В конвективных облаках с восходящими потоками зарегистрированы и нисходящие. Наибольшая скорость нисходящего потока оказалась равной 14 м/с. Изучение распределения осредненных значений скорости восходящего потока по высоте в конвективных облаках показало, что максимальная средняя скорость составляет примерно 9 метров в секунду. Анализ данных выявил тот факт, что в развивающихся конвективных облаках скорость восходящего потока может иметь несколько экстремумов по высоте, при этом возможно уменьшение скорости почти до нуля[5].
В 1948 году учеными США было проведено детальное изучение вертикальных движений в грозовых облаках тропической зоны. На основании полученных данных о характере восходящих потоков Г. Байерс и Г. Брейам выделили в жизни кучево-дождевого облака три стадии: стадию роста, стадию зрелости, стадию диссипации. Согласно их данным горизонтальный размер областей, занятых восходящими потоками, достигал 11 километров, чаще всего повторялись размеры 1,5 - 1,8 км на высоте 3,3 км и 0,9 - 1,2 км на высоте 6,3 км. Максимальная наблюдавшаяся скорость восходящих потоков составляла 26 м/с. Нисходящие потоки имели меньшие горизонтальные размеры, чаще всего 1 -2 км, и скорости до 24 м/с. Аналогичные данные были получены сотрудниками Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова при полетах над территорией СССР в 1960 -1970-ых годах[5].
Важным источником информации о вертикальных движениях в облаках являются наблюдения за формой и движением их верхней границы. Так, данные о росте вершин облаков позволяют оценить скорость восходящего потока внутри облака. Скорость подъема вершин облаков по данным Н. С. Шишкина, А. Ф. Дюбюка и других исследователей колеблется для разных районов нашей страны в пределах от 0,6 до 1,3 метров в секунду. Для грозовых - от 0,6 до 2,6 м/с, средняя скорость снижения вершин распадающихся облаков составляет 1,3 м/с. Максимальная скорость роста вершин в отдельных случаях достигала 15 - 20 м/с [11].
Исследование характера роста вершин облаков показало, что развитие конвективного облака происходит в виде некоторой последовательности импульсов, при этом наблюдается чередование периодов бурного роста мощности облака с периодами, когда оно не развивается по высоте или даже оседает. Одной из причин такого характера развития облаков является наличие устойчивых слоев внутри слоя активной конвекции, вызывающих торможение восходящего потока[1].
Измерения куполов вершин конвективных облаков дают ценную информацию о размерах термиков. Обработка таких данных показала, что радиус термиков изменяется в пределах от 200 до 2000 метров[2].
Турбулентный обмен.
Наряду с вертикальными движениями в конвективных облаках наблюдаются интенсивные турбулентные движения. Горизонтальная протяженность турбулентных потоков в кучевых облаках - от десятков сантиметров до сотни метров. Считается, что эти потоки обусловлены термической и динамической турбулентностью. Особенно сильно турбулизован воздух около основания и вершин кучевых облаков. Структура турбулентных зон в этих облаках еще изучена очень мало. О горизонтальной протяженности турбулентных зон в конвективных облаках данных почти нет[5].
Еще в 1915 году Н. И. Касаткиным было высказано предположение о том, что в процессе роста конвективных облаков окружающий воздух втекает внутрь основного восходящего потока[4]. Гипотеза о вовлечении окружающего воздуха высказывалась и позднее, однако систематическая ее проверка началась примерно с 1947 года, когда были получены первые экспериментальные данные, подтвердившие ее. В последующем наличии вовлечения подтвердили данные лабораторных экспериментов по моделированию движения термиков. Наиболее поздние лабораторные эксперименты показали, что 60% захвата окружающего воздуха происходит в головной части термика и около 40%- с боков. Опыты Г. Байерса и его коллег с уравновешенными шарами, запускаемыми вблизи развивающихся кучевых и грозовых облаков, тоже подтвердили наличие вовлечения (шары втягивались внутрь облака). По данным самолетных исследований скорость втекания оказалась равной 1 - 2 м/с, а по более поздним данным 0,2 - 0,5 м/с, причем в наветренной части облака наблюдалось преимущественное втекание воздуха в него, а в подветренной - вытекание. В пользу существования вовлечения говорит и тот факт, что измеренные значения водности облака не равны адиабатической водности и составляют в среднем половину ее значения. Измерения влажности и водности позволили обнаружить существование внутри облака зон с пониженными значениями. Что является следствием проникновения объемов более сухого окружающего воздуха[5].
Экологический мониторинг ООО Уралхимтранс
Интенсивное
воздействие человека на природу, негативные, часто необратимые последствия
этого воздействия обусловливают необходимость глубокого и всестороннего анализа
проблемы взаимодействи ...
Использование водных ресурсов на предприятии ОАО Промсвязь г. Минска
Экологическая функция вод весьма многообразна. Воды создают
гидрологический режим жизни на Земле. Наличие водных ресурсов имеет
исключительно важное значение для существования человека и при ...
Содержание загрязняющих элементов в тканях бентосных организмов в зоне смешения речных и морских вод (на примере реки Северной Двины)
Термин «бентосный» применяют ко всем организмам, которые проводят
основную часть жизни на морском дне, у берега или ниже отметки уровня полной
воды. Многие из них проходят личиночную стадию ...