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 [ KAHTEMuP, AL1981, kostian, GAO ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 7 [31 Май 2020 00:35]
Гостей - 0 / Участников - 7

 - 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 ... 36 . 37 . 38 . 39 . 40 . 41 . 42 . 43 . 44 . >>
Автор Сообщение
vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 21 Янв 2020 13:26


CorvusCorax

Спасибо, конечно, приятно слышать(Вы - первый, ВООБЩЕ), но..

фундаментальный

пожалуйста, без этого, а то мне от ГУРУ(ГМЦ и еще где " их есть" все ещё:) "прилетит" за Пиар и будут правы.

Опубликована пока только
"Оперативная ТЕХНОЛОГИЯ и результаты ее ИСПЫТАНИЙ"

Много и в Отчет по теме не вошло.. но обиднее, что пользователей интересует ТОЛЬКО готовый результат на своем экране(они его получили, даже автоматический расчет оправдываемости) и ТОЛЬКО в варианте прогноза ПО_РД. Все. Точка.

А сделано было, по-памяти около 9 вариантов прогнозов - по разным радиусам вокруг станций, по "продолжительности"(срок, между сроками)
и др. Как и ожидалось :( взяли только минимум - для отчетности по РД). Другие УГМС испытывали позже, в статью не вошли..

Собирались оператвно картировать, но до сих пор не собрались.. следующая 3-летняя тематика не отпускала, вот в декабре закончилась.. а уже с весны!! началась ЭПОПЕЯ с НОВЫМИ, уже 5-летними планами с прохождением через экспертизу РАН. Чиновники потирают руки.. сколько еще удалось ДОБАВИТЬ этим "бездельникам" новых ФОРМ, ОТЧЕТОВ, ТРЕБОВАНИЙ(к своим нехилым объемам добавились РАНовские - совсем другие, "заточенные" под академическую науку, ГРАНТы..)

Жаль, что со стороны не видно, непонятно, в каких "бюрократических" условиях приходится работать..

Интересуют как раз конкретные критические значения параметров, используемые в бинарных деревьях, и сильно ли они отличаются между станциями.

Быстро ответить не получится.
Фактически со всеми вариантами прогнозов по всем станциям - это СОТНИ прогностических деревьев. И, конечно, они различаются. Да, есть признаки "лидеры" по частоте попадания в деревья и у них выбранные "пороги", но !!! То, что Вас интересует - это Порог_Первого_В_Дереве_Признака, потому что "пороги" следующих включенных признаков - это "условные" вероятности и их интерпретировать отдельно бессмысленно. Такую статистику(первое попадание в дерево решений) можно собрать, но придется систематизировать все-таки по вариантам прогнозов, суткам(день-ночь отличаются) и даже регионам.. Наверное, пока проще мне найти, показать промежуточные рабочие построения, когда мы специально для сравнения "принудительно, а не алгоритмически" прогоняли программу
с одиночными признаками - всякими "индексами". Пороги отдельно не анализировали(это "не вело к конечной цели", а у нас СРОКИ), а сравнеие автоматически делалось, поскольку отдельная программа сортировала, выбирала лучшие "деревья" из множества вариантов с входными списками параметров, в том числе и варианты с ЕДИНИЧНЫМИ входными признаками-ИНДЕКСАМИ.

Помню только(3 года прошло..), что несколько индексов очень неплохо себя показали "в одиночку", но не подавляли совсем и некоторые другие "неиндексы". Так что для ТАКОГО_РОДА выводов нужна целенаправленная систематизация( надо писать программу такой выборки из кучи "неудобных" именно для этого файлов, статистику, форму) и ОТДЕЛЬНАЯ статья. Логически задача простая, но это когда работа не такая масштабная, как была у нас(например, несколько индексов, оценить по 3-5-летнему архиву оптимальные пороги даже по сотне-другой станций - это "капля" от того, что сделано). Честно, сил-времени на все не хватает:( Хотя самому интересно, собирался..

Но я все-таки постараюсь что-нибудь показать.. нужно немного подождать..

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 23 Янв 2020 13:41 - Поправил: CorvusCorax


vmt13

Спасибо за подробный ответ! Титаническая работа проделана.

Сочувствую, что приходится тратить время на бюрократию. Это общая проблема сейчас в России, особенно в госпредприятиях.

Но я все-таки постараюсь что-нибудь показать.. нужно немного подождать..


Хорошо :)

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 21 Фев 2020 12:29 - Поправил: Date84


Предлагаю такой способ расчёта наклонной неустойчивости, на основе К индекса - i=T850-T500+Td850-∆Td700
http://www.pogoda.by/glossary/?nd=8&id=78 Конечно он очень простой, на зато позволяет хотя бы приблизительно оценить её.
Отличие в том что считать нужно не в вертикальной плоскости, а под наклоном. Например брать данные 850 гПа над точкой, 700 - на один пункт в сторону в сетке модели, 500 гПа - на два пункта, потом на 2 и 4, 3 и 6 и так до 20 30 пунктов. На сколько знаю, в немецкой модели пиксель - около 20км, значит максимальное расстояние будет 400-600км. Но 600 уже лишне, для Pединга можно и 30 точек взять.
Теперь самое важное - определить направление рассчёта. В моделях это будет: север, СВ, восток, ЮВ, и т.д. до СЗ, т.е. восемь направлений. Что бы определить, какое взять - нужно из ветера на 500 гПа над точкой вычесть ветер на 850 гПа, отдельно южную составляющую, отдельно западную. Получится что-то вроде - V(Ю)500-V(Ю)850 и V(З)500-V(З)850. Потом из соотношение этих скоростей получить направление сдвига ветра, а потом получить направление рассчёта - на 90 гр. влево - если запад, то север, если ЮЗ то СЗ и т.д. Т.е. под это всё несложную программку написать.

Хотя конечно лучше будет вместо К-индекса считать например Cape от земли или 1км(900 гПа) до уровня 300-200 гПа. Но это уже будет гораздо сложнее, и думаю - пока смысла нет.
Потом нужно получит степень максимального наклона - для этого нужно посчитать опять сдвиг ветра. И считать нужно, вычитая из ветра нужного направления на 500 ветер 850 над точкой, например - если направление расчёта северное, то вычитать из западной составляющей на 500 гПа в отдалении западную составляющую на 850 над точкой, если на СЗ считать - то из ЮЗ составляющей на 500 в отдалении ЮЗ на 850 над точкой. А если направление рассчёта юг(ну бывает такое), то из восточной составляющей 500(-западная) восточную на 850 над точкой, и т.д.

Если он положительный и больше какой-то величины(пока не знаю, например взять 5м/c), значит считать К-индекс, сначала для наклона 0,1,2 пикселя, потом до 4, до 6,10, пока не станет сдвиг ветра не станет меньше, или крайняя верхняя точка не дойдёт до 20 или 30 пунктов от места.
Для чего это нужно - считать точки на большом отдалении 400, 500км и более смысла нет, скорее всего никакого взаимодействия не будет. Нужно считать сначала под минимальным наклоном. Дело в том что если это настоящий фронт - то перепад температуры скорее всего вырастет, но сдвиг ветра может уменьшится или даже уйти в минус, особенно при больших наклонах, а если будет неустойчивость, о на каком то наклоне он наоборот сильно вырастет.
И в итоге из вычисленных индексов найти максимальный.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 21 Фев 2020 13:19


Вообще К-индекс считать не сложно, и вроде-бы можно посчитать неустойчивость для всех восьми направлений и для всех наклонов до 300-400км, но это неправильно. Например в области резких фронтов, если наклонить линию расчёта немного в холодную сторону, то неустойчивость всяко подрастёт, хотя и не факт, но сдвиг ветра может стать отрицательным, и почти не будет сил, которые относят потоки влево в сторону холода, т.к. перепады давления снижаются.
Ещё пример - резкий и быстрый холодный фронт 2 рода, внизу перед фронтом неустойчивость большая, ещё и грозы обычно есть. Если немного сместить верхнюю точку назад на СЗ, то неустойчивость естественно подрастёт. Но ведь облака совсем не движутся в том направлении. Вершины КД облаков часто наклонены наоборот вперед.
Ещё в области тёплого фронта самый холод нередко впереди, но часто этот верхний поток опережает и сами конвективные облака, и т.д.
Теперь главное выяснить - какой должен быть минимальный сдвиг ветра между 850 и 500 гПа, причём считать нужно именно сдвиг под наклоном.

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 21 Фев 2020 18:53


Date84
считать нужно именно сдвиг под наклоном.

Сравните Ваши "изыскания" с простыми фактами:

Атмосферные фронты не прослеживаются до уровня АТ-500.

Вершины большинства летних Cb - под тропопаузой.

На наклон оси фронтальных Cb влияет вертикальный сдвиг ветра, связанный с СТ над ними.

Фронтальные Cu cong->Cb при росте не пересекают фронтальную поверхность.

Если замЕните Ваши "перепады" "градиентами", то будет выглядеть немного более "наукообразно":) Вы же очень этого хотите?

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 21 Фев 2020 19:35 - Поправил: Date84


vmt13
Атмосферные фронты не прослеживаются до уровня АТ-500.

По температуре не всегда нормально видно. Хотя здесь можно провести по -15..-17гр - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020010800/japan/temperatur-500hpa/20200108-0300z. html
а здесь по так наз. "вихрю" - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020010800/japan/relative-vorticity-500hpa/2020010 8-0300z.html

Вершины большинства летних Cb - под тропопаузой.

Это не принципиально, главное градиенты в более нижнем слое, тем более наклонная неустойчивость гораздо больше влияет зимой и в переходные сезоны.

На наклон оси фронтальных Cb влияет вертикальный сдвиг ветра, связанный с СТ над ними.

Не только и не всегда, бываю выбросы почти в зад, а не только в бок, при определённых условиях конечно.

Фронтальные Cu cong->Cb при росте не пересекают фронтальную поверхность.

Вот именно что не пересекают. Чаще при наклонной неустойчивости возникают формы типа высоко-кучевых или высокослоистых участками, а если это всё над фронтом происходит - то можно распознать только по спутнику, или по изменениям интенсивности осадков. А вообще когда есть ещё обычная конв. неустойчивость - бывают и КД, но они либо с тёплой стороны фронта, либо далеко с холодной, а бывает и пересекают. Вот такие случаи и нужно распознать по большой наклонной неустойчивости, обычно если фронт ещё не сформировался. Как пример - http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =2&topic=4396&page=356#7

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 21 Фев 2020 21:06


Про наклонную конвекцию я писал тут:

http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&topic =4115&page=1#12

Хитрость наклонной конвекции в том, что она образуется, когда верт. градиент Т в насыщенном воздухе меньше влажноадиабатического и стратификация вроде бы препятствует образованию конвективных ячеек, при наличии большого горизонтального градиента температуры воздуха (и связанного с этим значительного термического ветра, выражающегося в быстром усилении ветра с высотой и/или изменении его направления при значительной скорости).

Стратификация - устойчивая! Градиент меньше влажноадиабатического. Разумеется, КАПЕ нулевая.
Но при наличии горизонтального градиента Т возникает наклонная конвекция. Не упорядоченные восх. движения, а именно конвекция (которой по всем канонам не должно быть) с ливневыми осадками, а иногда и грозами.

То есть большой гориз. градиент Т играет роль "виртуального" увеличения верт. градиента.


CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 21 Фев 2020 21:07


Лекции по динамической метеорологии
http://method.meteorf.ru/publ/books/lectures/lec_c ont.html

Сама ссылка на скачивание:
http://method.meteorf.ru/publ/books/lectures/lectu res.pdf

Там много полезного, в том числе:

Нелинейные эффекты бароклинной неустойчивости: качественная характеристика.
Собственно симметричная неустойчивость.
Условная симметричная неустойчивость.
Метеорологический контекст задачи о симметричной неустойчивости.
Конвективная неустойчивость в покоящемся слое. Гравитационные волны.
Конвективная неустойчивость плоскопараллельного потока со сдвигом ветра. Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца.
Характеристики конвективной неустойчивости в атмосфере.


Наклонная конвекция - следствие такого явления, как условная симметричная неустойчивость.

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 21 Фев 2020 21:13


При обычном восх. движении - упорядоченном (не конвективном) скорость подъёма порядка 10-20 см/с, осадки равномерные, облака ВС и/или СД. Это называется обложные осадки.

При конвективной неустойчивости (включая условную симметричную) возникают конвективные облака (отдельные КД или конвективные ячейки, замаскированные в СД), в них скорость восх. движений на порядок больше (несколько м/с, как минимум), и потому осадки крупнокапельные (или хлопья снежинок), их интенсивность колеблется. Это называется ливневые осадки.

Думаю, что при наклонной конвекции (поскольку нет гроз, а только осадки) верт. скорость 1-2 м/с, то есть 4-8 км/ч. Таким образом, время развития облака порядка 1 ч (при типичной высоте КД от 4 до 8 км). То есть для расчёта, с учётом типичного ветра в средней тропосфере 40-60 км/ч, надо брать точки, отстоящие на 40-60 км.

На сколько знаю, в немецкой модели пиксель - около 20 км, значит максимальное расстояние будет 400-600 км. Но 600 уже лишне, для Pединга можно и 30 точек взять.

600 км это уже горизонтальная конвекция получится, а не наклонная :)

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 21 Фев 2020 21:14


Симметричная неустойчивость - такое состояние атмосферы, при котором возникает наклонная конвекция - восходящий поток воздуха в валах (трубках), ориентированных вдоль потока.
В одной из статей отмечается, что в отличие от времени реализации обычной конвекции (несколько минут) наклонная конвекция (при наличии СН) развивается медленно, в течение нескольких часов. Вероятно, к грозам она привести не может, но вот осадки выпадают и весьма приличные.

В статье про Альберту есть более подробные цифры.
Распределение числа случаев выпадения осадков (%) по разным классам устойчивости атмосферы (КН - конвективная неустойчивость, СН - симметричная неустойчивость, С - смешанная неустойчивость (КН и СН), У - устойчивая атм-ра (то есть обложные и моросящие осадки).
КН/СН/С/У:
Весна 37/22/23/18
Лето 69/3/27/1
Осень 33/26/16/25
Зима 10/40/12/38
Зимой число случаев осадков при СН даже больше, чем обложных (У)!
Хотя традиционно считается (в хСССР особенно), что зимой в умеренном климате абсолютно преобладают обложные осадки.

Ещё интереснее распределение кол-ва осадков (%)
КН/СН/С/У:
Весна 36/15/37/12
Лето 68/5/26/1
Осень 43/16/33/8
Зима 10/55/9/26
Зимой СН даёт 40% случаев осадков, и при этом 55% кол-ва осадков. То есть осадки при СН обильнее, чем при других состояниях атм-ры (и даже чем при КН). И это понятно: зимой при КН осадки выпадают в виде кратковременных зарядов на быстродвижущихся ХФ и в тылу циклона, а при СН осадки длятся несколько часов на фронтах (ТФ, ФО) и на петле окклюзии.

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 21 Фев 2020 21:20


В статье про Альберту как раз одна из версий числа Ричардсона использована для определения класса устойчивости атмосферы (по слоям толщиной 100 гПа) - так называемое влажное число Ричардсона (оно вычисляется не по обычной температуре воздуха, а по эквивалентно-потенциальной - ЭПТ).

Т.к. формулы писать тут неудобно, опишу словами:
ВЧР равно произведению трёх сомножителей:
1. Влажноадиаб. градиент, делённый на сухоадиаб. градиент.
2. Ускорение свободного падения (м2/с), делённое на среднюю ЭПТ слоя (К).
3. Дробь, в числителе которой вертикальный градиент ЭПТ (к/км), а в знаменателе сдвиг ветра (м/с на км) в квадрате.

При ВЧР меньше нуля - классическая конвективная неустойчивость (ЭПТ падает с высотой),
при ВЧР от нуля до 1.2 - симметричная неустойчивость,
при ВЧР более 1.2 - устойчивость.

При расчёте ВЧР по данной формуле сдвиг ветра в слое должен быть не менее 1 м/с на км, иначе получаются абсурдные результаты (деление почти на ноль).

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 21 Фев 2020 21:59


Date84
По температуре не всегда нормально видно

Фантазии.. по ветру "видно, что не видно":), потому никто и не смотрит..

наклонная неустойчивость гораздо больше влияет зимой и в переходные сезоны.

