Оперативный прогноз туманов

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

Оперативный прогноз туманов

Сейчас в Метеоклубе:
Участников - 1 [ Subtropic ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 2 [14 Дек 2019 02:03]
Гостей - 0 / Участников - 2

 - Начало - Ответить - Статистика - Регистрация - Поиск -
МЕТЕОКЛУБ : независимое сообщество любителей метеорологии (Европа и Азия) : ФОРУМ О ПОГОДЕ И ПРИРОДЕ / Метеорология: наука и практика / Оперативный прогноз туманов
Автор Сообщение
Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 3 Ноя 2012 22:03


В этой теме будем обсуждать разннобразные методы прогноза туманов: советские и американские, ручные и с помощью мезомоделей.

Сразу говорю, что в наш век прогноз туманов по моделям - дело малоперспективное, потому что их сетка слишком большая для полноценного учёта рельефа, а главное - данных маловато. МС не хватает, а у датчиков спутников недостаточное разрешение.

Так что самый лучший метод - использовать данные МС совместно с прогностическим профилем Т и ветра.

Самый лучший способ - тот, что используют синоптики американских авиаметеослужб. Дальше я его кратко изложу.

Суть её заключается в следующем: по данным наблюдений находится минимальная дневная Тд, наблюдаемая при самых высоких Т, и сравнивается с прогнозируемой Тмин.
Если Тмин > Тдмин, то тумана и даже дымки не стоит ожидать. Если Тдмин = Тмин, то прогнозируем дымку с локальными туманами близ водоёмов и в понижениях рельефа. Если Тдмин - Тмин >= 2, то ожидаем туманы с большим покрытием территории.

Но! Ветер (точнее, турбулентность) может оказать сильное влияние на образования тумана. Он перемешивает погранслой, и насыщения не происходит.
Для объективной оценки используем изменённое число Ричардсона (MRi), рассчитываемое по формуле (Тпгрнмакс-Тмин)/U^2, где Тпгрнмакс - Т на верхней границе радиационной инверсии, U - скорость ветра на 10 м в узлах.
Критерии:



Можно использовать Тдмин с графиком Петренко для Т туманообразования. Это, на мой взгляд, самая удачная комбинация.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Ноя 2012 08:29


Cumulonimbus incus

Вы прямо мои мысли читаете :) Сейчас как раз в связи с наступлением осенне-зимнего периода изучаю методы прогноза тумана и низких СЛ.

В более поздних статьях используется число BRN (Bulk Richardson Number), увеличенное в 10 раз по сравнению с приведённой Вами формулой.

BRN = 10 * (Tmax - To) / (U * U)

Где U в узлах.

Если U в м/с, получаем:

BRN = 10 * (Tmax - To) / (2 * U * U)

Итоговая формула:

BRN = 5 * (Tmax - To) / (U * U)

Где Тмах - темп-ра в С на верх. границе инверсии (реально надо использовать максимальную Т из уровней 975, 950, 925 гПа)
To - темп-ра в С на уровне 2 м или 1000 гПа
U - скорость ветра в м/с.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Ноя 2012 08:31 - Поправил: Corvus


Критическое значение BRN, при котором начинается туман, в Вашем примере равно 0.4, но в реальности оно варьируется от 0.1 до 0.4 в зависимости от многих факторов: интенсивность осадков, влажность почвы и так далее.

Тмакс берётся на ВГ любой инверсии в погранслое - не обязательно радиационной, это может быть антициклональная инверсия (периферия АЦ с адвекцией тепла) или даже фронтальная (ТФ). То есть метод, с некоторыми вариациями, подходит для прогноза любых туманов.

Что касается скорости ветра при расчёте БРН, надо поэкспериментировать со скоростями на уровнях 10 м, 1000, 975 гПа, какая лучше подойдёт.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Ноя 2012 09:02 - Поправил: Corvus


Вообще методика однобокая в том смысле, что не учитывает вертикальный профиль Тд. Мало одной инверсии Т, для тумана и СЛ нужен также рост Тд с высотой (или хотя бы изотермия Тд). Если Тд резко падает с высотой (что часто бывает в АЦ при нисх. движениях), даже при больших БРН будет ясная погода без тумана, от силы с росой или инеем.

Может быть, есть смысл рассчитывать ещё БРН по точке росы. Надо пробовать. И ещё учитывать средний дефицит точки росы в слое 1000-975 гПа (если он большой, тоже никакого тумана не будет).

TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 4 Ноя 2012 10:18


Cumulonimbus incus
Я так понял, что приведённый вами метод подходит для прогнозирования лишь радиационных и частично смешанных видов тумана? А как быть с адвективными (частным случаем которых является береговой туман, который часто внезапно обрушивается на побережье Одессы, вопреки всем прогнозам)?

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Ноя 2012 13:08


TornadoF5

В приведённом в начале ветки варианте метод в первую очередь ориентирован на рад. туманы. Но при некоторой доработке (см. выше) он позволяет прогнозировать любые туманы.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 4 Ноя 2012 16:12


Corvus

Насчёт числа Ричардсона: есть более точная формула: MRi = 4*(gammava-gamma)/beta^2, где gammava - влажноадиабатический градиент Т при данных давлении, Т и Тд, gamma - фактический градиент Т в погранслое, выраженный в С/100 м, beta - сдвиг (векторная разность) ветра на 10 м и границе погранслоя, выраженный в м/(с 100 м). Она лучше работает, чем упрощённая.

TornadoF5

Да, он для радиационных туманов. Для адвективных туманов в районе Одессы следует воспользоваться графиком:



TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 4 Ноя 2012 16:46


Cumulonimbus incus
Спасибо! А как найти отношение дельтаТ/дельтаS для 9-часовой траектрории частицы?

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 4 Ноя 2012 16:50


TornadoF5

Разделить разность Т в конце и в начале траектории на её длину.

TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 4 Ноя 2012 16:54


Cumulonimbus incus
:) Я имел ввиду не математическое действие, а найти ту самую температуру в начале траектории? Для этого наверно нужны какие-то специальные карты.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 4 Ноя 2012 16:56


TornadoF5

Тогда модельная карта Т2м над морем :-)

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Ноя 2012 17:52


Насчёт числа Ричардсона: есть более точная формула: MRi = 4*(gammava-gamma)/beta^2, где gammava - влажноадиабатический градиент Т при данных давлении, Т и Тд, gamma - фактический градиент Т в погранслое, выраженный в С/100 м, beta - сдвиг (векторная разность) ветра на 10 м и границе погранслоя, выраженный в м/(с 100 м).
Cumulonimbus incus

Спасибо, очень интересно!

Правда, в разных источниках в числителе формулы числа Ри используются разные величины:

1. вертикальный градиент плотности
2. вертикальный градиент потенциальной температуры
3. сухоадиабатический градиент минус фактический вертикальный градиент Т

http://www.astronet.ru/db/msg/1188737
http://meteorologist.ru/chislo-richardsona.html
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/502698/R ichardson-number

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Ноя 2012 17:56


Вот ещё статья про число Ри. Там разные формулы для расчёта градиентного числа Ри (обычного) и Bulk Richardson Number.

http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00120 057?LI=true#page-2

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Ноя 2012 18:10


Отличие Bulk Richardson Number в том, что в него, помимо верт. градиента потенциальной Т, в числитель входит и геопотенциальная высота. То есть, если считать ветер на земной поверхности (0 м) нулевым, а высоту исходного уровня принять за 0 м, то и получается формула без градиентов:

BRN = 5 * (Tmax - To) / (U * U)

Или, точнее

BRN = 5 * (ПТmax - ПTo) / (U * U)

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 4 Ноя 2012 18:20


MRi = 4*(gammava-gamma)/beta^2, где gammava - влажноадиабатический градиент Т при данных давлении, Т и Тд, gamma - фактический градиент Т в погранслое, выраженный в С/100 м, beta - сдвиг (векторная разность) ветра на 10 м и границе погранслоя, выраженный в м/(с 100 м).


Вот эта формула мне нравится больше всего. При рассмотрении воздуха, близкого к насыщению водяным паром (облака и туманы), логично использовать влажноадиабатический процесс, а не сухоадиабатический.

Если пойти чуть дальше, можно внедрить в формулу ПТсм на границах слоя (и сделать её мистическим образом похожей на формулу для расчёта автофронтов). Например, так:

РИсм = 4 * (ПТсм_вг - ПТсм_нг) / Толщина_слоя / beta^2

При этом будет учтён верт. градиент не только Т, но и Тд. Если воздух сухой, то даже при инверсии Т, ПТсм будет с высотой падать и условий для тумана не будет. При одновременной инверсии Т и Тд, ПТсм будет расти с высотой, что нам и нужно :)

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 10 Ноя 2012 21:51


Corvus

Выглядит новая формула хорошо. Но это теория, а на практике модели не так уж и точно считают профиль Т и Тд в погранслое. Большинство туманов в аэропорту не прогнозируются в 80-90 % случаев. Выход один: считать для каждой местности поправки Т/Тд на рельеф, связанные с MRi.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 10 Ноя 2012 22:06 - Поправил: Corvus


Выход один: считать для каждой местности поправки Т/Тд на рельеф, связанные с MRi.
Cumulonimbus incus

А ещё лучше использовать мезомасштабные модели с шагом по горизонтали километров 5 и по вертикали метров 25. Тогда можно получить довольно точные профили Т и Тд и хорошо спрогнозировать туман.

Большинство туманов в аэропорту не прогнозируются в 80-90 % случаев.

Сомневаюсь, что на АМЦ Кишинёв используют западные методы (типа БРН и т.п.). Скорее всего (как и на 99% АМЦ и АМСГ СНГ), используются допотопные одномерные методы типа Зверева и Петренко, не учитывающие вертикальные профили метеовеличин. Именно они "зашиты" в мэпмейкеровскую программу "ГИС-метео" (используемую в большинстве аэропортов) и ирамовскую программу "Метеоэксперт" (тоже используемую в ряде АМСГ), там только старые советские методы прогноза гроз, гололёда и туманов (взятые из советских учебников).

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 10 Ноя 2012 22:23


Corvus
А ещё лучше использовать мезомасштабные модели

Идея хорошая, только надо очень серьёзно их настроить, прежде чем гонять. А то ВРФ-АРВ на Моделлцентрале ошибается на 2-4 градуса в ясную погоду.

Сомневаюсь, что на АМЦ Кишинёв используют западные методы (типа БРН и т.п.). Скорее всего (как и на 99% АМЦ и АМСГ СНГ), используются допотопные одномерные методы типа Зверева и Петренко, не учитывающие вертикальные профили метеовеличин. Именно они "зашиты" в мэпмейкеровскую программу "ГИС-метео" (используемую в большинстве аэропортов) и ирамовскую программу "Метеоэксперт" (тоже используемую в ряде АМСГ), там только старые советские методы прогноза гроз, гололёда и туманов (взятые из советских учебников).

ИМХО нужно совмещать советские и западные методы, тогда найдётся золотая середина.

П.С. Отправил Вам письмо.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 11 Ноя 2012 18:55


нужно совмещать советские и западные методы, тогда найдётся золотая середина.
Cumulonimbus incus

Точнее сказать, нужно создать на основе тех и других новый метод прогноза туманов и низких СЛ (как мы создали метод ГФП для прогноза гроз).

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 7 Янв 2013 20:17


Интересно, как устроен алгоритм прогноза тумана в норвежской версии Рединга. Он нам даёт сегодня с вечера и завтра до обеда туман

http://www.yr.no/sted/Kasakhstan/Bajkonur/Baikonur /time_for_time_detaljert.html

По моим методикам (воплощённым в ГФС) тумана быть не должно - хоть инверсия Т довольно сильная, но инверсия Тд слаба и дефицит точки росы в приземном слое довольно велик. Единственный настораживающий фактор - большой градиент Тд на восток (откуда дует слабый ветер со скоростью 3-4 м/с): у нас схема -13/15 и КАВОК, а в Кызылорде (220 км на ЮВ) сейчас -7/-8, тоже КАВОК, днём было у них вообще 0/-4 (а у нас -10/-13) и до обед у них был туман на ПТФ.

Похоже, в норвежском Рединге рассчитывается адвекция Тд (или горизонтальный градиент Тд), как в советском методе Петренко для прогноза адвективного тумана.

Corvus
Автор сайта
Письмо
###Corvus###
# Дата: 8 Янв 2013 09:51


В итоге тумана так и не было, но с середины ночи и до сих пор наблюдается слабая дымка 5-6 км и полупрозрачная низкая СЛ с ВНГО 100-200 м (это прибор измеряет, а окрестные МС вообще эту облачность не фиксируют: Джусалы отмечают ясно, а Казалинск 10 баллов... высоко-кучевой).

Вывод: адвекция Тд важна, но это не панацея, если нет сильной инверсии Тд, она приводит к образованию СЛ, но не тумана.

TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 3 Апр 2013 19:36


Составил на досуге наглядную схемку различных видов тумана:


Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль