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 - 2 [ slava31, Ruxs ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 4 [6 Апр 2020 09:51]
Гостей - 0 / Участников - 4

 - 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 .
Автор Сообщение
CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 15 Мар 2020 08:21


Основная польза от этой платной программы в удобной интерактивной коррекции АД: можно мышкой менять профиль Т и Тд, а программа автоматически обновляет расчёты индексов неустойчивости. Плюс сухая адиабата автоматически проводится.

Cumulonimbus incus

Спасибо!
А кривую Т смоченного термометра в ней можно построить? Она очень информативна и в ряде случаев нагляднее иллюстрирует конвекцию, чем обычная кривая стратификации Т.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 15 Мар 2020 12:50 - Поправил: Cumulonimbus incus


кривую Т смоченного термометра в ней можно построить?
CorvusCorax

Можно.

https://s8.hostingkartinok.com/uploads/images/2020 /03/efcc8086e356b64e50a94cc261612937.png

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 15 Мар 2020 14:39


CorvusCorax
Как это? На какой же высоте был нижний край облачности - километров 6?

По диаграммам получался около 5км при высоте начала конвекции около 3км. Или например при грозе 14 апреля 2017 тоже нижняя гр. вполне могла быть в минусе.
Т850 около 8..9гр - https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/temperatur-850hpa/20170414-0900z.html
влажность около 50-60% - https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/relative-luftfeuchtigkeit-850hpa/20170 414-0900z.html
Т700 около -4..-5гр - https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/temperatur-700hpa/20170414-0900z.html
влажность около 60-70% - https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/relative-luftfeuchtigkeit-700hpa/20170 414-0900z.html
Т500 около -25гр.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 15 Мар 2020 15:12


Ещё необычная гроза была 29 марта 2014 года:


неустойчивости не показано вообще, ни в 13ч ни в 16, но сдвиг ветра довольно большой - https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/gewitter-komposit/20140329-0300z.html
https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/gewitter-komposit/20140329-0600z.html
Т850 довольно низкая - https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/temperatur-850hpa/20140329-0300z.html
хотя и влажность высокая - https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/relative-luftfeuchtigkeit-850hpa/20140 329-0300z.html

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 15 Мар 2020 16:55


Date84

Ну 0...-5 и даже -7 на ВНГО я вполне допускаю. Но откуда -15...-20?
Это либо должна быть АВМ (где гроз не бывает), либо высота более 4-5 км.

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 16 Мар 2020 12:58


Cumulonimbus incus

В теме "Фотографии облаков" есть обсуждение их вертикальной структуры с анализом модельных АД.

http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =13&topic=594&page=77#15

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 16 Мар 2020 16:07 - Поправил: Date84


Paccуждения на тему - энергия неустойчивости и "мощность" неустойчивости.
На самом деле от всяких конвективных индексов мало толку. От К индекса ещё есть польза - можно довольно просто оценить вероятность грозы, с ошибками конечно, а вот CAPE особого смысла не несёт. Самое главное - определить как можно точнее место и время начала конвекции, т.е. - где образуются КД облака и когда. Что толку если посчитать энергию неустойчивости по диаграммам для конкретного момента и места? Во первых - нужно время, сколько будет продолжаться эта неустойчивость, и пространство(ведь в соседних точках показатели могут отличаться). И во вторых - откуда именно придёт грозовая туча.

Ещё часто модели не могут вовремя определить начало конвекции и просчитать её, из-за этого они её нередко завышают. Ведь если есть энергия неустойчивости, значит должна быть и мощность этого процесса. Т.е. это может быть или какой-то син-процесс или степень прогрева от поверхности. Если даже ячейки начнут быстро расти, энергии может хватить всем, если син-процесс активный(например мощный недавно окклюдированный циклон ещё с достаточно сильными восх. движениями или активная ВФЗ со струйным течением), а может наоборот - энергия копится медленно, но долго, т.к. есть задерживающие слои, и есть несколько очень мощных ячеек, для которых тоже хватает энергии.

Для определения места(и высоты тоже) начала конвекции лучше как обычно определять - где вертикальный градиент больше 10гр/км, а если уже есть облака - где этот градиент больше влажноадиабатического.

И наконец самое главное - физический смысл. Например CAPE измеряется в джоулях на килограмм, на сколько я помню. Что за дурацкая единица измерения? Как будто теплоёмкость угля меряют, или мазута какого нибудь. Эта самая энергия рассчитывается на двумерной карте, берётся обычно вся тропосфера по высоте до тропопаузы. Поэтому измеряться должно в джоулях(или кило или мега-джоулях) на км^2.
Ещё на сколько помню есть CAPE максимальный - https://kachelmannwetter.com/de/reanalyse/ecmwf-er a5/primorye/mu-cape/20140717-1500z.html (CAPE (most unstable layer) (J/kg)), он рассчитывается с самого нестабильного слоя, т.е. с такого слоя, где энергия неустойчивости при подъёме с которого получится максимальной. Есть ещё CAPE приземный, т.е. рассчитывается от земли, а есть CAPE средний - т.е. со всех слоёв до тропопаузы. Вот он как раз и показывает общую энергию, нужную для развития конвекции. Но опять же есть вопросы - что-бы энергия была не нулевой, нужно чтобы слои занимали некоторый объём, например не просто с 925 гПа, а с 925 до 850 или с 1000 до 925 гПа, во вторых, самое главное - если этот слой поднимается, его место занимает воздух сверху. И он естественно будет нагреваться, и неустойчивость понизиться. А если все нижние слои перемешаются с верхними? Индекс это CAPE учитывает - вряд ли. Так что это не конкретная энергия, а что-то условное, абстрактное, далёкое от реальной энергии конвективно-неустойчивой атмосферы. А значит ничем не лучше безразмерного К-индекса, который тем не менее хорошо показал себя на практике.

Можно конечно допустить, что на место поднимающегося воздуха поступает не воздух сверху, а воздух с боков - но тогда эти потоки надо учитывать - т.е. конвергенцию в нижнем слое или сдвиг ветра между нижними и верхними слоями, адвекцию тепла и т.д. Ну и попытаться хотя бы приблизительно рассчитать "мощность" неустойчивости с того момента, когда CAPE больше 0, т.е. - на сколько он прибывает. И скорее всего он будет связан с индексом мощности "западного" переноса.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 17 Мар 2020 14:41 - Поправил: Date84


Продолжение.
Если допустить что CAPE в джоулях/кг - это какая то реальная энергия, то она очень маленькая. Килограмм воздуха при нормальных условиях занимает объём около 1 кубометра, на сколько помню. Вполне возможно что в потоки таких масштабах почти не оказывают влияние на обстановку в окружающей атмосфере, только реальные масштабы грозовых и ливневых КД - это кубические километры. И естественно они оказывают сущ. влияние на температуру и влажность, и внизу и в свободной атмосфере - воздух будет опускаться и нагреваться на высотах, а у поверхности.
Так-же если есть достаточно толстый нижний слой, откуда начинается конвекция и воздух может неограниченно поступать с боков и так же неограниченно уходить в стороны у тропопаузы - здесь тоже есть проблемы с физическим смыслом. Если есть хоть одна грозовая ячейка - конвекция может продолжаться бесконечно. Т.е. чем дольше она существует - тем больше затраченная энергия даже при одинаковом CAPE.

Ещё есть одна проблема - многие любят смотреть высотную диаграмму для какого-то конкретного места и одного времени и делать по ней какие-то выводы. А ведь т.наз. энергия неустойчивости может быть довольно большой, а в соседней местности гораздо меньше или вообще 0. Так же в другие временные сроки. Гораздо правильным было бы, считаю - вычислять среднюю неустойчивость в соседней местности, за сколько - 100км или 300, точно не знаю. И считать её в секторах по направлению ведущего потока. Так-же считать за несколько сроков перед событием - за 1-3ч например.
А какой индекс считать - точно не знаю, может К-индекс, может СAPE cредний, может что-то своё придумать.
И как уже писал - нужно определять именно максимальные градиенты - место и время, т.е. откуда может начаться конвекция.
Ещё важно посчитать сдвиг и конвергенцию ветра, и обычно во многих моделях сдвиг уже посчитан для высот от 0 до 6км, что не совсем правильно, т.к. сдвиг например между 1 и 6км может быть даже больше чем 0 и 6. Поэтому сдвиг надо считать с уровня, где определяется начало конвекции. Что толку если например над побережьем конвекция идё с высоты около 500м-1км, а внизу есть конвергенция довольно холодных бризовых потоков(характерно для начала лета)? Конвергенцию надо тоже считать на уровне начала конвекции, а дивергенцию - на какой-то высоте.

Вообще это всё должны мезомасштабные модели просчитывать, но за неимением их иногда используют всякие "костыли".

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 19 Мар 2020 12:15 - Поправил: Date84


Сегодня была довольно интересная погода - с утра была облачнo, в осн. тонкие облака среднего яруса, были низкие - не помню, если и были, то очень тонкие, и ветер уже поменялся на северный.
Потом постепенно стало темнеть.
Где-то около двух часов стала с перерывами сыпать мелкая морось. Потом около 3х дня полетели крупные хлопья мокрого снега, к 4ч часам снег стал особенно сильным, сверкнула молния и прогремел гром. Снег сначала стал слабее, потом опять усилился и продолжался примерно до 6ч вечера. Может быть ещё сверкали молнии, но я был занят и находился в помещении, поэтому и больше не их видел.
Фото в 18:46:


грозоотметки в 4ч дня:


спутниковый снимок в в 4ч дня - https://kachelmannwetter.com/de/sat/primorye/top-a larm-10min/20200319-0600z.html
неустойчивость и сдвиг ветра - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020031900/primorye/gewitter-komposit/20200319-060 0z.html
Т850 - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020031900/primorye/temperatur-850hpa/20200319-060 0z.html
проходит волновой циклон на контрастном холодном фронте.

Диаграммы в 13ч, 4ч дня и 7 вечера:


Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 19 Мар 2020 12:29


В 13ч есть неустойчивость примерно с 4 до 6,5км, в 4ч - с 3300м до примерно 7км, в 19ч почти не видно. А по факту была одна конвективная система примерно вдоль струи тёплого воздуха на 700 гПа - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020031900/primorye/700hpa-wind-vektoren/20200319- 0600z.html
https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020031900/primorye/temperatur-700hpa/20200319-060 0z.html

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 19 Мар 2020 14:20


Ещё GFS занизила приземку как обычно:


Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 19 Мар 2020 15:44


Грозы продолжаются над морем возле точки окклюзии:


ИК-снимок - https://kachelmannwetter.com/de/sat/primorye/top-a larm-10min/20200319-1210z.html
неустойчивость там около 100-250Дж/кг - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020031900/primorye/gewitter-komposit/20200319-120 0z.html
СВ около 50 - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020031900/primorye/vertikale-windscherung-6km/202 00319-1200z.html
К индекс около 26-28 - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020031900/primorye/k-index-de/20200319-1200z.html

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 19 Мар 2020 15:45


GFS занизила приземку как обычно:

Неправильно написал - завысила приземку, причём даже при северном ветре.

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 21 Мар 2020 12:52


Ближайшим бесплатным аналогом является SHARPpy ( https://sharppy.github.io/SHARPpy/index.html ), но отсутствие влажных адиабат очень мешает. Плюс, на мой взгляд, АД перегружена информацией.
Cumulonimbus incus

Вот ещё на эту тему

https://github.com/leifdenby/tephigram_python

Надо разбираться, какие исходные данные она понимает.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 21 Мар 2020 14:27


CorvusCorax

Помню вы писали, что для грозы Т на нижней гр. КД облаков должна быть не ниже по кр. мере -5..-7 гр. А если внизу находятся СД облака, то как понимаю - высота перехода СД в КД не принципиальна, главное что в нижних СД было достаточно водяных капель.
Например здесь на диаграмме в 4ч дня(средняя) как понимаю - СД начинаются где-то с 800м, а КД с 3-3,2км.
Сегодняшние грозы над морем возле Японии проходят, когда н. гр. КД уверенно в плюсе.

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 21 Мар 2020 15:06


для грозы Т на нижней гр. КД облаков должна быть не ниже по кр. мере -5..-7 гр
Date84

Да, а в идеале не ниже нуля.

Например здесь на диаграмме в 4 ч дня(средняя) как понимаю - СД начинаются где-то с 800 м, а КД с 3-3,2 км.



Да, так. Грозы были при этом?

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 21 Мар 2020 15:12


Вот ещё про построение тефиграмм

https://tephi.readthedocs.io/en/latest/introductio n.html
https://github.com/SciTools/tephi

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 21 Мар 2020 15:16 - Поправил: Date84


CorvusCorax
Грозы были при этом?

Читайте здесь и здесь. Там ещё другие диаграммы есть, выбрал просто самую неустойчивую.
Лично я видел довольно яркую вспышку и слышал гром через неск. секунд. Потом ещё слышал какой-то грохот несколько раз, но точно не был уверен что это - звук работающей техники или грузовиков, или всё таки гром.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 21 Мар 2020 16:40


Грозы отметили даже в Уссурийске, а это довольно далеко:


Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 21 Мар 2020 17:33 - Поправил: Cumulonimbus incus


Вот ещё на эту тему:
https://github.com/leifdenby/tephigram_python

CorvusCorax

Спасибо!

Что касается неинтерактивных АД в косоугольной системе координат (Skew-T), то неплохие возможности предоставляет Питон-пакет MetPy: https://unidata.github.io/MetPy/latest/examples/in dex.html#plotting. Насколько помню, Вы про этот пакет коротко написали года три назад. Данные должны быть записаны в numpy-массивы. Для сеточных данных это легко делается средствами самого MetPy (так я построил АД по Байконуру для случая сильной грозы в мае 2002), с фактическими же данными придётся немного повозиться, хотя пакет siphon может помочь: https://unidata.github.io/siphon/latest/index.html .

Немного оффтопа: MetPy может строить карты АТ в "факсимильном" стиле, а также кольцовки. Всё это есть в списке примеров, причём с готовыми скриптами. Интересно, что на фактическую карту АТ наносятся изогипсы из данных ГФС, как это сделано на Метеоцентре.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 21 Мар 2020 18:21


Cumulonimbus incus
Для сеточных данных это легко делается средствами самого MetPy (так я построил АД по Байконуру для случая сильной грозы в мае 2002), с фактическими же данными придётся немного повозиться, хотя пакет siphon может помочь: https://unidata.github.io/siphon/latest/index.html .

Как я понимаю суть проблемы - например отсюда можно скачать данные со всех слоёв от 1 до 1000 гПа но для всей Земли. И в итоге получится огромный файл. А для того что-бы получить данные в конкретной точке - нужно воспользоваться специальной программой. Хотя считаю не совсем правильным смотреть данные в конкретной точке, нужно ещё посчитать средние значения в каком-то секторе.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 22 Мар 2020 04:14


Cегодняшняя диаграмма на 10 утра:


пока так:


что ГФС обещает на 7 вечера:


Явления погоды по немецкой модели на 7 вечера - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/germa n/2020032118/primorye/signifikantes-wetter/2020032 2-0900z.html
осадков почти нет
неустойчивость по немецкой модели на 7 вечера - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/germa n/2020032118/primorye/gewitter-komposit/20200322-0 900z.html
неустойчивость по Pедингу - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020032112/primorye/gewitter-komposit/20200322-090 0z.html
тоже нет.
Если ГФС завысила приземку то ничего не будет.

CorvusCorax
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 22 Мар 2020 09:47


Cumulonimbus incus

Спасибо за комментарий!

Прошу при случае построить АД для Байконура за 15 июня 2013 года 12 UTC, тогда выпал у нас мощный ливень порядка 20 мм.

https://ok.ru/vladimir.brovkin.corvus/album/817075 374484/848838816916

Снимок МОДИСа
https://go.nasa.gov/2J2R225

Широта 45.7°, долгота 63.1°.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 22 Мар 2020 13:21


Вечером малооблачно - немного высоко-кучевых и пл. высокие кучевые. Зато в 4ч отмечен ливень:

чисто символически конечно.
На снимке видны довольно плотные ячейки - https://kachelmannwetter.com/de/sat/primorye/satel lit-superhd-10min/20200322-0500z.html
но ни одной грозоотметки.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 22 Мар 2020 16:35


На завтра аналогичные диаграммы получились на 13ч и 4ч:


неустойчивость на 12ч от немецкой модели - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/germa n/2020032206/primorye/gewitter-komposit/20200323-0 300z.html
от Pединга - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/euro/ 2020032200/primorye/gewitter-komposit/20200323-030 0z.html
явления погоды от немецкой модели - https://kachelmannwetter.com/de/modellkarten/germa n/2020032206/primorye/signifikantes-wetter/2020032 3-0300z.html снег почти повсеместно.

Date84
Участник
Письмо
Land of the Rising Sun
# Дата: 23 Мар 2020 14:59 - Поправил: Date84


Прогноз можно сказать оправдался:


в течении дня было облачно и пасмурно, а потом около 6ч вечера прошёл мокрый снег:



снимок в 6ч вечера - https://kachelmannwetter.com/de/sat/primorye/satel lit-superhd-10min/20200323-0800z.html

<< 1 ... 36 . 37 . 38 . 39 . 40 . 41 .
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль