Индексы неустойчивости. Методы прогноза конвективной облачности и явлений.

Полезные ссылки:
Метеоцентр.Азия - наш сайт с высокодетализированными прогнозами погоды по пунктам России и мира
Облегчённая версия Метеоклуба (для смартфонов)

Индексы неустойчивости. Методы прогноза конвективной облачности и явлений.

Сейчас в Метеоклубе:
Участников - 0
Максимальное одновременное количество посетителей: 1 [15 Дек 2019 03:43]
Гостей - 0 / Участников - 1

 - Начало - Ответить - Статистика - Регистрация - Поиск -
МЕТЕОКЛУБ : независимое сообщество любителей метеорологии (Европа и Азия) : ФОРУМ О ПОГОДЕ И ПРИРОДЕ / Метеорология: наука и практика / Индексы неустойчивости. Методы прогноза конвективной облачности и явлений.
<< 1 ... 9 . 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 ... 36 . 37 . >>
Автор Сообщение
Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 15 Апр 2014 10:20


Перспективу для учёта СВ я вижу в другом.

В зонах фронтов наблюдаются большие гориз. градиенты Т и как следствие - большой сдвиг ветра с высотой. Это усиливает развитие конвекции (вплоть до развития наклонной конвекции при слабоустойчивой атмосфере, когда анализ зонда показывает, что конвекция вроде бы невозможна).

Большой гориз. градиент Т (и вызванный им большой вертикальный сдвиг ветра - резкое его усиление с высотой) "дестабилизируют" формально слабоустойчивую тропосферу.

В общем, сильный СВ как бы эквивалентен уменьшению устойчивости атмосферы и понижению ЛИ. Планирую сделать расчёт LIS (ЛИ, скорректированного с учётом сдвига ветра). Причём надо рассчитывать не только обычный ЛИС подобно обычному ЛИ (в слое до 500 гПа), а сначала ЛИС в слое до 700 гПа, чтобы решить вопрос, а поднимется ли вообще частица выше этого уровня (или будет только плоская КЧ).

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 20 Апр 2014 09:45


Перенёс обсуждение прогнозов в отдельную ветку

http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =2&topic=5111

Эта ветка предназначена для описания методов прогнозов.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 27 Апр 2014 18:36



Cumulonimbus incus


В ГФС САРЕ выдаётся так: та переменная, где есть "180 гПа", - MLCAPE, та, что с "255 гПа", - MUCAPE.

при подсчёте MLCAPE Т и удельная влажность осредняются по какому-то слою (в нашем случае - в нижних 180 гПа). При расчёте MUCAPE берётся слой с максимальной ЭПТ, и получается максимальная энергия неустойчивости для всех существующих уровней.

MLCAPE используется при расчёте дневной конвекции "от земли", с хорошим перемешиванием погранслоя. MUCAPE используется для расчёта "elevated convection", т.е. конвекции, начинающейся где-то на высоте, а не у земли.

Ситуации, когда лучше использовать ML:
1. Термическая конвекция (вторая половина дня, начало вечера).
2. Прохождение фронта, тоже во второй половине дня или вечером (конвекция "от земли").

А здесь лучше использовать MU:
1. В/м конвекция поздним вечером, ночью и утром.
2. Прохождение фронта с развитием затопленных КД.




Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 27 Апр 2014 18:37


У меня есть простая неофициальная методика оценки конвекции, которой я постоянно пользуюсь. Я не заморачиваюсь с приземными Т и Тд, а также с их осреднением по некоему слою. Я делаю проще: на кривой стратификации Т нахожу в свободной атмосфере (выше приземного слоя) уровень с небольшим дефицитом точки росы (в пределах 5-6 градусов). Если таких уровней несколько, выбираю из них тот, который "теплее" (на котором выше ЭПТ; её можно определить путём опускания от данной точки по влажной адиабате до земли).

В общем, найденный уровень принимаю за ВНГО, принимаю в нём Тд=Т (то есть игнорирую дефицит и повышаю Тд до Т) и далее поднимаюсь вверх по влажной адиабате. То есть моделирую поведение частицы в облаке (тогда как зонд, будь то фактический или прогностический, показывает некую усреднённую влажность, а не ситуацию в облаке).

bullterrier
Участник
Письмо
Пермь
# Дата: 28 Апр 2014 20:34


та переменная, где есть "180 гПа", - MLCAPE

Не совсем так.
cape180_0mb считается считается следующим образом: берутся слои толщиной 30 гПа от земли и до уровня 180 гПа над землей, в этих слоях усредняются температура и влажность, затем из этих слоев выбирается наиболее неустойчивый (у него максимальная ЭПТ) и для него считается CAPE. Таким образом, эта переменная означает энергию наиболее неустойчивого перемешанного слоя. Best LI считается аналогично, для расчета берутся нижние 4 перемешанных слоя.
Настоящей MLCAPE (cape90_0mb) у GFS нет (она считается для перемешанного слоя толщиной 90 гПа), она есть только в модели NAM, сделанной на основе GFS для Северной Америки.
Интерпретация ее значений, на мой взгляд, такая:
MLCAPE > 0 MLLI < 0 ожидаются грозы.
MLCAPE > 300 MLLI < -1 грозы средней силы
MLCAPE > 600 MLLI < -2 сильные грозы.
MLCAPE > 900 MLLI < -3 очень сильные грозы, возможны ОЯП.
MLCAPE > 1200 MLLI < -4 ожидаются конвективные ОЯП.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 28 Апр 2014 21:17


bullterrier

Спасибо, что поправили! Это из какой-то спецификации переменных ГФС или ещё откуда-то?

bullterrier
Участник
Письмо
Пермь
# Дата: 28 Апр 2014 21:44


Cumulonimbus incus
Спасибо, что поправили! Это из какой-то спецификации переменных ГФС или ещё откуда-то?

Нет, дошел сам)

met2
Участник
Письмо
Минск
# Дата: 30 Апр 2014 01:59 - Поправил: met2


bullterrier, Cumulonimbus incus

90-0 mb above ground CAPE analysis Convective Available Potential Energy [J/kg]
180-0 mb above ground CAPE analysis Convective Available Potential Energy [J/kg]
255-0 mb above ground CAPE analysis Convective Available Potential Energy [J/kg]

Нашел неплохой документ про MUCAPE и MLCAPE.
http://www.researchgate.net/profile/Matthew_Bunker s/publication/228750377_P8._2_THE_IMPORTANCE_OF_PA RCEL_CHOICE_AND_THE_MEASURE_OF_VERTICAL_WIND_SHEAR _IN_EVALUATING_THE_CONVECTIVE_ENVIRONMENT/file/9fc fd50a65e04327f6.pdf

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Май 2014 15:49 - Поправил: Corvus


Метод прогноза гроз, разработанный японским метеорологом Юонетани (Yonetani) в 1979 году.

II = 0.964 * Gl + 2.46 * ( Gu - Gw ) + 9.64 * j

где
Gl - верт. градиент Т (°С / км) в слое 900-850 гПа
Gu - верт. градиент Т (°С / км) в слое 850-500 гПа
Gw - влажноадиабатический верт. градиент Т (°С / км) при T850
j - средняя отн. влажность в слое 900-850 гПа, выраженная в долях единицы (например, 50% -> 0.5).

Грозы ожидаются:
если II больше 13.0 при j > 0.5;
если II больше 14.5 при j <= 50.

Метод показал хорошие результаты в Японии, а также на Кипре в 1980-х годах.
Оправдываемость прогноза гроз (особенно внутримассовых) по этому методу в данных регионах выше,
чем по ЛИ, Шоултеру, индексу К (Вайтинга-Джорджа).

Можно предположить, что даст хороший результат в Краснодарском крае и подобных приморских регионах
с довольно влажной нижней тропосферой.

Для континентальных степных и пустынных регионов может не подойти, т.к. там ВНГО КД часто находится гораздо выше уровня 850 гПа.

met2
Участник
Письмо
Минск
# Дата: 12 Май 2014 22:25 - Поправил: met2


Я не дописал.
Про данные WRF в файлах grib, которые можно скачать на нашем сервере ftp://wrf.pogoda.by/wrf/

90-0 mb CAPE - Convective Available Potential Energy [J/kg]
180-0 mb CAPE - Convective Available Potential Energy [J/kg]
255-0 mb CAPE - Convective Available Potential Energy [J/kg]

Коллега пишет вот что:
"Вобщем, насколько я поняла, три переменных, которые выглядят в наших грибах:
CAPE90_0mb 0 157,116,23040 ** 90-0 mb above gnd Convective Avail. Pot. Energy [J/kg];
CAPE180_0mb 0 157,116,46080 ** 180-0 mb above gnd Convective Avail. Pot. Energy [J/kg];
CAPE255_0mb 0 157,116,65280 ** 255-0 mb above gnd Convective Avail. Pot. Energy [J/kg].
Это всё MUCAPE, просто выбор максимального значения идет между разными уровнями
".

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 13 Май 2014 12:30


на кривой стратификации Т нахожу в свободной атмосфере (выше приземного слоя) уровень с небольшим дефицитом точки росы (в пределах 5-6 градусов). Если таких уровней несколько, выбираю из них тот, который "теплее" (на котором выше ЭПТ; её можно определить путём опускания от данной точки по влажной адиабате до земли).

В общем, найденный уровень принимаю за ВНГО, принимаю в нём Тд=Т (то есть игнорирую дефицит и повышаю Тд до Т) и далее поднимаюсь вверх по влажной адиабате. То есть моделирую поведение частицы в облаке


Вот показательные примеры - случаи слабо развитых конвективных облаков при сухой ВМ, которые невозможно объяснить методом частицы, а моим методом можно.

http://meteocenter.net/currentmaps/AD_20140427_09_ UAOL.png

Приземная схема +16/-3, фактически наблюдался 1 балл очень плоской КЧ.

По моему методу УК (ВНГО) 2000 м, ну и ВВГО примерно такая же (т.к. выше идёт задерживающий слой). Дефицит точки росы на уровне ВНГО 8 градусов, это близко к пределу (при более сухом воздухе на этом уровне облака обычно не образуются; а вот если возникли МК или КД, они развиваются ввысь, в т.ч. и в слои с дефицитом гораздо больше 8).

По методу частицы УК около 2700 м, развитие конвективных облаков невозможно.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 13 Май 2014 12:40


http://meteocenter.net/currentmaps/AD_20140501_09_ UAOL.png

Приземная схема +27/-3, фактически наблюдалось 2 балла МК примерно кубической формы, сильно разъедаемые с боков и сверху из-за вовлечения.

По моему методу ВНГО 2500 м. С учётом формы облаков (куб) ВВГО около 5000 м. Если от УК подняться по влажной адиабате до 5500 м (примерно уровень 500 гПа), получим ЛИ порядка -4. Поправка на вовлечение, как мы помним из метода Фауста, составляет 0.6 * средний дефицит в слое развития конвективных облаков. В данном случае средний дефицит в слое 2500-5000 м около 20 градусов, поправка на вовлечение 12 градусов. То есть ЛИ будет не -4, а +8. Облака не достигают нулевой изотермы и не переходят в КД.

По методу частицы УК 3700 м, развитие конвективных облаков невозможно.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 13 Май 2014 12:45 - Поправил: Corvus


Резюме: по моему мнению, МЛКАПЕ и МЛЛИ неинформативны, так же как и расчёт конвекции по приземным Т и Тд.

Надо использовать МУКАПЕ и МУЛИ, но рассчитывать их для уровня с макс. ЭПТ, игнорируя при этом приземный уровень.

Самый интересный и сложный вопрос - инициализация конвекции. То есть, будет ли реализована МУКАПЕ или так и останется теоретическим числом при фактическом ясном небе.

Наиболее простой случай - термическая дневная конвекция от земли. При этом можно считать, что МУКАПЕ реализуется, если ниже стартового уровня (ВНГО) верт. градиент близок к сухоадабатическому. Практика показывает (см. мой предыдущий постинг), что достаточно наличия верт. градиента 0.8 градусов / 100 м в слое ВНГО - земля ( Твнго +7, Тприз +27, ВНГО 2500 м).

Damien_Zhar
Участник
Письмо
Лобня
# Дата: 13 Май 2014 16:00


Corvus Наду учитывать очаги инициации прошлых штормов / "outflow boundaries". Я думаю это первичные места зарождения конвекции. Есть ещё орографические факторы, про это можно много написать. Чего я увы неумею, но решил вставить пару слов как комментарий к Вашему посту.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 27 Июн 2014 17:57


Оказывается, в выходных данных модели GFS с апреля 2010 года есть параметр GUST:surface, то есть максимальная скорость ветра у земли (м/с).

Не совсем понятно, как он рассчитывается, но предполагаю, что это попытка расчёта макс. скорости приземных порывов ветра, связанных с развитием конвективной облачности.

The method of Ivens (1987) is used by the forecasters at KNMI to predict the maximum wind velocity associated with heavy showers or thunderstorms. The method of Ivens is based on two multiple regression equations that were derived using about 120 summertime cases (April to September) between 1980 and 1983. The upper-air data were derived from the soundings at De Bilt, and observations of thunder by synop stations were used as an indicator of the presence of convection. The regression equations for the maximum wind velocity (wmax ) in m/s according to Ivens (1987) are:

if Tx - θw850 < 9°C

wmax = 7.66 + 0.653⋅(θw850 - θw500 ) + 0.976⋅U850

if Tx - θw850 ≥ 9° C

wmax = 8.17 + 0.473⋅(θw850 - θw500 ) + (0.174⋅U850 + 0.057⋅U250)⋅√(Tx - θw850)


where

Tx is the maximum day-time temperature at 2 m in K
θwxxx the potential wet-bulb temperature at xxx hPa in K
Uxxx the wind velocity at xxx hPa in m/s.

The amount of negative buoyancy, which is estimated in these equations by the difference of the potential wet-bulb temperature at 850 and at 500 hPa, and horizontal wind velocities at one or two fixed altitudes are used to estimate the maximum wind velocity. The effect of precipitation loading is not taken into account by the method of Ivens.


http://www.weatheronline.co.uk/cgi-bin/expertchart s?MODELL=gfs&MODELLTYP=1&VAR=boen&INFO=1

На том же сайте можно смотреть оперативные карты этого параметра

http://www.pogodaonline.ru/cgi-bin/expertcharts?LA NG=ru&MENU=0000000000&CONT=oseu&MODELL=gfs&MODELLT YP=1&BASE=-&VAR=boen&HH=3&ZOOM=0&ARCHIV=0&PRINT=0& PANEL=0&INFO=0&MOUSE=0

Правда, там он представлен в узлах.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 16 Июл 2014 11:58


Надо использовать МУКАПЕ и МУЛИ, но рассчитывать их для уровня с макс. ЭПТ, игнорируя при этом приземный уровень.
Corvus

Интересное совпадение. На сайте LightningWizard недавно появились карты MUCAPE, причём в расчёт берётся лишь слой 500 м - 700 гПа, более низкие уровни игнорируются: http://www.lightningwizard.com/maps/.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 16 Июл 2014 15:06


Cumulonimbus incus
причём в расчёт берётся лишь слой 500 м - 700 гПа, более низкие уровни игнорируются


Ну и правильно, что игнорируются :)

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 16 Июл 2014 15:19


Corvus
Ну и правильно, что игнорируются :)

Именно из-за учёта приземного слоя наша локальная WRF даёт просто огромные значения энергии неустойчивости и ЛИ на пустом месте. И не просто так, а сразу -8...-9 выдаёт: http://head-gpu.hpc.uvt.ro/~oana.liviu/wrfout/rrwr f/maps/latest.html.

Вообще, я отошёл от использования мезомоделей для своего региона ввиду их низкого качества. Чаще смотрю карты ГФС и Рединга и уж по ним делаю вывод о развитии конвекции.

P.S. Отправил Вам письмо.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 20 Июл 2014 11:37


Новый параметр града от LightningWizard. Судя по единицам измерения (кг/с), это массовый поток града в облаке.

http://www.lightningwizard.com

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 21 Июл 2014 12:31


Cumulonimbus incus

Отправил Вам письмо.

qwerty
Участник
Письмо
Киржач/Орехово-Зуево
# Дата: 23 Июл 2014 15:19


А какая формула вероятности грозы по K-индексу?

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 23 Июл 2014 21:31


qwerty

Смотрите: http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =16&topic=3212&page=8#22.

qwerty
Участник
Письмо
Киржач/Орехово-Зуево
# Дата: 23 Июл 2014 21:39


Cumulonimbus incus

Фигня получается. Может быть вероятность -120?

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 23 Июл 2014 22:48


qwerty
Может быть вероятность -120?

Это при К = -1,5? При расчёте по формуле Корвуса нужно отсекать значения меньше 0 и больше 100%.

qwerty
Участник
Письмо
Киржач/Орехово-Зуево
# Дата: 23 Июл 2014 22:54


Cumulonimbus incus
При расчёте по формуле Корвуса нужно отсекать значения меньше 0 и больше 100%.

И как?

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 23 Июл 2014 23:00


qwerty

Примерно так:

'set cmin 0'
'set cmax 100'
'set cint 20'

dimon2344
Участник
Письмо
# Дата: 22 Авг 2014 02:40 - Поправил: dimon2344


Составил карты по придуманному мною безымянному индексу.




Как вам?
Однако, здесь в отдельных местах вероятность гроз завышается, особенно днем.
Помогите, пожайлуста, с формулами, что еще можно добавить?
Дополнительно вероятность ограничена индексом Шоултера(+показатель атмосферного фронта, но как-то не очень работает).
Сама формула индекса:
y=((xi+((Li-10)*-1))*z
если xi>0, то z=1
если xi<0, то z=0
Значения:
0...6-плоские кучевые
6...9-кучевые средние
9...13-мощно-кучевые
13...17-кучево-дождевые
17...22-слабые грозы
22...29-умеренные грозы
29...35-сильные грозы
>35-благоприятная среда для формирования суперячеек(лишь один параметр из нескольких)
т.е. вычитая 17 мы доезжаем до вероятности гроз, что и использовано на карте
Сам индекс тоже очень "сырой", его следует доработать...

Теперь подробнее об XI:
xi=(((с+w)-32)/1.8)/1.3-8
w=(wspd10m*-2.5)+14
a=(t925-t850)+(t850-t700)+(t700-t500)+(t2m-t925)
b=((t2m-td2m)*-1)+3
c=a+b+(r500+r700+r850+r925)+t2m*1.8

r500=((t500-td500)*-1)+4.8
А дальше по аналогии для других уровней.
Значения < 0 указывают на неблагоприятные для конвекции условия(кстати, очень хорошо показывает антициклоническую деятельность).

На этом форуме новенький, пожайлуста, не судите строго =)

qwerty
Участник
Письмо
Киржач/Орехово-Зуево
# Дата: 22 Авг 2014 09:35


dimon2344

А как на русском написали?

dimon2344
Участник
Письмо
# Дата: 22 Авг 2014 10:33


qwerty

http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =6&topic=2805#12

qwerty
Участник
Письмо
Киржач/Орехово-Зуево
# Дата: 22 Авг 2014 10:44


dimon2344

А как такую проекцию сделать?

http://www.wetterzentrale.de/pics/Rtavn062.gif

<< 1 ... 9 . 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 ... 36 . 37 . >>
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль