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 - 4 [ afretro, Shadow, Anaxagoras, Alexey_K ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 5 [22 Ноя 2019 09:04]
Гостей - 0 / Участников - 5

 - 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 ... 36 . 37 . >>
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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# Дата: 14 Июл 2012 17:32


Cumulonimbus incus

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

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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
###Corvus###
# 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 ... 36 . 37 . >>
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль