотрудникам УГКС Молдавской ССР Л. А. Диневичу, А.Н. Старостину, В.С. Швецову за радиолокационные данные об облаках; сотрудникам УГКС Украинской ССР И.И. Мельнику, А.В. Клименко за снимки облачности с ИСЗ; сотрудникам Гидрометцентра СССР М.В. Самоходкиной, Г.М. Соколову за помощь при подготовке материалов.

1. СМЕРЧИ

1.1. Общие сведения

Смерчем называется вихрь с вертикальной осью вращения, связанный с мощным кучево-дождевым облаком. Диаметр смерча составляет от 10 до 1500 м. По косвенным оценкам [9] максимальные скорости ветра в смерче могут достигать 200-300 м/с, а градиент давления 10 гПа/100 м. Огромные скорости вращения развивают в смерче центробежные силы, вызывающие пониженное давление в его центре. Вращение ветра в смерче чаще всего циклоническое, но иногда наблюдается и антициклоническое. Вследствие огромной силы ветрового напора и большой разности давления в смерче и окружающем пространстве, смерч вызывает сильные и даже катастрофические разрушения. Обычно смерч опускается из кучево-дождевого облака, называемого материнским облаком, к поверхности суши или моря, вбирая в себя пыль, песок, камни, траву и воду. С приближением смерча слышен очень сильный шум, который возникает от ветра и столкновения различных предметов, втягивающихся в разреженную центральную область смерча. Длина воронки смерча может быть различной - от десятков метров до нескольких километров, а ее диаметр в том месте, где она примыкает к материнскому облаку, может составлять от нескольких метров до сотен метров. Чаще всего воронка напоминает конус (хобот), однако встречаются воронки и других форм - короткие толстые колонны, характерные для очень сильных смерчей, или длинные жгуты, местами вытягивающиеся горизонтально. На протяжении короткой жизни смерча, размер и форма воронки могут существенно меняться, отражая колебания скорости ветра в тропосфере или изменения характеристик втекающего в смерч воздуха. Продолжительность существования смерча небольшая: от нескольких минут до нескольких часов, длина пути в среднем 15-60 км, а иногда и около 500 км (такие случаи наблюдались в США). Скорость движения смерча различна: от 10-20 до 60-70 км/ч и более.

По современным представлениям структура очень сильного смерча, достигающего земной поверхности, весьма сложная. В центральной части смерча имеется ядро, шириной 100-150 м и меньше, в котором наблюдаются мощные, до 60-80 м/с, нисходящие движения воздуха. Выхоложенный опускающийся воздух конвергирует у земли, увеличивая разрушительную силу смерча и образуя его подножье. Вокруг ядра смерча отмечаются громадные (до 70-90 м/с) восходящие движения воздуха. В результате, по всей длине смерча происходит конденсация водяного пара, что придает смерчу белесоватый цвет, видный издалека. Когда же смерч вбирает в себя пыль и песок - он становится темным.

Смерчи возникают в различных частях земного шара, наиболее часто - на территории США; реже бывают в Австралии, Новой Зеландии, Японии, Индии, Аргентине, Южной Африке и Европе. На земном шаре в течение года возникает около 1000-1500 смерчей, из них половина приходится на территорию США. В США имеется так называемая аллея торнадо - полоса наибольшей повторяемости смерчей, проходящая с юга на север, а затем на северо-восток через штаты Техас, Оклахома, Канзас, Миссури. Слабые смерчи могут быть всего несколько метров в ширину и перемещаться на расстояние 5-10 м при скорости ветра до 25- 35 м/с. Смерчи небольших размеров обычно не наносят серьезного ущерба. В США смерчи (торнадо) наиболее часто имеют ширину 75-100 м и скорость ветра до 60-70 м/с. Более 90% человеческих жертв и разрушений приходится на 2% общего числа смерчей (рис. 1.1). Самый разрушительный смерч в США наблюдался 18 марта 1925 г. Смерч прошел расстояние 352 км и привел к гибели 689 человек. Наиболее крупный по размерам смерч был зафиксирован 9 апреля 1947 г. Средняя ширина полосы разрушений, связанной с этим смерчем, составила 1,5 км, скорость ветра в смерче была около 100 м/с.

Рис.1.1. Распределение по годам смерчей различной интенсивности в США.

На территории СССР смерчи - сравнительное редкое явление [1, 2, 6]. Они наблюдаются в Прибалтике, Белоруссии, на Украине, в центральных областях РСФСР, в Поволжье, на Урале и в Сибири. Смерчи над водной поверхностью бывают у Черноморского побережья Кавказа, берегов Крыма, в северо-западной части Черного моря, у побережья Куршского и Рижского заливов. Случаи сильных смерчей единичны. Смерчи большой интенсивности отмечались в Москве и Подмосковье (1904, 1945 гг. [2] и др.), Эстонии (1920 г.), Ростове Ярославской области (1953 г.), Горьком (1974 г. [1] ), на Украине (1980 г.), в Литве (1981, 1985 гг.) и в ряде других районов.

В 1973 г. Метеорологическая служба США приняла в качестве официальной следующую шкалу интенсивности смерчей [10]:

  • FO - скорость ветра 18-32 м/с. Слабые разрушения: повреждаются печные трубы, заборы, деревья.
  • F1-скорость ветра 33-49 м/с. Умеренные разрушения: срываются покрытия с крыш, движущиеся автомобили сбрасываются с дороги.
  • F2 - скорость ветра 50-69 м/с. Значительные разрушения: срываются крыши с домов, переворачиваются грузовики, вырываются с корнем деревья.
  • F3 - скорость ветра 70-92 м/с. Сильные разрушения: крыши и часть стен разрушаются, переворачиваются вагоны, в лесу вырывается с корнем большая часть деревьев, тяжелые автомобили поднимаются над землей и разбрасываются.
  • F4 - скорость ветра 93-116 м/с. Опустошительные разрушения: разрушаются тяжелые здания, строения со слабым основанием переносятся на расстояние, машины разбрасываются в стороны, крупные предметы носятся в воздухе.
  • F5 - скорость ветра 117-142 м/с. Сверхопустошительные разрушения: поднимаются тяжелые здания, переносятся на расстояние и разрушаются автомобили, огромные предметы переносятся по воздуху на большие расстояния с большой скоростью, деревья разламываются на части.
  • F6 - скорость ветра от 142 м/с до, предположительно, скорости звука. Смерчи такой скорости не зафиксированы.

Для катастрофических смерчей (скорость ветра более 93 м/с), которые чаще всего представляют собой колонну, опущенную из материнского облака, характерна многовихревая структура. В них на периферии основного смерча по кольцу быстро вращаются вокруг своей оси и одновременно вокруг оси основного смерча вторичные вихри. Именно вторичные вихри вызывают наиболее сильные ветры и сложные циклоидальные следы разрушений диаметром иногда всего несколько метров.

1.2. Условия образования смерчей

Смерч - локальное явление. Однако образование смерчей связано с интенсивными макромасштабными атмосферными процессами- зонами активной конвективной и грозовой деятельности. Эти зоны образуются при большой вертикальной неустойчивости воздушной массы, характеризующейся сходимостью (конвергенцией) теплых и влажных потоков в ее нижней части и расходимостью (дивергенцией) относительно холодных и сухих потоков в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Поэтому сильные смерчи наиболее часто наблюдаются в теплое время года, между 15 и 18 ч, в углубляющихся циклонах, на обостряющихся холодных фронтах и впереди них, под обширными тропосферными депрессиями. Наряду с вышеперечисленными главными макромасштабными процессами, способствующими образованию смерчей, должен выполняться еще целый ряд макромасштабных и мезомасштабных условий. Рассмотрим некоторые из них.

1. Циклоны, в которых могут возникнуть смерчи, обычно быстро движутся. Смерчи отмечаются в юго-посточном квадрате теплого сектора циклона, впереди линии разрыва точки росы у Земли, а также впереди быстро движущихся холодных фронтов, где часто образуются линии неустойчивости и линии шквалов с облачными валами, вращающимися вокруг горизонтальной оси, сильно изогнутой в вертикальной плоскости.
2. В макромасштабных циклонических областях, на холодных фронтах и их волнах часто имеют место мезомасштабные цикло нические вихри. Массивы грозовой облачности здесь нередко имеют слабое вращательное движение вокруг вертикальной оси. Оно ускоряется при наличии в тропосфере больших горизонтальных и вертикальных сдвигов ветра. В этих условиях сильные вертикальные потоки внутри мощного массива кучево-дождевых облаков могут обусловить значительные сдвиги ветра на границе этих потоков и облачного массива, что и дает первоначальный момент вращения. Его передача по сужающемуся каналу, как хорошо известно, дает резкое ускорение вращения, что при соответствую щей начальной интенсивности процессов может привести к возникновению смерча.

Имеется ряд гипотез, объясняющих физические особенности образования смерчей. Согласно [5], образование смерча происходит в два этапа (рис. 1.2). Первый этап - зарождение смерча. Вначале в облачном массиве начинает закручиваться столб восходящего потока воздуха диаметром 10-20 км и в средней тропосфере образуется мезовихрь с пониженным давлением в центре (в США мезовихри в кучево-дождевых облаках называют мезоциклонами). Вращение воздуха начинается на высотах 4-8 км, которое затем передается нижним и верхним слоям тропосферы как бы по "трубе". При этом во вращающемся воздухе находятся в равновесии две силы - сила градиента давления, направленная к центру столба воздуха, и центробежная сила, направленная от центра вращения. Возникает так называемый циклострофический баланс, вследствие чего воздух движется вокруг вертикальной оси и в то же время перемещается вдоль нее, радиальные компоненты движения воздуха значительно ослаблены. По мере усиления восходящего потока в нижней части мезоциклона увеличивается конвергенция. Вследствие изменения направления ветра с высотой, втекающий воздух дополнительно закручивается вокруг оси столба вращения. Из-за сохранения углового момента, величина которого пропорциональна массе объема воздуха, его скорости и расстоянию от оси вращения, скорость вращения воздуха, приближающегося к оси, возрастает. Воздух, сходящийся в нижней части мезоциклона, вращаясь поднимается с ускорением. При этом происходит растяжение вращающегося столба воздуха по вертикали, и диаметр мезоциклона уменьшается до 2-6 км. Скорость потоков во вращающемся столбе воздуха может достигнуть 30-35 м/с, однако для наблюдателя смерч продолжает оставаться невидимым.

Рис.1.2. Первый этап формирования смерча.

Второй этап - появление смерча, видимого наблюдателем. Па этом этапе формируется ядро смерча. Физика процесса и причины образование смерча особенно неясны. Предположительно, это происходит тогда, когда внутри мезоциклона, ближе к его периферии, сходимость и расходимость воздушных потоков по вертикали проявляется особенно резко. Диаметр этой области составляет не более 1 км. Здесь, как подтверждают измерения с помощью доплеровского радиолокатора, усиление вращения столба воздуха в средней части тропосферы быстро передается вниз, и вихревая труба вытягивается почти до земли.

В результате перепада давления, возникающего между ядром смерча и его внешней границей, воздух в сравнительно тонком слое вблизи земли втекает внутрь вихря, где он резко изменяет направление движения и начинает подниматься по спирали вверх. В результате зона наиболее сильных ветров принимает форму кольца. Поскольку трение о землю ограничивает радиальную скорость потока, ядро смерча не успевает заполниться воздухом снизу. Если грозовое облако, с которым связан смерч, становится особенно большим и превращается в суперячейку, то имеющийся в нем мезоциклон может рождать несколько смерчей. Иногда наблюдаются целые семейства смерчей - до восьми вихрей.

Имеются и другие физические гипотезы возникновения смерчей. В частности, в [4] предполагается, что вихревое движение, приводящее к образованию смерча, начинается в облаках в зонах крупного града и высокой концентрации градин в зоне падения. Согласно Т. Фуджита [10], образованию смерча способствует сваливание вершины кучево-дождевого облака из стратосферы вниз.

1.3. Возможности прогнозирования смерчей

Явление, которое трудно обнаружить и измерить, еще более трудно спрогнозировать. Вместе с тем физическая и энергетическая связь образования смерчей с большими скоплениями кучево-дождевой облачности, а через них с процессами синоптического масштаба, позволяет выделить ситуации и зоны, благоприятные для возникновения смерчей. Хотя вероятность возникновения смерчей даже и в таких зонах невелика, она все же значительно выше их климатической вероятности. После обнаружения смерча в такой зоне, можно принять определенные меры по предупреждению населения о направлении его перемещения. В связи с тем что метеорологическая сеть редка, большинство смерчей даже в США, где они часто повторяются, обычно обнаруживают визуально наблюдатели или простые граждане, которые уведомляют об этом официальных лиц по телефону или какими-либо другими способами. Это дает возможность оповестить жителей окрестных городов и селений о приближающейся опасности.

Техническими средствами, позволяющими иногда обнаружить смерчи, являются метеорологические радиолокаторы. Однако обычный радиолокатор не в состоянии установить наличие смерча, поскольку размеры смерча слишком малы. Случаи обнаружения смерчей обычными радиолокаторами отмечались лишь на очень близком расстоянии. Смерч в таких случаях на экране обнаруживается внутри большой зоны радиоэха в виде свободного от облаков пятна - "глаза". Иногда на наличие смерча указывает радиоэхо крючкообразной формы, отходящее от крупного радиоэха основного массива облаков. В большинстве же случаев смерчи наблюдаются при радиоэхо любой формы. Большую помощь радиолокатор может оказать при слежении за смерчем. Когда на экране радиолокатора можно выделить радиоэхо облака, связанное со смерчем, оказывается возможным за один-два часа предупредить о приближении смерча.

В последние годы в исследовательской и в настоящее время в оперативной работе ряда метеорологических служб используются доплеровскне радиолокаторы. Если с помощью обычного радиолокатора интенсивность осадков определяется по степени отражения сигнала от облака, то с помощью доплеровского радиолокатора имеется возможность определять скорость и направление ветра в облаке по изменению частоты отраженного сигнала (рис. 1.3). Благодаря таким возможностям доплеровского радиолокатора удается оценить трехмерное поле скоростей ветра в облаке. В 70-е годы с помощью доплеровских локаторов инструментально было подтверждено наличие во вращающихся мощных кучево-дождевых облаках мезовихрей (мезоциклонов) и описаны их характеристики. Так, за 40-50 мин до образования смерча, в кучево-дождевом облаке в средней тропосфере образуется мезоциклон диаметром 4-8 км, который затем суживается и распространяется вверх и вниз. В его правой передней части примерно в 60-70% случаев возникает смерч. Однако только 60% всех смерчей связаны с образованными в кучево-дождевых облаках мезоциклонами.

В Национальном центре по прогнозу сильных штормов в США для прогноза смерчей используются полученные на большом статистическом материале пять синоптических признаков атмосферных процессов, способствующих образованию интенсивных конвективных явлений, в том числе и смерчей:
1) наличие динамического фактора, обеспечивающего подъем теплого и влажного воздуха нижней тропосферы вверх, что имеет место в волновых возмущениях, циклонах, на фронтах и на разделах воздушных масс с различной влажностью.
2) большая конвективная неустойчивость в атмосфере, характеризующаяся вертикальными градиентами температуры значительно больше влажноадиабатических;
3) сильные с большим вертикальным сдвигом юго-западные ветры в средней и верхней тропосфере (наличие мощного струйного течения) и существование в пограничном слое атмосферы струйного течения нижних уровней, имеющего юго-восточное или южное направление;
4) подток с юга и юго-востока влажного воздуха в слое земля—1000 м и сухого воздуха с запада и юго-запада в слое 1000—2500 м;
5) наличие задерживающего слоя выше пограничного слоя, вследствие чего образование мощных кучево-дождевых облаков происходит взрывным образом.

Рис.1.3. Распределение результирующей скорости ветра в грозовом облаке, определённой с помощью доплеровского радиолокатора.

Типичная синоптическая ситуация, при которой возникают смерчи, приведена на рис. 1.4.

Рис.1.4. Синоптическая ситуация, благоприятная для образования смерчей.

2. ОПИСАНИЕ СТИХИЙНЫХ ЯВЛЕНИЙ

2.1. Град и шквалы в Молдавии и Одесской области 8 июня 1984 г.

Накануне образования смерчей уже отмечался ряд необычных стихийных явлений в районе, откуда переместился циклон, в котором возникли смерчи. Анализ их важен с целью лучшего понимания атмосферных процессов, приведших к образованию смерчей.

Во второй половине дня 8 июня в Молдавии и Одесской области выпал град большого диаметра, отмечались шквалы до 40 м/с и дожди 40-70 мм. Максимальный диаметр градин в районе г. Котовска Молдавской ССР достигал 7 см, в Николаевском и Великомихайловском районах Одесской области - 5 см.

В результате воздействия града и дождей на больших площадях погибли и повреждены сельскохозяйственные культуры. В Одесской области из-за сильных ливней произошел смыв посевов, в отдельных местах вследствие дождевого стока высота сугробов из градин превышала 1 м. Сильными шквалами в Одесской области были повреждены опоры ЛЭП, порывы ветра разрушали кровли зданий, ломали деревья.

Градобития в Молдавии и Одесской области были связаны с прохождением трех крупных конвективных ячеек. Первая ячейка в период 15 ч 30 мин-17 ч 50 мин (время московское летнее) прошла через север Румынии, Котовский район Молдавской ССР и Одесскую область и дала полосу града длиной 130 км и шириной 25 км. При этом наиболее сильные градобития отмечались в г. Котовске и в Дубоссарском районе Молдавии. Связанная со второй конвективной ячейкой полоса града в период 16 ч 27 мин -18 ч 00 мин проходила через Григориопольский район Молдавской ССР и Великомихайловский район Одесской области. Она имела длину НО км и ширину 30 км. Наиболее сильные градобития наблюдались в Одесской области. Третья конвективная ячейка в период 16 ч 37 мин - 18 ч 28 мин прошла через Кантемировский, Чимишлийскнй, Бессарабский и Каушанский районы МССР. Полоса града при этом имела длину 110 км и ширину до 45 км, а зона интенсивного града составляла 110 км в длину и 5-15 км в ширину. Высота облаков в указанных конвективных ячейках достигала 14 км, диаметр отдельных облаков 50 км, значения Z>=65 дБ7. Сильные шквалы на северо-западном побережье Черного моря были вызваны прохождением линии шквалов на прежнем арктическом фронте, скорость которого на участке Измаил - Одесса составила 90 км/ч.

2.2. Смерчи в центральных областях РСФСР 9 июня 1984 г.

Во второй половине дня 9 июня в Московской, Калининской, Ярославской, Ивановской и Костромской областях отмечались смерчи, а также шквалы со скоростью до 22-27 м/с, в Горьковской, Рязанской, Кировской, Саратовской областях, Чувашской, Мордовской и Марийской АССР - шквалы со скоростью ветра до 30-40 м/с.

Наиболее сильный смерч наблюдался в Иваново. Около 15 ч 30 мин примерно по пути движения смерча прошло грозовое облако, из которого выпал град диаметром около 2 см. В 15 ч 45 мин появилось новое, очень темное облако с воронкообразным выступом, который, раскачиваясь из стороны в сторону, опускался к Земле. Почти коснувшись земли, воронка стала быстро расширяться и всасывать предметы, причем нижний конец ее неоднократно приподнимался и опускался. Было хорошо видно быстрое вращение воронки - "хобота" и выбрасывание предметов на некоторой высоте; слышен сильный свист и гул, подобно тому, какой создает реактивный самолет. Явление напоминало кипящий котел, внутри воронка светилась. От "хобота" отделялись "рукава", которые то удалялись от воронки, то приближались к ней. Материнское облако, из которого опустился "хобот", быстро перемещалось на север и в полосе шириной около 500 м смерч срывал крыши домов, ломал и вырывал деревья, столбы и опоры электропередачи; прочные деревянные дома, и особенно их кровли, разрушались; переворачивались тяжелые вагоны, приподнимались, многократно перевертывались и сносились в сторону автомашины, автобусы, троллейбусы и другие предметы. Продолжительность явления в каждом месте была 1-2 мин.

Смерч зародился примерно в 15 км к югу от Иваново на границе леса и поля. Далее он двигался по западным пригородам Иваново, затем войдя в лес, проложил полосу из поваленных или сломанных на высоте 1-3 м деревьев. Деревья оказались поваленными в основном в направлении перемещения смерча - на север. По краям полосы намечалось вращение смерча по часовой стрелке, а кое-где - противоположное. Через час смерч оказался примерно в 60 км к северо-северо-востоку от Иваново, на холмистом берегу Волги, у турбазы Лунево, где вновь проявился особенно сильно. Падали вывороченные с корнем ели, ломались сосны и березы, рушились щитовые домики; бак водонапорной башни массой 50 т был отброшен на 200 м в сторону. Как и на окраине Иваново, бетонные и большие кирпичные строения в основном не разрушались, с них срывалась кровля, вылетали или разбивались стекла. В Лунево диаметр выпавшего града перед смерчем достигал 3 см. Перейдя Волгу, смерч ослабевая пошел на север. Полосы лесоповалов прослеживались далеко на север от Костромы (Обнорское - Любим).

Смерчи были также отмечены в двух местах Ярославской области. Очевидно, это был один и тот же смерч. Он прошел путь от района в 30 км к юго-западу от Ростова на северо-восток до района западнее Данилова. Общая длина пути смерча составила. около 100 км, ширина полосы разрушений 300-500 м. Смерч сопровождался выпадением града, диаметр градин составлял 3-15 см, масса отдельных градин достигала до 1 кг. Лесоповалы и повреждения, связанные со смерчами или сильными шквалами, отмечены еще в двух районах к востоку от Иваново: восточнее Шарьи - западнее Вохмы и восточнее Луха - западнее Юрьевца. Полосы повреждений в лесу также были направлены примерно с юга на север (рис. 2.2).

Рис.   2.2.   Траектории   перемещения  смерчей,   шквалы   и  осадки днем 9 июня   1984 г.  1 - установленные пути движения смерчей; 2- ориентировочные пути движения смерчей; 3 -шквалы более 30 м/с; 4-осадки более 30 мм; i - осадки более 20 ми; 6 - осадки более 10 мм; 7- осадки более
5 мм.

Кроме того, косвенно установлено, что после 13 ч (не раньше 13 ч 9 мин) смерч прошел через аэропорт Шереметьево вблизи Москвы. Здесь отмечены полосы лесоповала и разрушения в ангаре. Диспетчеры приближения смерча не видели, но в момент разрушений, происходивших на расстоянии около 1 км, они оказались как бы в облаке и со стороны смерча слышали характерный гул. Судя по разрозненным сообщениям, указанный смерч прошел через юго-запад и запад Москвы, где ветер усиливался до 27 м/с. Не исключено, что именно этот смерч, пройдя с юга на север Московской области, повернул далее на восток-северо-восток, прошел через крайний юго-восток Калининской области (Калязинский район), где тоже отмечены лесоповалы, и затем вышел на Ярославскую область, юго-западнее Ростова.

Вслед за первой волной усилений ветра, сравнительно слабых на большей части территории Центрального и Волго-Вятского районов и связанных со смерчами на ее ограниченной части, через 1-4 ч прошли еще одна-две волны более сильных шквалов скоростью до 20-40 м/с, захвативших всю территорию Московской, Владимирской, Ивановской, Ярославской, Костромской, Горьков-ской, Рязанской, Кировской областей, Мордовской, Чувашской и Марийской АССР. С этими усилениями ветра были связаны местами также существенные повреждения и лесоповалы в виде отдельных пятен и полос (в частности, полосы у Горького в Сормово). Во всем обширном районе, охваченном смерчами и шквалами, наблюдались интенсивные грозы. Смерчи сопровождались в основном умеренными до 10-15 мм дождями. Сильные шквалы наблюдались в районах, где выпадали слабые дожди.

3. АНАЛИЗ АТМОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ

3.1. Синоптическая ситуация

В течение длительного времени, с февраля по май 1984 г., над европейской частью СССР стационировал высотный барический гребень. По его западной периферии происходил перенос теплого и сухого воздуха, отдельные циклоны со Средиземного моря перемещались через Кавказ па Среднюю Азию. 7 июня 1984 г. в тропосфере началась коренная перестройка атмосферных процессов, которая заключалась в отходе гребня на восток европейской части СССР, углублении циклона над Цен тральной Европой и формировании высотной фронтальной зоны, направленной с Балканского полуострова на северо-восток. В это же время глубокий циклон, располагавшийся над центральными районами Арктики, начал перемещаться на запад, а затем на юг - на Кольский полуостров. В связи с этим в северо-западных обла стях европейской части СССР похолодало и на севере Прибал тики, Центрального и Волго-Вятского районов сформировался новый холодный арктический фронт.

8 июня в нижней половине тропосферы над Юго-Восточной Европой располагались две системы холодных атмосферных фрон тов, контрасты температуры на которых составляли у земли 12-15 °С/750 км, на поверхности 850 гПа 15-17 °С/750 км. Полярный фронт проходил через Румынию и Болгарию и отделял очень теплый континентально-тропический воздух, увлажненный внизу над Средиземноморьем, от полярной воздушной массы. Прежний арктический фронт располагался над Карпатами, центральной частью Югославии и югом Италии и отделял полярный воздух от частично трансформировавшейся арктической воздушной массы.

Взаимодействие углубляющегося среднетропосферного циклона над Центральной Европой с гребнем высокого давления над восточной частью Европейской территории СССР привело к резкому усилению высотной фронтальной зоны. Скорости ветра на изобарической поверхности 500 гПа во фронтальной зоне возросли до 30 м/с. На высотах 9-10 км образовалось мощное струйное течение, проходящее через Рим-Белград-Киев и далее на северо-восток со скоростью ветра на оси 45-50 м/с. Ветры в зоне холодных фронтов на высотах выше 3 км усилились и приобрели юго-западное направление, а ниже 3 км - южное и юго-восточное. В результате в пограничном слое атмосферы значительно ускорилось перемещение теплого и влажного воздуха на юго-запад европейской части СССР. Утром 8 июня над Одессой на высотах 300-400 м, по данным шаропилотных наблюдений, сформировалось струйное течение нижних уровней со скоростью ветра на оси 12-15 м/с и направлением ветра 160°.

Сильные южные и юго-западные ветры в нижней и средней части тропосферы способствовали перемещению далеко к северу теплого влажного воздуха в нижней и сухого в средней и верхней части тропосферы. К середине дня 8 июня восточнее меридиана Киева от побережья Черного моря до 58° с. ш. воздушная масса имела лишь небольшие горизонтальные контрасты температуры. Углубление высотной ложбины и увеличение скоростей ветра вызвало быстрое смещение на юг и юго-восток холодного прежнего арктического фронта и волнового возмущения, образовавшегося над Карпатами. Утром 8 июня это возмущение и холодный фронт почти догнали полярный фронт, а затем вошли в систему сравнительно малоактивной области низкого давления, которая образовалась на нем как волна над севером Африки, и к этому времени переместилась на территорию Молдавии и Одесской области. Вхождение волнового возмущения и новой порции холодного воздуха в эту область низкого давления, где имелся очень теплый и увлажненный внизу воздух, привело к углублению циклона. Вместе с усилением конвективной облачности давление в циклоне стало быстро падать (до 5,6 гПа/3 ч) и к 18 ч 8 июня циклон стал хорошо выраженным с давлением в центре менее 997 гПа.

В связи с вхождением в циклон холодного воздуха, подъем теплого воздуха, вследствие значительной конвективной неустойчивости атмосферы, усилился в результате вынужденного подъема вдоль фронтальной поверхности быстро перемещающегося холодного фронта. Несколько часов 8 июня циклон оставался на месте, а затем быстро со скоростью 50-70 км/ч стал перемещаться на северо-северо-восток. В течение большей части ночи 9 нюня интенсивность конвективных явлений в южном циклоне ослабевала и па пути его движения отмечались лишь ливневые дожди, отдельные грозы и усиление шквалистого ветра до 15-17 м/с. Однако к утру 9 июня вблизи Киева падение давления в южном циклоне, в основном, как и ранее, в теплом секторе вновь увеличилось до 5-7 гПа/3 ч (рис. 3.1). Область значительного падения давления распространилась в теплом секторе далеко от центра циклона, давление в котором к 10 ч утра составило 985 гПа. В циклоне увеличились горизонтальные градиенты давления, и в его теплом секторе вблизи холодного и теплого фронтов возникли линии неустойчивости.

Рис. 3.1.а.  Приземная карта погоды 4 ч 9 июня 1984 г.

Рис. 3.1.б.  Карта AT-5OO 4 ч 9 июня 1984 г

K 13 ч циклон (давление в центре 981 гПа и падение давления 5,4 гПа/3 ч) переместился на юго-запад Московской области. Важно отметить, что в это время вследствие больших скоростей ветра в теплом секторе циклона, резко ослабевавших от холодного фронта к теплому, происходит смыкание линий неустойчивости. В районе смыкания возникает первый из смерчей -московско-ярославский. По мере перемещения линий неустойчивости на север и области смыкания в теплый сектор, вновь вблизи района их смыкания, северо-восточнее первого, образуется второй ивановско-костром-ской смерч. Давление в центре циклона в это время 979 гПа, что для лета является исключительно низким (рис. 3.2).

Рис. 3.1.а.  Приземная карта погоды 16 ч 9 июня 1984 г.

Рис. 3.1.б.  Карта AT-5OO 16 ч 9 июня 1984 г

Одним из важнейших параметров атмосферы, характеризующих интенсивность и эволюцию атмосферных процессов, является горизонтальная дивергенция скорости ветра и связанная с ней скорость макромасштабных вертикальных движений, воздуха. Рассчитанные на различных изобарических поверхностях значения горизонтальной дивергенции скорости ветра приведены на рис. 3.3. Расчеты выполнены по площади радиусом 500 км, центр которой относится к центру движущегося возмущения, для четырех сроков радиозондирования: 4, 16 ч 8 июня и 4, 16 ч 9 июня 1984 г.- 48° с. ш. 27,5° в. д.; 47° с. ш. 28,5° в. д.; 50° с. ш. 34° в. д.; 57° с. ш. 35,5° в.д. соответственно.

Рис. 3.3.  Распределение горизонтальной дивергенции скорости ветра с выcотой.

Во все исследуемые сроки ниже поверхности 500 гПа имела место конвергенция ветра, выше уровня 500 гПа-дивергенция, причем конвергенция и дивергенция скорости ветра по мере развития циклона увеличивалась и достигла необычно больших зна-" +-(1.5...3.0)*10-5 °С. Такое распределение дивергенции скорости с высотой указывает на интенсивный подток воздуха в нижней, подъем в средней и отток его в верхней части тропосферы, что связано с циклогенезом у Земли и развитием мощных кучево-дождевых облаков.

Об исключительности атмосферного процесса говорят и скорости макромасштабных вертикальных движений воздуха, рассчитанные по дивергенции скорости ветра (рис. 3.4). 8 июня в 4 и 16 ч и 9 июня в 4 ч скорость восходящих вертикальных движений в средней тропосфере достигала 2-6 см/с, что примерно соответствует скорости подъема воздуха в хорошо развитой внутритропической зоне конвергенции. 9 июня в 16 ч вертикальная скорость на поверхности 300 гПа достигает 10 см/с, что близко к скорости вертикальных движений, осредненных по площади с радиусом 450 км, в хорошо развитых тропических циклонах [7].

Рис. З.4. Распределение макромасштабных   вертикальных движений воздуха  с высотой.

3.2. Фотографии облачности с ИСЗ

Анализ снимков облачности с ИСЗ дает уникальную возможность проследить в динамике зарождение и эволюцию массива облаков, с которым были прямо или косвенно связаны град, шквалы и смерчи. В середине дня 7 июня, вследствие начавшейся крупномасштабной перестройки атмосферных процессов, над Карпатами и крайним севером Молдавии образовался грушевидной формы мощный очаг облаков длиной 100 км и шириной 40—70 км. Уже в начале образования очага облаков интенсивность конвективных явлений в нем была высокая. Днем 7 июня и в первую половину ночи 8 июня на севере Молдавии количество дождя составило 35—45 мм, в отдельных пунктах выпадал слабый град.

В соответствии с общим перемещением среднетропосферной ложбины низкого давления в южном направлении массив облаков также начал перемещаться к югу. К 10 ч 8 июня у поверхности Земли и на уровне 925 гПа массиву облаков стал соответствовать центр небольшого циклона, в котором прослеживался волновой изгиб прежнего арктического фронта. В течение дня 8 июня массив облаков и связанная с ним область пониженного давления продолжали двигаться на юг, в направлении 160°. К 17 ч 8 июня на крайнем юге Одесской области и Молдавии движение массива облаков приостановилось. В это время вблизи центра циклона произошло смыкание прежнего арктического и полярного холодных фронтов в одну зону, что резко усилило мощность облаков в облачном массиве и интенсивность конвективных явлений. Массив расширился по площади, на его «хвосте» появилась линия шквалов. На этом снимке, сделанном в 16 ч 39 мин 8 июня, впереди массива облаков хорошо видны выбросы перистых облаков в виде «факелов», что является одним из признаков циклогенеза при выходе южных циклонов.

На снимке в 10 ч 19 мин 9 июня центр облачности южного циклона хорошо виден в точке с координатами 53° с. ш. 36° в. д. Циклон включал в себя облачный массив в виде запятой самой яркой засветки и еще один вытянутый массив большой яркости перед ним. В центре облачных массивов прослеживался небольшой участок, напоминающий «глаз бури» тропического циклона (54° с. ш. 36° в. д.), в котором отсутствовали кучево-дождевые облака. Такую структуру облачности южного циклона вполне можно допустить, учитывая интенсивность явлений, которые наблюдались в его области. Продолжая с большой скоростью двигаться на север, циклон, спустя несколько часов вошел в систему другого циклона, расположенного западнее Москвы. В это же время в систему объеди ненной области низкого давления вошел свежий арктический фронт, с большими контрастами температуры перед циклоном. Вновь произошло слияние и увеличение мощности облачных массивов в южном циклоне и в этом объединенном массиве облаков стали образовываться смерчи.

Совместный анализ траекторий перемещения облачного массива с положением осей тропосферных струйных течений показы- вает, что каждый раз, когда облачный массив пересекал пространственное положение оси струйного течения, у поверхности Земли происходило углубление циклона, а в очаге облаков — усиливалась интенсивность конвективных явлений. Сильные ветры, большие вертикальные и горизонтальные сдвиги ветра в условиях исключительно большой активности конвективного процесса и циклогенеза могли породить вращение объединенного облачного мас- сива (суперячейка с мезоциклоном), которое, как известно, рождает смерчи за счет сохранения момента количества движения в сужающемся у Земли конвективном потоке.

Рис. 3.6. Траектория перемещения облачного массива и положение осей струйных течений 8—9 июня 1984 г. 1 — траектория облачного массива, 2 — направление и скорость ветра (м/с) в струйном течении.

3.3. Данные радиозондирования

Фактические данные радиозондирования и результаты прогноза стратификации атмосферы 8 июня в Кишиневе и Одессе, 9 июня в Москве, Иваново, Горьком и в других пунктах, расположенных вблизи оси высотной фронтальной зоны, указывают на указывают на значительную неустойчивость атмосферы примерно до высоты 10 км. Вместе с тем, анализ данных фактических наблюдений позволяет выделить еще ряд интересных особенностей в распределении метеорологических элементов в тропосфере, способствующих образованию интенсивной конвекции. Сопоставление данных радиозондирования атмосферы в Одессе 8 июня в 16 ч, т.е. за 2-5 ч до прохождения линии шквалов через Одесскую область, с данными радиозондирования в 16 ч 7 июня указывает на следующие изменения основных метеорологических элементов в тропосфере:
- во всей толще тропосферы скорости ветра возросли вдвое, а на поверхностях 300 и 400 гПа - втрое;
- на высоте 9,5 км сформировалось струйное течение со скоростью на оси 45 м/с и направлением 220°;
- в пограничном слое атмосферы вблизи поверхности 925 гПа образовалось струйное течение нижних уровней со скоростью на оси 15 м/с и направлением 160°;
- ветер с высотой поворачивал вправо, что указывало на цик лоническую завихренность;
- высота верхней границы задерживающего слоя повысилась с 2 до 3 км, толщина его составила 0,6 км;
- в слое 850-700 гПа воздух стал сухим - дефицит точки росы 10°С;
- в слоях 2700-3400 и 8200-9100 м наблюдался сверхсухоадиабатический вертикальный градиент температуры воздуха.

Кроме того, наряду с достаточно большой положительной энергией неустойчивости, в нижнем слое тропосферы имелась и небольшая отрицательная энергия неустойчивости. Однако вследствие сильной адвекции холода на поверхности 850 гПа задерживающий слой быстро разрушился. Это дало возможность для быстрой реализации конвективной неустойчивости, в результате чего мощные кучево-дождевые облака вблизи Одессы сформировались в течение нескольких десятков минут.

Данные радиозондирования Долгопрудного (Москва) в 10 ч 9 июня указывали на большую неустойчивость атмосферы (отклонения кривой состояния от кривой стратификации в средней тропосфере составляли 5-6°С), большую сухость воздуха выше пограничного слоя (дефицит точки росы достигали 18 С) и высокую влажность воздуха в пограничном слое атмосферы. Между изобарическими поверхностями 850 и 700 гПа существовал задерживающий слой, обусловленный теплым полярным фронтом, находившимся в 100-150 км от пункта зондирования. К 13 ч при прохождении через Москву теплого фронта температура и влажность у Земли, а также, очевидно, на поверхности 850 гПа повысилась, задерживающий слой быстро разрушился, что способствовало быстрому развитию кучево-дождевых облаков. Несмотря на большую сухость воздуха, вершины грозовых облаков оказались на 2 км выше верхней границы конвекции и располагались выше тропопаузы. Последнее еще раз указывает на большую интенсивность атмосферного процесса, приведшего к образованию смерчей. На всех высотах наблюдались сильные ветры юго-юго-западного направления, внизу - с поворотом на южный и юго-восточный. Указанные особенности распределения ветра, температуры, влажности, положительной и отрицательной энергии неустойчивости над Одессой и Москвой являются весьма близкими к тем, при которых обычно образуются торнадо [3,8].

3.4. Радиолокационные наблюдения

Последовательный анализ радиолокационных наблюдений за облаками (МРЛ-5, снабженным устройством индикации турбулентности, в гг. Кишиневе и Котовске Молдавской ССР), из которых выпал сильный град на территории Молдавии, показывает следующее:
- 8 июня в 16-18 ч в 100-км радиусе обзора радиолокаторов одновременно наблюдались три исключительно мощных кучево- дождевых облака, верхняя граница которых простиралась до вы соты 14 км (на 3-4 км выше тропопаузы), диаметр максималь ного горизонтального сечения в средней части облаков достигал 50 км, сдвиг верхней части облака по потоку составлял 15 км и площадь области втока теплого и влажного воздуха в переднюю часть облака достигала 150-200 км2'
- образование трех исключительно мощных кучево-дождевых облаков (суперячеек) происходило при наличии, как показывают данные зондирования, слоя потенциальной неустойчивости более 5,5 км, вертикальных сдвигов ветра в облачном слое (4-6) -10 3 и восходящих конвективных потоков, судя по расчету, скоростью около 30 м/с. Восходящие и нисходящие конвективные потоки воздуха в облаках образовали устойчивую циркуляционную ячейку, и исключительно мощные облака существовали более 2 ч;
- развитие облаков до указанных геометрических размеров произошло "взрывным" образом, за 20-30 мин их размеры уве- личилисьвдвое;
- размеры градовых дорожек, связанных с этими облаками, составили в длину 100-150 км, в ширину 15-45 км, а области выпадения града (диаметр градин более 3 см) имели длину 100- 150 км и ширину 15-20 км.

Рис. 3.9. Вертикальные разрезы радиоэха наиболее мощных кучево-дождевых облаков, наблюдавшихся в Молдавии 8 июня 1984 г.

На рис. 3.9 даны вертикальные разрезы радиоэха наиболее мощных кучево-дождевых облаков, наблюдавшихся в Молдавии 8 июня 1984 г. На рис. 3.9 а хорошо видно, что в облаке существует большая область с радиолокационной отражаемостью Z>=55 dBZ, высота которой достигает 9 км. Обычно при Z>=55 dBZ в облаках идентн-фнцируечя град. Кроме того, в облаке имеются области с Z>=65 dBZ, что указывает на наличие в облаке града диаметром более 3 см. Этот рисунок также дает возможность оценить размеры области максимальных восходящих движений воздуха - области втока в облако теплого и влажного воздуха. Эта область хорошо видна под навесом радиоэха и ширина ее составляет 15 км. На рис. 3.9 б виден огромный, длиной более 17 км, навес радиоэха в передней части облака. Таких размеров навес в кучево-дождевых облаках на территории Молдавии наблюдается впервые. Радиолокационные наблюдения за облаками, с которыми были связаны смерчи 9 июня, велись из Москвы и Горького.

За час до смерча в Шереметьеве (в 12 ч) к югу от Москвы была видна линия мощных (высотой до 12 км) грозовых облаков с повышенными характеристиками отражаемости, двигавшихся на Москву. В момент смерча в районе Шереметьево-Москвы (около 13 ч) наблюдалась зона высоких грозовых очагов небольшого диаметра, но с крайне высокими показателями отражаемости. Примерно в это же время, по данным радиолокатора Горького, в 15 ч 45 мин и районе между Рязанью и Гусь-Хрустальным, где имелся местный максимум температуры, появился очаг грозовых облаков высотой 12-14 км. Перемещаясь на северо-северо-восток со скоростью 60-80 км/ч, грозовой очаг в 15 ч 45 мин, оказывается у Иваново, где объединяется с другим облачным массивом в месте смыкания линии неустойчивости. Объединенный очаг облаков имеет характерный изгиб, высота облаков достигает 12 км, но показатели отраженности в нем не очень высокие (по-видимому, из-за дальности расположения радиолокатора). Именно под этим грозовым очагом возникает смерч. В момент смерча в Иваново, отмечается несколько повышенная по сравнению с соседними районами температура воздуха (25°С). падение давления составляет 4,4 гПа/ 3 ч. В это время в 100 км западнее, в Ростове, недалеко от которого идет другой смерч (московско-ярославский), падение давления достигает 7 гПа/3 ч. Следует отметить, что на Горький также перемещалось мощное облачное скопление, но слияния с грозовыми облаками передней линии неустойчивости здесь не произошло, и метеостанции отметили лишь шквалы скоростью 30 м/с.

3.5. Некоторые дополнительные сведения об особенностях атмосферных процессов

Вплоть до 9 июня в северные и западные районы Европейской территории СССР продолжалась адвекция арктического воздуха, в то время как с запада и юго-запада на восток и северо-восток перемещались циклоны. Южный циклон 9 июня на севере Центрального и Волго-Вятского районов встретился с двигавшимся навстречу ему арктическим воздухом, что активизировало подъем тропического воздуха на теплом фронте. Восходящие движения воздуха в теплом секторе циклона усиливались также благодаря дневному прогреву, а в окружающих районах в это время наблюдалась облачная погода. Этот процесс был виден с ИСЗ по исключительно узкой полосе безоблачного неба в теплом секторе циклона, где отмечалось сильное падение давления. Немаловажной особенностью было и происхождение южного циклона. Циклон возник из волны на холодном фронте, южный участок которого достигал Северной Африки. Важной ее чертой, по сравнению с другими волнами, было большое падение давления в ее теплом секторе, под массивом конвективной облачности. При этом в ходе падения давления в течение нескольких дней имел место суточный ход, подобный ходу интенсивности конвекции.

В потенциально неустойчивом (континентальном тропическом воздухе теплого сектора циклона, увлажненном в нижнем слое, конвекция активизировалась за счет конвергенции потоков. Реализация же энергии неустойчивости, в свою очередь, усилила падение давления и развитие волны. После объединения во второй половине дня 8 июня нескольких возмущений и соответствующих облачных массивов падение давления и интенсивность конвективных явлений увеличились.

Утром 9 июня (см. рис. 3.1), как и обычно, в зоне теплого фронта усилились конвекция и связанные с ней грозы, а также падение давления вдоль линии приземного теплого фронта. Характерным было большое падение давления (более 5 гПа/3 ч),__не-смотря на малые контрасты температуры, особенно на высотах. Здесь, безусловно, сказывалось влияние неустойчивости атмосферы, активной конвекции и большой нестационарности, вследствие чего ветер у Земли оказывался почти перпендикулярным изотермам, что увеличивало адвекцию тепла.

Холодный фронт утром 9 июня (см. рис. 3.1) был также плохо выражен в температуре, но судя по разрыву тенденций, он, как и теплый, был динамически значимым и вблизи него образовалась линия неустойчивости. Поскольку начиная с пограничного слоя ветер над ней был сильным, линия неустойчивости двигалась с большой скоростью (примерно со скоростью ветра на уровне 850 гПа) и догоняла другую линию неустойчивости, располагавшуюся вблизи теплого фронта. Имела место резкая расходимость потоков и уменьшение их скорости вдоль потока на поверхности 850 гПа. С этим связаны большие трудности при оценке адвекции синоптиком.

В начале дня 9 июня как конвекция, так и падение давления в циклоне несколько ослабели, но после 12 ч, по мере прогрева приземного слоя воздуха, все процессы вновь резко активизировались. На общем фоне интенсивного падения давления вдоль линии неустойчивости в зоне приземного теплого фронта выделились очаги наибольшого падения давления, где затем и развилась наиболее активная конвекция. В это же время на линии неустойчивости вблизи холодного фронта также образовалось несколько грозовых очагов.

В тех частях циклона, где произошло слияние конвективных очагов передней и тыловой линий неустойчивости, образовались смерчи. К ним относятся и очаги, видимые на рис. 3.8 к востоку и юго-востоку от Иваново. Признаками особо интенсивной конвекции днем 9 июня было сохранение в глубоком циклоне сильного, до 5-7 гПа/3 ч, падения давления, наличие больших скоплений мощных грозовых облаков, двигавшихся со скоростью 60-80 км/ч, быстрое их сближение, а затем и слияние некоторых из них.

Анализ данных радиозондирования в Москве указывал на наличие больших дефицитов точки росы в тропосфере, при которых обычно грозовые облака не развиваются. Однако сильная конвергенция потоков в пограничном слое атмосферы способствует подъему влажного воздуха вверх, в результате чего отрицательное действие сухого воздуха в средней тропосфере на образование o кучево-дождевых облаков перекрывается. То же относится и к большому вертикальному сдвигу ветра. И, наоборот, в этих условиях за счет испарения в сухой окружающий воздух усиливаются нисходящие конвективные потоки, а за счет сдвига ветра начинается их вращение. То и другое, безусловно, важно для образования стихийных явлений, связанных с активной конвекцией, в том числе и смерчей.

Выводы

1. Возникновение смерчей, шквалов и крупного града 8-9 июня 1984 г. произошло при резкой активизации южного циклона и фронтальных зон, исключительно больших значениях горизонтальной конвергенции в нижней части и дивергенции ветра в верхней части тропосферы, очень сильных ветрах на всех высотах и значительной конвективной неустойчивости атмосферы.

2. При возникновении смерчей 9 июня 1984 г. отмечался ряд особенностей, характерных и для смерчей в других районах земного шара, в частности:
- активное волновое возмущение, резко углубляющийся циклон, динамически значимые атмосферные фронты, вызывающие быстрый подъем теплого и влажного воздуха пограничного слоя;
- очень сильные юго-западные ветры в средней и верхней тропосфере и сильные юго-восточные и южные в пограничном слое атмосферы с большим вертикальным сдвигом;
- подток с юго-востока и юга в слое Земля-1000 м влаж ного воздуха, а в средней тропосфере - с юго-запада сухого воздуха;
- большая конвективная неустойчивость в атмосфере, способ ствующая большой вертикальной протяженности кучево-дождевых облаков;
- наличие выше пограничного слоя задерживающего слоя, в результате чего образование мощных кучево-дождевых облаков происходит "взрывным" образом.

Дополнительная информация: Спутниковые снимки облачности в районе Иваново 9 июня 1984 года. Видна линия неустойчивости в виде ряда округлых конвективных кластеров.

Обсудить в МЕТЕОКЛУБЕ

Новости сайта

02.10.2013

Напоминаем, что на нашем новом сайте вы можете получить высокодетализированные прогнозы погоды по пунктам России, СНГ и мира (включающие важные для авиации метеовеличины, такие как направление и скорость ветра, видимость, явления погоды, количество и форма облачности, нижняя и верхняя граница облачности), а также ознакомиться с разнообразными материалами по авиационной метеорологии и подборкой полезных ссылок на эту тему.

Сайт Метеоцентр.Азия посвящён разработке технологий оптимизации авиаметеорологического обслуживания, включая проектирование и перспективное создание нескольких автоматизированных авиаметеорологических систем:
- система выпуска высокодетальных прогностических карт явлений погоды для нижнего воздушного пространства по России и ближнему зарубежью;
- система верификации прогнозов TAF (выпускаемых синоптиками официальных АМСГ РФ и ближнего зарубежья) и AUTOTAF (выпускаемых сайтом Метеоцентр.Азия) - выявление ошибок, онлайн-сопоставление с фактической погодой METAR, автоматическое внесение коррективов в прогнозы при резком отклонении фактической погоды от прогноза, подсчёт оправдываемости прогнозов по элементам и в целом;
- система обработки, анализа и отображения авиаметеорологической информации для применения провайдерами метеорологической информации.



При копировании или ином использовании любых материалов данного сайта ссылка на © meteocenter.net обязательна.