Чем сочинять "наклонную неустойчивость", разберитесь лучше с масштабами:

- скоростей, форм(турбулентная, ламинарная, подъем-оседание)и типичных размеров различных вертикальных движений

- сравните все это с горизонтальными движениями и оцените(просто с точностью до порядка) их вклады в физику Cb

- атмосферных фронтов(поперечный разрез) и Cu_cong-Cb

бываю выбросы почти в зад, а не только в бок, при определённых условиях конечно

"Вы пошутили и я посмеялся.."

Чаще при наклонной неустойчивости возникают формы типа высоко-кучевых или высокослоистых участками,

Фантазируете - "участками"..
Если Вы о фронтах, то нормальная терминология: вынужденная конвекция(для кучевообразных) и вынужденные упорядоченные восходящие/нисходящие движения.

а бывает и пересекают. Вот такие случаи и нужно распознать по большой наклонной неустойчивости, обычно если фронт ещё не сформировался.

Еще фантазии - "а бывает":
Старшина-артиллерист ведёт занятия: "Число Пи равно 3-м, но в боевых условиях может достигать 4-х.."

"если фронт ещё не сформировался" - а должен? какой? Вы владеете теорией фронтогенеза?

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 22 Фев 2020 03:41


CorvusCorax
Думаю, что при наклонной конвекции (поскольку нет гроз, а только осадки) верт. скорость 1-2 м/с, то есть 4-8 км/ч. Таким образом, время развития облака порядка 1 ч (при типичной высоте КД от 4 до 8 км). То есть для расчёта, с учётом типичного ветра в средней тропосфере 40-60 км/ч, надо брать точки, отстоящие на 40-60 км.

600 км это уже горизонтальная конвекция получится, а не наклонная :)

Хотел общие условия посмотреть. Понятно что даже 400км это много, для запаса можно 200-300 взять. Ещё нужно выяснить минимальный сдвиг ветра. Скорее - это будет 2..3м/c на 100км.
Дело в том что даже грозы могут быть, если вертикальное распределение близко к нейтральному, а бывает когда и такая и наклонная неустойчивость есть.

ВЧР равно произведению трёх сомножителей:
1. Влажноадиаб. градиент, делённый на сухоадиаб. градиент.
2. Ускорение свободного падения (м2/с), делённое на среднюю ЭПТ слоя (К).
3. Дробь, в числителе которой вертикальный градиент ЭПТ (к/км), а в знаменателе сдвиг ветра (м/с на км) в квадрате.


Влажноадиабатический градиент не так-то просто посчитать, хотя это было бы конечно лучше. Во вторых - вертикальный сдвиг ветра - это не совсем то что нужно. При одинаковом сд. ветра не всегда одинаковый гориз. градиент температуры(от широты зависит). И здесь принцип несколько другой - нужно именно под наклоном считать, а то что вы предложили - больше для турбулентности подходит. Ещё большой верт. сдвиг бывает и на фронтах, а если под сильным наклоном посчитать - он может даже в минус уйти.

Хочу хотя-бы в экселе посчитать несколько профилей, посмотреть сначала обычный К-индекс и - под наклоном, потом определить граничные условия и т.д.

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 22 Фев 2020 09:49


Date84


Дело в том, что неусточийвости в классическом виде (определяемой по ЛИ, КАПЕ, или, грубо, по К) при СН нет.
Есть "виртуальная" неустойчивость, возникающая из-за вертикального сдвига ветра. Где-то попадались цифры, кажется сдвиг ветра на 15 м/с эквивалентен 1° перегрева поднимающейся частицы.

То есть, грубо говоря, сначала рассчитываем ЛИ от ВНГО до уровня 500 гПа. К примеру, получилось +0.5 (почти влажноадиаб. градиент в облаках, но неустойчивости нет). При этом сдвиг ветра от ВНГО до 500 гПа 30 м/с (струйное течение). ЛИ с поправкой на сдвиг ветра получается +0.5-2 = -1.5.
То есть конвекция будет развиваться так, как если бы ЛИ был -1.5.

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 22 Фев 2020 13:49


CorvusCorax
сдвиг ветра на 15 м/с эквивалентен 1° перегрева поднимающейся частицы.

Не все так просто со сдвигом ветра.
Его влияние разное для разных стадий облака, мезоструктуры поля(отдельные, кластеры, гряды и пр.), внутримассовые или фронтальные и пр.

Наибольшее влияние - на стадиях "Cu med -> Cu cong"/ Здесь сильный сдвиг может(от скорости восх. потоков зависит)просто не давать вырасти до Cb.

Для отдельных внутримассовых Cb сдвиг ветра в ВЕРХНЕЙ тропосфере может помогать поддерживать существование, "разделяя" зоны восходящих потоков и нисходящих(с осадками).

Давно на Ставрополье наблюдал ЕДИНИЧНОЕ от горизонта до горизонта!! облако - Cb с вытянутой по потоку наковальней на расстояние - с десяток его высот!(далеко, потому хороший профиль был). Это значит, что оно существовало несколько часов в одиночку!(иначе сохранились хотя бы остатки наковален от других). Без такого УДАЧНОГО сдвига ветра на НУЖНЫХ высотах это было бы невозможно.

Если образуются внутримассовые кластеры(это обычное дело), то они "помогают друг-другу" и влияние сдвига ветра уже сильно "вторично".

Для фронтальных облачных СИСТЕМ(а иначе и быть не может) сдвиги в верхней атмосфере - это НОРМА(СТ). Вынужденные вертикальные движения над ХФ у земли в паре с дневным прогревом являются главными факторами, поскольку СТ есть всегда. На ТФ - ночные-утренние грозы формируются со стартов конвекции не от земли - немного сложнее физика.

Во всех случаях решающим фактором развития СИЛЬНЫХ гроз, ливней и пр. является ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ ВМ.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 22 Фев 2020 14:07 - Поправил: Date84


CorvusCorax
Есть "виртуальная" неустойчивость, возникающая из-за вертикального сдвига ветра. Где-то попадались цифры, кажется сдвиг ветра на 15 м/с эквивалентен 1° перегрева поднимающейся частицы.

То есть конвекция будет развиваться так, как если бы ЛИ был -1.5.

Во первых это не совсем тот индекс, он скорее показывает вынужденное перемешивание за счёт вертикального сдвига. У наклонной неустойчивости и возмущений, с ней связанных - несколько другие физические принципы. Понятно, что многие индексы не имеют физического смысла, но хотя бы приблизительно должны соответствовать.
Наклонная неустойчивость проявляется тем, что потоки воздуха начинает сносить вбок - влево восходящие потоки или вправо - нисходящие, т.е. важен именно наклонный сдвиг. Если его почти не будет - это скорее обычная турбулентность.
Ещё наш сибирский научный сотрудник не совсем понимает что такое наклонная неустойчивость.

Для фронтальных облачных СИСТЕМ(а иначе и быть не может) сдвиги в верхней атмосфере - это НОРМА(СТ).

Сдвиг ветра есть не только на фронтах, во вторых - он не в верхней атмосфере, а самый большой - в зоне самого фронта, но наклонная неустойчивость может быть как перед(или над) ХФ, так и вообще без выраженного фронта.

Нашёл примеры на снимках - https://kachelmannwetter.com/de/sat/nordkorea/top- alarm-10min/20191028-1240z.html
https://kachelmannwetter.com/de/sat/primorye/top-a larm-10min/20191028-1350z.html
но здесь ещё и обычная есть неустойчивость,
вот хороший пример - https://kachelmannwetter.com/de/sat/nordkorea/top- alarm-10min/20191130-1500z.html
http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =2&topic=4396&page=416#13

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 22 Фев 2020 16:28 - Поправил: vmt13


Date84
наклонный сдвиг. Если его почти не будет - это скорее обычная турбулентность.

"Наклонилось вдруг небо ниже,
И пошел гулять дождь по крыше.." - не Вы, случайно, автор?
... Жаль - песня хорошая.

Откуда у Вас сведения про "обычную" турбулентность при сдвигах ветра, и какая-такая - "необычная" турбулентность, зависящая от от поворота координатной оси?

Ещё наш сибирский научный сотрудник не совсем понимает что такое наклонная неустойчивость.

Это жалоба админу?:) иначе адресуйте правильно, а не "виляйте".

Ваш "наклон" сводится с сумме РАЗНОМАСШТАБНЫХ градиентов. Научитесь все-таки оперировать масштабами, иначе "за деревьями леса не видно".

Сдвиг ветра есть не только на фронтах, во вторых - он не в верхней атмосфере, а самый большой - в зоне самого фронта,

Опять же - на масштабах спотыкаетесь.. Самые большие - на фронте шквала. Только ПОРОДИВШЕМУ его Cb от этого "ни холодно, ни жарко":)

Всё по сдвигам для Cb - постами выше, есть что "ниспровергать" - цитируйте в кавычках.

Нашёл примеры на снимках

"Нормальные пацаны" пользуются обработанными аэрологическими диаграммами, а не картинками со спутников. Все-таки с масштабами у Вас просто беда.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 22 Фев 2020 17:45


CorvusCorax
То есть, грубо говоря, сначала рассчитываем ЛИ от ВНГО до уровня 500 гПа.

Ещё вопрос - где именно начинаются облака. Ведь isamegrelo не зря заметил - Найденный максимум в реале может быть смещен на десятки км. Обычно наклонная конвекция начинается с горизонтального движения, а потом уже восходящее с конденсацией. Из этой книги - http://method.meteorf.ru/publ/books/lectures/lectu res.pdf

Слабые восходящие движения, имеющие место в гребнях продольных валов, развивающихся при симметричной неустойчивости, могут выполнять роль вынуждающих факторов для развития конвективной неустойчивости меньшего масштаба(рис. 2.19). на 79 стр.

Полосы высоко-кучевых башенкообразных облаков перед холодным фронтом 1 рода 23 июня 2018г - https://kachelmannwetter.com/de/sat/mudanjiang/sat ellit-superhd-10min/20180623-0700z.html
Но всё таки думаю, что это могут быть не только продольные валы, они просто наиболее вероятны:

Более подробный анализ, а также численные решения и лабораторные эксперименты показывают, что в зависимости от параметров задачи максимально неустойчивыми могут оказаться волны, распространяющиеся под различными углами к потоку. В частности не исключено, что наиболее неустойчивыми окажутся волны, фронт которых ориентирован параллельно ветру. Это и будет случай симметричной бароклинной неустойчивости в собственном смысле.

vmt13
"Нормальные пацаны" пользуются обработанными аэрологическими диаграммами, а не картинками со спутников.

Спутниковые снимки - это факт, а высотные диаграммы - это всего лишь условия. Тем более по ссылкам есть карты архивных прогонов Pединга, где при желании можно много чего посмотреть.

Всё по сдвигам для Cb - постами выше, есть что "ниспровергать" - цитируйте в кавычках.

Вы ещё не поняли, что речь здесь не о КД идёт, точнее - далеко не только о КД.

Ваш "наклон" сводится с сумме РАЗНОМАСШТАБНЫХ градиентов.

Pазные условные индексы не обязаны иметь физический смысл, и точка.

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 22 Фев 2020 19:54


Date84
Спутниковые снимки - это факт, а высотные диаграммы - это всего лишь условия. Тем более по ссылкам есть карты архивных прогонов Pединга

Понятно, значит вертикальную координату из анализа(диагноза) выбрасываем? :)

Вы ещё не поняли, что речь здесь не о КД идёт,

Конечно не понял из чего растут "КД".. из "шляпки, наверное, потом ножка.." :)

точнее - далеко не только о КД.

Не дальше, чем позволяет термин "конвекция"(у Вас она - наклонная") - что-то не так?

vmt13: Ваш "наклон" сводится с сумме РАЗНОМАСШТАБНЫХ градиентов.

Pазные условные индексы не обязаны иметь физический смысл, и точка.

Градиенты - это не "индексы", а Ваш "наклон" для градиентов - это трехмерный ВЕКТОР в пространстве(u,v,z). Вот о ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ различиях масштабов по (u,v) и (z) я и пытался до Вас достучаться.. Не получилось.
Ваши "наклонные" градиенты будут содержать векторную сумму МАЛЕНЬКИХ горизонтальных и БОЛЬШИХ вертикальных значений. Что из этого следует для конвекции при сдвига ветра я уже примерно изложил - читайте выше.

Влажноадиабатический градиент не так-то просто посчитать,

Да ладно.. помогу, если грубить не будете:)

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 23 Фев 2020 09:31 - Поправил: Date84


vmt13
Понятно, значит вертикальную координату из анализа(диагноза) выбрасываем? :)

Причём здесь координаты? Фактические погодные условия можно оценить по спутниковым снимкам, радарным изображениям(которых нет) и данных с метеостанций.

Градиенты - это не "индексы", а Ваш "наклон" для градиентов - это трехмерный ВЕКТОР в пространстве(u,v,z). Вот о ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ различиях масштабов по (u,v) и (z) я и пытался до Вас достучаться.. Не получилось.

Здесь наклонный сдвиг как таковой почти не расчитывается, это просто граничное условие. Главное, что бы он просто был, и не отрицательный, а он может быть таким при больших наклонах. А какое именно минимальное значение - нужно именно по опыту найти.

Да ладно.. помогу, если грубить не будете:)

Формулы в принципе найти можно, только расчёт может стать очень громоздким.

Вы интересуетесь, что такое наклонная неустойчивость? Здесь для вас непростая задачка - http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =16&topic=196&page=16#27

Для отдельных внутримассовых Cb сдвиг ветра в ВЕРХНЕЙ тропосфере может помогать поддерживать существование, "разделяя" зоны восходящих потоков и нисходящих(с осадками).

Если интересуют мезомасштабные конвективные системы, лучше обсуждать это в специальной теме - http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =16&topic=4735&page=12
но это почти не имеет отношения к наклонной неустойчивости, хотя условия вроде похожи.

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 23 Фев 2020 16:13


Date84

Причём здесь координаты?

И то правда.. понапридумывал Декарт, а нам расхлёбывать..

Здесь наклонный сдвиг как таковой почти не расчитывается, это просто граничное условие. Главное, что бы он просто был

Ну условно чтобы просто почти не был безграничным непониманием..
Как-то так?

расчёт может стать очень громоздким

Неужели на счетах считаете?

Вы интересуетесь, что такое наклонная неустойчивость?

Ни разу :)

vmt13: Для отдельных внутримассовых Cb сдвиг ветра в ВЕРХНЕЙ тропосфере может помогать поддерживать существование, "разделяя" зоны восходящих потоков и нисходящих(с осадками).

Date84: Если интересуют мезомасштабные конвективные системы


Какое отношение к цитате?

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 23 Фев 2020 17:14


vmt13
Ну условно чтобы просто почти не был безграничным непониманием..
Как-то так?


Подумал - лучше использовать Li 850-500, от поверхности - особого смысла нет, можно было конечно от 925 гПа, но Peдинг и немецкая модель такие данные не предоставляют, на сколько знаю.
Ещё например в индекс SWEAT тоже входят величины разного масштаба.

SWEAT = 12 [Td(850 mb)] + 20 (TT - 49) + 2 (f8) + f5 + 125 (S + 0.2)

where TT represents the total totals index value, f8 and f5 represent the 850 mb and 500 mb wind speed in knots, respectively, and S = sin (500 mb minus 850 mb wind direction), i.e., the sine of the angle between the 500 and 850 mb wind directions (the shear term).

Ни разу :)

Сомневаюсь, раз так настойчиво спрашиваете. Хотя догадываюсь - вы просто не верите в эту самую наклонную неустойчивость. Просто иногда бывают очень необычные условия и такие фронты, когда грозовые облака начинают развиваться очень быстро и с сильным наклоном в бок, или вообще в разных направлениях. Как правило - сдвоенные фронты - один из которых полуразмытый, или когда к югу от фронта есть области с большими гориз. градиентами Т, или вообще ненастоящий фронт. Причём я имею ввиду не снос наковален и верхних частей грозовых туч при высотном сдвиге, а когда в самом начале развитие идёт необычно, и это могут быть и негрозовые облака. Вы наверно с подобным не сталкивались.

Какое отношение к цитате?

А то что кучевые и КД облака и кластеры их обсуждают обычно в той теме.

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 23 Фев 2020 21:45


Date84

Хорошо, хоть не всю страницу:)

Подумал - лучше использовать Li 850-500

А Вы не подумали, что авторы индекса не только "думали", а много-много пробовали, считали, испытывали.. прежде чем его сформулировать? И они знали МЕТЕОРОЛОГИЮ :)

можно было конечно от 925 гПа, но Peдинг и немецкая модель такие данные не предоставляют, на сколько знаю

Ни на сколько не знаете..

в индекс SWEAT тоже входят величины разного масштаба.

А для чего коэффициенты? Вы их подбирали? тогда предъявите..

вы просто не верите в эту самую наклонную неустойчивость

Не захотели разбираться в написанном.. Ладно, Ваша святая наивность, может быть, действительно "святая":)

Если у Вас нет в голове образа построенной аэрологической диаграммы с кривой состояния и зонами влажноадиабатической неустойчивости, то не уверен, что смогу до Вас довести, но попробую.. упрощенно, конечно.

От уровня конденсации(ВНГО) подъемная сила определяется скрытой теплотой конденсации. Интенсивность конденсации(и величина выделяемого тепла) зависит от от разности температур на влажной адиабате(восходящего воздуха) и окружающего облако воздуха. От этого напрямую зависит и скорость восходящих потоков. Скорости подъёма могут быть самые разны - от нескольких метров до десятков м/с. Если ветер с высотой мало меняется, то облако растёт и просто "плывет по потоку", сохраняя ось почти вертикальной. Чаще ветер с высотой усиливается и ось "наклоняется". Дальше важны СООТНОШЕНИЯ "приращения скорости ветра с высотой" = модулю сдвига ветра (изменением направления можно пренебречь) и двух характеристик облака: скорости вертикальных потоков внутри и диаметра облака. Чем меньше вертикальные скорости и диаметр - тем сильнее влияет ВЕРТИКАЛЬНЫЙ сдвиг ветра.

Так вот, если на стадиях Cu med -> Cu cong ветер на высотах 3-6 км "заваливает" облачные башни больше, чем на 30град(примерно), то этим "слабакам" ничто "не светит" в смысле Cb. Но когда условия(вот это и видно на АД) подходящие, то этот же сдвиг ветра росту до Cb - НЕ_ПОМЕХА! Еще как дорастут! Ну будет наклон 5-10 град, к примеру..
В проекции на землю это все равно - лишь сотни метров.

Так зачем же Вам надо в данных МОДЕЛЕЙ придумывать какие-то смещения меньше шага расчетной сетки(про "пиксели" - забудьте, не смешите). Да ошибки прогностического вертикального профиля(T,Td, ветер) превышаю по горизонтали десятки км..! + ошибки по вертикали + "не ловят" тонкие задерживающие слои + ... много чего. Фигнёй занимаетесь.. Посмотрите все-таки в сторону ФАКТИЧЕСКОЙ АД..

Как правило - сдвоенные фронты - один из которых полуразмытый

:)) "сдвоенные" - ОДИН фронт с градиентами, "тянущими" на двойную систему, что подтверждается историей ее образования(слияние фронтов.)

я имею ввиду не снос наковален и верхних частей грозовых туч при высотном сдвиге, а когда в самом начале развитие идёт необычно, и это могут быть и негрозовые облака. Вы наверно с подобным не сталкивались.

Сталкивался, когда еще слово "метеорология не знал", но на крыше сарая сидел и наблюдал..

кучевые и КД облака и кластеры их обсуждают обычно в той теме

Тогда здесь вообще НИЧЕГО нельзя, включая "индексы" :)

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 24 Фев 2020 10:18 - Поправил: Date84


Примеры расчёта наклонной конвекции моделью Korea Swiss Super HD:
расчётная отражаемость - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/korea -hd/2018031418/suedkorea/reflektivitaet-basis/2018 0315-0300z.html
видны полосы - одна над Жёлтым морем с ЮЗ на СВ, другая - над сушей, и ещё область над островом Уллындо.
ветер на 700 гПа(другого нет) - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/korea -hd/2018031418/suedkorea/wind-speed-vectors-700hpa /20180315-0300z.html
теперь ветер по данным Pединга - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2018031500/suedkorea/700hpa-wind-vektoren/20180315 -0300z.html
гепотенцал 700 - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2018031500/suedkorea/geopot-700hpa/20180315-0300z. html
Спутниковый снимок - https://kachelmannwetter.com/de/sat/suedkorea/top- alarm-10min/20180315-0300z.html

4 марта 11ч явления - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/korea -hd/2018030400/suedkorea/signifikantes-wetter/2018 0304-1000z.html
ветер на 700 гПа 11ч - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/korea -hd/2018030400/suedkorea/wind-speed-vectors-700hpa /20180304-1000z.html
по Pедингу в 10ч - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2018030400/suedkorea/700hpa-wind-vektoren/20180304 -0900z.html
15ч явления - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/korea -hd/2018030406/suedkorea/signifikantes-wetter/2018 0304-1400z.html
ветер на 700 гПа - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/korea -hd/2018030406/suedkorea/wind-speed-vectors-700hpa /20180304-1400z.html
по Pедингу в 16ч - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2018030400/suedkorea/700hpa-wind-vektoren/20180304 -1500z.html

Спутниковые снимки в 11 и 15ч.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 24 Фев 2020 10:32


vmt13
Если у Вас нет в голове образа построенной аэрологической диаграммы с кривой состояния .....

МНОГАБУКФ

Тем меньше вертикальные скорости и диаметр - тем сильнее влияет ВЕРТИКАЛЬНЫЙ сдвиг ветра.

Так вот, если на стадиях Cu med -> Cu cong ветер на высотах 3-6 км "заваливает" облачные башни больше, чем на 30град(примерно), то этим "слабакам" ничто "не светит" в смысле Cb. Но когда условие
......

Да как же вы не поймёте что другой процесс описываете. Не надоело?

Тогда здесь вообще НИЧЕГО нельзя, включая "индексы" :)

Эти индексы почти все есть на первых страницах этой темы, и даже те, в которых есть ВЕРТИКАЛЬНЫЙ сдвиг ветра. Обсуждайте, никто не запрещает, просто сейчас мы обсуждаем немного другие процессы.
Короче, вы мастер зафлуживать тему.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 24 Фев 2020 13:14


CorvusCorax
То есть для расчёта, с учётом типичного ветра в средней тропосфере 40-60 км/ч, надо брать точки, отстоящие на 40-60 км.

600 км это уже горизонтальная конвекция получится, а не наклонная :)

Сейчас подумал - в области этой самой наклонной неустойчивости гориз. градиент Т всё-таки обычно меньше чем на фронтах, они бывают или рядом с фронтом южнее, или реже - севернее, или над фронтом, или между двумя близкорасположенными фронтами(сдвоенный фронт). И ничего страшного что прогнозируемые места изменения погоды могут быть смещены на десятки км, оно и так будет смещено на десятки км, не надо попытаться смоделировать такую "конвекцию", это очень сложно и особого смысла не имеет. Для начала хотя-бы просто сами области определить, а потом уже оценивать по снимками и остальным син-условиям.

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 24 Фев 2020 13:45


Date84
Короче, вы мастер зафлуживать тему.

"Последний выдох ПЖ.."- Кин-Дза-Дза. Понятно.

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 24 Фев 2020 17:17 - Поправил: vmt13


О главных факторах, поддерживающих конвекцию в кучево-дождевых облаках.

До стадии оледенения вершины и формирования зоны аккумуляции будущих осадков процессы и факторы не меняются. Здесь уже обсуждалось..

С первым обрушением зоны аккумуляции возможны варианты. Если ось вертикальная, т.е. ветры в тропосфере слабы или мало меняются по высоте, то большая вероятность, что нисходящие вместе с осадками потоки "заглушат" восходящие, и облако прольёт коротким ливнем и "умрет". Конечно, одновременно где-то рядом мог подниматься другой поток, и он продолжит расти.. но это другая история.

Другой вариант, когда верхняя часть облака сдвинута на несколько сот метров по высотному потоку и зона аккумуляции обрушивается со сдвигом к подветренной стороне облака и не мешает восходящим потокам формировать следующую зону аккумуляции. Тогда формируется типичный "циклический процесс" на встречно-параллельных потоках. И ливневое облако может жить, пока что-то или кто-то не "перекроет кислород":)

Ещё одна разновидность - это формирование изначально большого многокупольного мощного кучевого облака, в котором разные купола поочередно достигают уровня оледенения и успешно борются за "место под солнцем", поскольку места хватает всем(многоячейковые Cb).

Возможен и вариант ОБЪЕДИНЕНИЯ первоначально разнесенных восходящих "струй" в средне-верхней тропосфере в один супер-поток - это уже СЯ Cb.

Еще раз хочу подчеркнуть, что роль сдвига ветра для разных стадий, форм и мощности конвекции - различна, а для развитых мощных - уже несущественна!, поскольку они САМИ формируют потоки и циркуляцию вокруг себя.. На остальное им - ... Кроме запасов влаги в ПС, конечно.

О наклонных потоках внизу - продолжение следует..

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 24 Фев 2020 17:56


для развитых мощных - уже несущественна!, поскольку они САМИ формируют потоки и циркуляцию вокруг себя.. На остальное им - ...
vmt13

Не совсем так. Для развития мультиячейковых КД и их кластеров, а также для возникновения суперячеек играет роль сдвиг ветра, причём сдвиг по направлению даже важнее, чем сдвиг по скорости. Есть определённые годографы распределения направления по высоте, благоприятное для МЯ и СЯ. На эту тему есть масса статей в западных метеожурналах.

Например, интересный случай возникает на южной периферии слабо выраженного АЦ в сочетании с передней частью высотной ложбины. Тогда на высотах ветер ЮЗ-З, а в погран. слое СВ-В.
КД движется по ведущему потоку на СВ, а приземный ветер дует ему навстречу, в таком случае возникает мощный широкий восходящий поток, который втекает в переднюю часть облака и приводит к его бурному росту, а затем к длительному существованию.

vmt13
Участник
Письмо
Новосибирск
# Дата: 24 Фев 2020 18:16 - Поправил: vmt13


CorvusCorax
для возникновения суперячеек играет роль сдвиг ветра, причём сдвиг по направлению даже важнее, чем сдвиг по скорости

Вот это и есть - нюанс: Мощное облако с сильными восходящими потоками само по себе устойчиво к любым наклонам("гиродин"), так еще и НЕ_ПРОПУСКАЕТ ЧЕЗЕЗ СЕБЯ ведущий поток, тормозит и заставляет огибать.. Об этом я и написал(циркуляция).

Для "возникновения" - все по-другому(писал). Но ПРИОРИТЕТ - все равно за запасами энергии неустойчивости во всем слое конвекции. С некоторых больших величин даже спонтанная конвекция может начинаться не от земли, а выше - башенкообразные Ac.

Есть и другие динамические механизмы, но это уже ближе к ветке "мезо"..

<< 1 ... 36 . 37 . 38 . 39 . 40 . 41 . 42 . 43 . 44 . >>
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль