Индексы неустойчивости. Методы прогноза конвективной облачности и явлений.

Метеоцентр.Азия - наш новый сайт с высокодетализированными прогнозами погоды по пунктам России и мира
Облегчённая версия Метеоклуба (для КПК)
Карта активных участников Метеоклуба (105 кБ)    Таблица дней рождения активных участников Метеоклуба
Клуб любителей метеорологии (группа ВКонтакте)

Индексы неустойчивости. Методы прогноза конвективной облачности и явлений.

Сейчас в Метеоклубе:
Участников - 3 [ Oblak, For_Art, groza_1 ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 3 [25 Май 2017 00:32]
Гостей - 0 / Участников - 3

 - 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 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . 9 . 10 ... 30 . 31 . >>
Автор Сообщение
bullterrier
Участник
Письмо
Пермь
# Дата: 13 Июл 2012 13:55 - Поправил: bullterrier


Corvus

Нашел формулу ЭПТ (Российский энциклопедический гидрометеорологический словарь)

ЭПТ=Te*(1000/P)^0.288
Te=T+2.5 (приближенная)
Te=T+(L*M)/Cp (точная)
Te - эквивалентная температура
T - температура
P - давление (гПа)
L - теплота конденсации
M - отношение смеси, почти равное удельной влажности S
Cp - удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении (примерно равна 1.005).
S - удельная влажность, расчитывается по формуле:
S=(0.623*E)/(P-0.377*E), где
P - давление
E - парциальное давление (упругость) водяного пара.

Может стоит использовать приближенную формулу для Te? А то уж как-то слишком все сложно получается. Не знаю, как посчитать L и E

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 13 Июл 2012 14:22


Нашел формулу ЭПТ (Российский энциклопедический гидрометеорологический словарь)

bullterrier

Я Вам и без словаря могу сказать нужные формулы :)

function Met_E_func($t) {// hPa
$Eo=6.107; $a=7.63; $b=241.9;
$Result = $Eo*pow(10,($a*$t/($b+$t)));
$Result = Met_RoundTo($Result,2);
return $Result;
}

function Met_s_func($e,$p) { // g/g
$Result = 0.622*$e/($p-0.378*$e);
return $Result;
}

function Met_Teq_func($T, $Td, $p) { // C
$e = Met_E_func($Td);
$s = Met_s_func($e, $p);
$Teq = $T + 2500*$s;
return round( $Teq, 1);
}

function Met_Tp_func($T, $p) { // C
$k = 0.2854;
$Tp = ($T + 273) * pow(1000/$p, $k);
$Tp = $Tp - 273;
return round( $Tp, 1);
}


function Met_Teqp_func($T, $Td, $p) { // C
$Teq = Met_Teq_func($T, $Td, $p);
$Teqp = Met_Tp_func($Teq, $p);
return round( $Teqp, 1);
}

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 13 Июл 2012 14:25


Это функции языка РНР, но из них несложно выковырять нужные формулы.
Или сделать по аналогии функции ГРАДСа.
Главная функция последняя, а предыдущие - вспомогательные.

pow(10,($a*$t/($b+$t))) - это 10 в степени $a*$t/($b+$t).

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 14 Июл 2012 09:17


Наверное, при +50 у земли ВНГО КД может быть порядка 5000-5500 м :)

Дело в том, что для образования настоящих КД (с грозами и ливнями) нужно, чтобы их нижняя часть находилась в слое температур не ниже 0...-10 (а лучше не ниже 0...+10). Таким образом, чтобы ВНГО КД была на уровне 5000 м, надо, чтобы на этом уровне Т была порядка -5...+5 (или выше), а такое возможно при Т у земли порядка +45...+50.

Если же в слое нижней границы конвективных облаков Т близка к -10 и ниже, то образуются плоские КД зимнего типа. Если они образуются не у земли, а на высотах порядка 3-6 км, то с земли они выглядят как ВК с полосами падения (такие облака типичны для ТВМ) и осадки из них не достигают земли.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 14 Июл 2012 09:25


Нашёл новый конвективный индекс Rackliff-Jefferson

I = 1.6 * Qw900 - T500 - 0.5 * D700 - 8

Qw900 - потенц. температура смоченного термометра на ур. 900 гПа
T500 - Т на ур. 500 гПа
D700 - дефицит точки росы на ур. 700 гПа

Значения:

I Вер. гроз (%)

26 0
27-29 20
30 30
31 50
32 70
34 80
35 и более - 100

bullterrier
Участник
Письмо
Пермь
# Дата: 14 Июл 2012 10:22


Corvus
Большое Вам спасибо! Сейчас попробую адаптировать эти формулы к GFS для начала. Для расчета других индексов буду использовать LI, рассчитанный от земли (LI Sfc), а по его модификациям (LI850 - Showalter Index и LI_Max(Sfc-700) буду просто строить карты, посмотрю как они работают.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 14 Июл 2012 16:14


Для расчета других индексов буду использовать LI, рассчитанный от земли (LI Sfc), а по его модификациям (LI850 - Showalter Index и LI_Max(Sfc-700) буду просто строить карты
bullterrier

Кстати, ЛИ в ГФС считается как минимальный из значений на 4 уровнях (2 м, 925 гПа, 850 гПа, 700 гПа кажется).

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 14 Июл 2012 16:40 - Поправил: Cumulonimbus incus


Считаем псевдоЛИ = ЭПТ850 - ЭПТ500.
Точнее сказать, это будет не псевдоЛИ, а индекс Шоултера, т.к. исходный уровень 850 гПа.

Corvus

Насколько мне известно, о всей зарубежной литературе этот индекс называется Potential instability - потенциальная неустойчивость. Реализуется она при наличии сильных крупномасштабных верт. движений. Если в нижней тропосфере влажный воздух, а в средней сухой, то внизу будет происходить конденсация и охлаждение по влажноадиабат. закону, а в средней конденсации не будет и происходит охлаждение происходит по сухоадиабат. закону. В итоге имеем увеличение верт. градиента Т и лучшие условия для конвекции.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 14 Июл 2012 17:32


Cumulonimbus incus

Ну по значению ЭПТ850 - ЭПТ500 близко к ЛИ, хотя и рассчитывается иначе.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 14 Июл 2012 17:38


Читаю интересную книгу

Sounding-derived parameters associated with severe convective storms in the Netherlands. Pieter Groenemeijer.

http://www.estofex.org/files/scriptie.pdf

Первые выводы для условий умеренного пояса (Нидерланды, Дания):

1. САРЕ часто не показателен. Порой возникают грозы и шквалы даже при нулевом и отрицательном САРЕ, особенно в зонах атм. фронтов.
2. САРЕ лучше рассчитывать не для всей тропосферы, а для слоя 0-3 км. Если она имеет существенное положительное значение, то весьма вероятны грозы и шквалы, даже если полная САРЕ отрицательна и ЛИ положителен (то есть активная конвекция ограничена в слое ниже уровня 500 гПа).
3. Огромную роль играет сдвиг ветра (его можно рассчитывать для слоя 0-3 км или 0-6 км). При сильном сдвиге ветра возможны сильные грозы, шквалы и даже торнадо (по крайней мере, водяные смерчи) при небольших по размеру КД с ВВГО порядка 4-5 км.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 14 Июл 2012 17:55


Corvus

Мне она попалась на глаза год назад :-) Согласен со многим, что написано здесь.

Ну по значению ЭПТ850 - ЭПТ500 близко к ЛИ, хотя и рассчитывается иначе.

Примерно, но он почти всегда чуть меньше.

spralex
Участник
Письмо
г. Конотоп, Сумская обл., Украина
# Дата: 14 Июл 2012 19:05


Corvus

Хорошая книга, когда-то также немного её изучал. А также и др. публикации этого автора (директора ESSL, кстати).

Огромную роль играет сдвиг ветра

Да и еще по этому поводу у него:
"Сдвиг ветра имеет сильное влияние на структуру (организацию) штормов. Он воздействует на:
- распространение штормов,
- вертикальную скорость,
- продолжительность существования штормов.

Еще:
"МКС часто формируются, когда области холода, сформировавшиеся благодаря многократным штормам, сливаются.
Факторы, способствующие группированию штормов в МКС:
- устойчивый подъем в-ха,
- конвективное инициирование вдоль границ сред
- низкий CIN"

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 15 Июл 2012 11:56


Примерно, но он почти всегда чуть меньше.
Cumulonimbus incus

Предполагаю, что расчёт ЛИ (в разных его вариациях) будет точнее, если вместо ЭПТ использовать потенциальную температуру смоченного термометра. Надо попробовать.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 15 Июл 2012 16:31 - Поправил: Corvus


Ещё один новый индекс конвекции:

Vertically integarted moisture flux convergence (VIMFC)


Вычисляется как интеграл в слое от 1000 до 700 гПа от выражения
duq/dx + dvq/dy (10−5 kg m−2 s−1)

где
u и v - составляющие ветра (проекции на оси координат, м/с),
q - удельная влажность (кгк/кг).

Вот так его можно рассчитать в ГРАДСе:

qu=vint(1000,shprs*uprs,700)
qv=vint(1000,shprs*vprs,700)
vimf=-hdivg(qu,qv)
d vimf

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 15 Июл 2012 17:30


Рекомендуется использование VIMFC совместно с SMUL (это минимальный ЛИ, определённый для исх. уровней 1000, 925, 850, 700 гПа; то есть такой же ЛИ, который представлен в ГФС).

Вероятность грозы в радиусе 100 км от точки можно определить по схеме:

http://meteocenter.net/currentmaps/VIMFC_SMUL.png

По гориз. оси отложен индекс VIMFC (10−5 kg m−2 s−1), по вертик. оси SMUL (°С).

Схема взята из статьи:

Vertically integrated moisture flux convergence as a
predictor of thunderstorms. Jeroen van Zomeren, Aarnout van Delden.
Institute for Marine and Atmospheric Research Utrecht, Utrecht.


TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 15 Июл 2012 17:37


Corvus
Ещё один новый индекс конвекции

А есть какие-то определённые критерии для этого индекса?

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 15 Июл 2012 21:02


TornadoF5

Я же черным по белому написал:

Рекомендуется использование VIMFC совместно с SMUL (это минимальный ЛИ, определённый для исх. уровней 1000, 925, 850, 700 гПа; то есть такой же ЛИ, который представлен в ГФС).

Вероятность грозы в радиусе 100 км от точки можно определить по схеме:

http://meteocenter.net/currentmaps/VIMFC_SMUL.png


Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 15 Июл 2012 21:07


Думаю, есть смысл в методе Пескова заменить дивергенцию приземного ветра на VIMFC.

bullterrier
Участник
Письмо
Пермь
# Дата: 16 Июл 2012 00:04


Corvus
У меня не получается посчитать VIMFC. Grads выдает ошибку
'define qu=vint(1000,spfhprs*ugrdprs,700)'
'define qv=vint(1000,spfhprs*vgrdprs,700)'
'define vimf=-hdivg(qu,qv)'
'd vimf'
'cbarn'
Вроде ведь правильно всё

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 16 Июл 2012 10:46


bullterrier

Какая именно ошибка?

Попробуйте пока убрать 'cbarn' .

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 16 Июл 2012 10:53


bullterrier

Надо 1000 заменить на приземное давление. Получается вот что:

'define ps = pressfc/100'
'define qu = vint(ps,spfhprs*ugrdprs,700)'
'define qv = vint(ps,spfhprs*vgrdprs,700)'
'define vimf = -1*hdivg(qu,qv)'
'd vimf'

П.С. Я наконец-то починил ГрАДС!!! Скоро (через пару дней) начну выкладывать карты. Есть у меня подозрение, что не всё там правильно считалось.
Извините за оффтоп.

bullterrier
Участник
Письмо
Пермь
# Дата: 16 Июл 2012 15:20 - Поправил: bullterrier


Corvus
Cumulonimbus incus

Спасибо! Ошибку исправил, теперь часть скрипта выглядит так:

'set gxout shade2b'
'set clevs -150 -120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 150'
'define ps = pressfc/100'
'define qu = vint(ps,spfhprs*ugrdprs,700)'
'define qv = vint(ps,spfhprs*vgrdprs,700)'
'define vimf = -1*hdivg(qu,qv)*100000'
'd vimf'
'cbarn'
cbarn - cтроит легенду к карте.

Вот результат на сегодняшний вечер и ночь по данным прогона GFS за 00Z:


TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 16 Июл 2012 15:31


Cumulonimbus incus
Я наконец-то починил ГрАДС!!! Скоро (через пару дней) начну выкладывать карты.

Это радует! :)

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 16 Июл 2012 19:37


Ещё один новый индекс конвекции:

Vertically integarted moisture flux convergence (VIMFC)



Строго говоря, VIMFC - показатель не конвекции, а сходимости потоков и притока влаги, то есть наличия триггера для реализации потенциальной неустойчивости (характеризуемой с помощью ЛИ и КАПЕ). VIMFC будет положительна в циклонах и ложбинах, особенно в зонах фронтов и ЛН, а в АЦ (особенно высоких) и гребнях - отрицательна.

Если VIMFC отрицательна, то даже при значительных КАПЕ и ЛИ может быть ясное небо.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 16 Июл 2012 21:58


Corvus

Я нашёл в картах WRF-ARW схожий параметр. Правда, он счиатается только по значениям ветра и влажности у земли, что будет неприменимо при высоком КНС. Но при термической конвекции - самое то!
Что хорошо - это высокое разрешение, 12 км.

Surface moisture flux divergence * 1E7
http://www.modellzentrale.de/WRF/index_all_en.php

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 17 Июл 2012 06:32


он считается только по значениям ветра и влажности у земли
Cumulonimbus incus

Лучше всё же, когда параметр рассчитан для слоя земля - 700 гПа. В той статье об этом написано, что когда не было хороших моделей, от безысходности считали этот параметр по приземным и кольцевым картам, но для слоя 0-3 км он гораздо более информативен.

Приземная дивергенция пара часто даёт ложноположительный результат, например около морей, а также при влажной почве после обильных дождей. Тогда Тд у земли высокая, но в нижней тропосфере она резко падает с высотой и в итоге конвекция не реализуется.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 17 Июл 2012 12:12


Полезные функции для ГРАДС, связанные с конвекцией:

http://www.saakeskus.fi/grads-scripts

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 17 Июл 2012 12:32


Corvus

Они же в качестве функций OpenGrADS'а: http://opengrads.org/doc/udxt/saakeskus/.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 17 Июл 2012 13:13


Cumulonimbus incus

Всё думаю, ставить на сервере ОпенГРАДС, или нет :)
Сейчас обычный ГРАДС стоит.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 17 Июл 2012 14:16


Corvus

Думаю, что стоит :-)
Многие параметры, вроде Тд, ЭПИ, сдвиг ветра, станет намного легче и быстрее считать.

<< . 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . 9 . 10 ... 30 . 31 . >>
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль 
 
 
Полезная информация:



Поддержка: miniBB forum software © 2001-2017