1 Описание индексов, характеризующих состояние атмосферы
Существуют параметра, которые характеризуют состояние атмосферы: доступная конвективная потенциальная энергия и индекс плавучести.(Convective Available Potential Energy) - доступная конвективная потенциальная энергия представляет собой количество энергии плавучести, доступной для ускорения частицы воздуха по вертикали или количество работы, совершающей частицей воздуха при подъёме. Используется для прогнозирования грозовой деятельности и конвективных явлений. САРЕ - это положительная область на диаграмме между линией влажной адиабаты и кривой состояния воздуха от уровня свободной конвекции до уровня выравнивания температуры. САРЕ измеряется в Джоулях на кг воздуха и рассчитывается по формуле 5.1:
(5.1)
, zn - высоты соответственно свободной конвекции и уровня выравнивания температур (нейтральная плавучесть);
Tνparcel - виртуальная температура определённой частицы воздуха;
Тνbnv - виртуальная температура окружающей среды;- ускорение свободного падения (9,81 м/с2).
Когда частица неустойчива (её температура выше окружающей среды), она будет продолжать подниматься вверх, пока не достигнет устойчивого слоя (хотя импульс, сила тяжести и другие силы могут заставить частицу продолжать двигаться). Существуют разнообразные типы САРЕ: САРЕ нисходящего потока (DCAPE) - показывает потенциальную силу дождя и т.д.
Характеристики индекса доступной конвективной потенциальной энергии:
САРЕ ниже 0 - устойчивое состояние (грозы невозможны);
САРЕ от 0 до 1000 - слабая неустойчивость (возможны грозы);
САРЕ от 1000 до 2500 - умеренная неустойчивость (сильные грозы и ливни);
САРЕ от 2500 до 3500 - сильная неустойчивость (очень сильные грозы, град, шквалы);
САРЕ выше 3500 - взрывная конвекция (суперячейки, торнадо и т.п.).
Нормализованная CAPE является более усовершенствованной разновидностью обычной САРЕ и определяется: CAPE/FCL, где FCL - мощность слоя свободной конвекции (Free Convective Layer). Обычная САРЕ не всегда является хорошим показателем плавучести, поэтому ввели некоторое дополнение. Единицы измерения NCAPE такие же, то есть Дж/кг или м/с2. Для получения полной картины состояния атмосферы нужно учитывать и САРЕ и NCAPE.
Индекс плавучести (Li) является ещё одним показателем неустойчивости. Этот индекс рассчитывается по формуле 5.2:
= T500mb (окр. ср.) - Т500mb (част.), (5.2)
то есть значение температуры воздушного слоя на уровне 500 гПа (около 5,5 км) минус значение температуры воздушной массы, поднятой в результате конвекции до уровня 500 гПа и вторгшейся в этот воздушный слой. Например, температура воздушного слоя на уровне 500 гПа равна -5°. Температура воздушной массы, которая из-за конвекции поднялась до уровня 500 гПа и вторглась в этот воздушный слой, составляет +3°. Отнимаем: -5 - (+3)=-8. LI = -8. И тут ничего сложного нет. Если конвекция настолько бурная, что поднимающиеся воздушные массы просто не успевают охладиться сильнее, чем окружающий их воздух, то тогда и возникают сильно отрицательные (-3 и ниже) значения LI, что служит «пищей» для сильных гроз. Отрицательные значения указывают на неустойчивость в атмосфере, они указывают на наличие сильных восходящих потоков, являющихся причиной гроз и сильных осадков. Напротив, при отсутствии конвекции слой воздуха на уровне 500 гПа однороден, и никаких атмосферных мини-катаклизмов не возникает. Этот показатель часто используется совместно с САРЕ для прогнозирования гроз. Однако при этом нужно обязательно учитывать влажность воздуха, т.к. одной конвекции недостаточно для возникновения грозы[36].
Экологическая обстановка в Брянске
Вот
уже шестнадцатый год, с того самого момента, как в соседней Украине рванул
Чернобыль, Брянская область числится одним из самых экологически
неблагополучных регионов: чернобыльское облак ...
Природоохранные мероприятия по снижению выбросов в атмосферу на примере предприятия Варан
Подземная разработка залежей высоковязких нефтей и природных битумов
является одним из эффективных методов, обеспечивающих максимальное
использование углеводородного сырья.
Мировые
з ...
Геоэкологические проблемы использования почвенных и земельных ресурсов
Определенная часть почв как в России, так и во всем мире с
каждым годом выходит из сельскохозяйственного обращения в силу разных причин.
Тысячи и более гектаров земли страдают от эрозии, кис ...