Мезомасштабные конвективные системы: прогноз, диагноз и наукастинг

wandervogel
2017-07-08 17:11:15
Cumulonimbus incus
Смотреть этот снимок и ещё штук пять после него.

https://kachelmannwetter.com/de/sat/moskau/top-ala rm-5min/20170630-1025z.html

Так что СЯ были.


И что это даёт? Видно Т около -60гр. Но это нормально, когда образуется мощная тяга, и восх. поток по инерции поднимается выше задерживающего слоя. Это может быть в мощных ММК. Суперъячейку, как помню характеризует вращение, а здесь этого не видно.

Здесь тоже холоднее -60 области есть.
wandervogel
2017-07-13 12:56:14
Объясните пожалуйста- что вообще это значит:
Согласно Т. Фуджита [10], образованию смерча способствует сваливание вершины кучево-дождевого облака из стратосферы вниз.

Нашёл в статье на сайте "метеоцентр".
wandervogel
2017-08-21 13:03:41
Вопрос - этот процесс можно назвать мезоциклоном? Или мезомасштаб - это только десятки км, а здесь 200-300?
Corvus
2017-08-21 13:39:19
Или мезомасштаб - это только десятки км, а здесь 200-300?

wandervogel

Вообще в метеорологии мезомасштаб делится на три подвида:
α- мезомасштаб (200 км - 2000 км),
β- мезомасштаб (20 км - 200 км),
γ- мезомасштаб (2 км - 20 км).

Но обычно мезоциклоном называют циклон, связанный с определённой частью кластера КД (суперячеек чаще всего) с типичным горизонтальным масштабом в от 2 до 20 км.

В вашем случае, скорее всего, это обычный волновой циклон на полярном фронте (вы сейчас оказались в ТВМ, ПТсм850 перешла выше +19)
http://www.meteocenter.asia/?m=nae&cashe=0&p=UHWW
wandervogel
2017-08-21 14:30:50
Corvus

Вообще в метеорологии мезомасштаб делится на три подвида: ...

γ- мезомасштаб (2 км - 20 км).

Это разве не синоптический масштаб?

В вашем случае, скорее всего, это обычный волновой циклон на полярном фронте

Наверно волновой циклон, тем более рядом изотерма 17гр., по которой нередко проходит полярный фронт(17..20).


вы сейчас оказались в ТВМ, ПТсм850 перешла выше +19

Циклон ни по каким прогнозам не собирается через нас проходить, полярный фронт пока тоже. После 8ч вечера пошёл плотный мелкий дождь типа мороси(правда недолго), облаков почти не видно из-за дымки, Т стала ниже 18.

В прогнозах Метеоцентра показана Тсм 850, только неизвестно - с какой стороны она повышается или понижается.
wandervogel
2017-10-02 15:24:04
Хочу продолжить тему, начатую раньше, про конвективные комплексы или отдельные ячейки, у которых максимальная активность в хвосте. В этой теме я выложил фото гр. облаков 6 сентября 2016 года. Конечно гроза тогда особой силой не отличались, но процессы шли по такой же схеме, как во время сильной грозы в августе 2011го, о которой я писал здесь. В этом году 19 числа тоже было что-то подобное, но ЮВ ветер усилился только до 14м/с. Северный ветер усилился только потом. Никаких шкваловых воротов тоже обычно не бывает, только иногда в конце видно полосу низких облаков, которую нередко любители называют "восходящий поток".

Инфракрасный спутниковый снимок за 6 сентября 2016г:


Rain Man ещё подобные процессы описывал.
wandervogel
2017-10-03 15:19:12
На сколько знаю - есть 3 осн. вида грозовой активности(по кр мере внутримассовые):
- одноячеечные грозы, когда возникают одиночные КД облака, чаще всего во 2 п. дня во время максимального прогрева. Сначала облако развивается, но во время ливня образуется холодный воздух и нисходящие потоки. Это приводит к угасанию конвекции и разрушению облака, новые ячейки возникают в стороне, где ещё тепло;
- многоячеечные грозы, ММК или так наз кластеры. Образуются когда есть нормальный сдвиг ветра с высотой и обычно при большей неустойчивости. Нисходящий поток от одного гр. облака рождает новые восх. потоки и новые КД облака,
- суперъячейки - вращающиеся грозовые облака. Возникают при очень большой неустойчивости и большом сдвиге ветра с высотой(около 20м/с), нередко сопровождаются очень крупным градом, сильными ливнями и ураганным ветром, иногда могут образовываться смерчи.
- ещё вроде в одном ММК в редких случаях может быть одна или несколько суперъячеек. К сожалению про это информации мало.

Теперь вопрос - могут быть просто долгоживущие ячейки без вращения, при большом сдвиге ветра, когда область дождя сильно смещена вперёд?

Нередко на форумах можно видеть обсуждения, были суперъячейки или нет в той или иной грозе, какого размера град был и т.д, но вообще - это очень редкое явление, тем более на территории СНГ. Вот пару видео, где они хорошо просматриваются со стороны - здесь, особенно с 50 секунд, и здесь. Характерная особенность - "наковальни" очень большие и круглые как блюдца. У наших русских гр. кластеров чаще всего видно просто "хвост кометы", нередко при сильных грозах он может быть спереди(особенно в Приморье).

Как вижу - эта тема мало кому интересна?
wandervogel
2017-10-25 15:37:39
В теме Ураганы и тайфуны одно время один участник интересные вопросы задавал - например, если воздух поднимается с большой скоростью, то он должен где-то опускаться, ещё - как теплота конденсации пара преобразуется в кинетическую энергию?. Но его взгляды не нашли сочувствия на форуме. У меня тоже есть ряд вопросов, например - каковы причины такого сильного падения давления в смерчах, что-то типа - вроде даже на треть атмосферного падало или ещё больше.
В тайфунах природа низкого давления и ураганного ветра известна - эта центробежная сила, когда большая скорость вращения(тангенциальная) передаётся в верх при подъёме воздуха, т.е вихрь становится высоким. За счёт только тёплого воздуха без вращения сильного падения давления не будет, как уже неоднократно писал.
Но с тайфуном всё более или менее понятно, это объект синоптического масштаба, воздух двигается по довольно большому радиусу, а вот ещё большее падения давления в смерчах почти необъяснимо, или высокое давление в шквалах.

Какой бы сильной не была неустойчивость(cape, li) просто конвективные поток тёплого влажного воздуха не создаст каких то нереальных гр. температуры и давления. В тайфуне - с большим размахом и временем на разгон - то конечно.
Как известно в обычных моноячейках или кластерах образуются небольшие смерчи - F0-F1. Мощные -только в суперъячейках, которые образуются только когда есть сдвиг ветра. Какое предлагается объяснение - сдвиг помогает разделять восх. и нисходящие потоки, они не гасят друг друга, и достигают большой силы, потом в облаке возникает вращение(не совсем понятно как) - что неубедительно.

Теперь главный вопрос - структура суперъячейки. Для развития мощных гроз в атмосфере есть сдвиг ветра - мощное струйное течение наверху, и нередко вращение - в нижнем сл. потом воздуха поперёк. Потенциальная энергия гр. давления в таких потоках отн. небольшая(тем более наверху), поэтому осн. энергия это кинетическая. Поэтому в суперъячейках энергия потоков воздуха преобразуется в перепад давления, и горизонтальный вихрь переходит в вертикальный, ведь часто есть не просто сдвиг ветра а ещё "вращение" с высотой. Крупный град тоже говорит в пользу сильного горизонтального вихря.
И как это всё вместе изобразить - кто знает? Хотя-бы только потоки.

p.c. С тайфунами тоже все не так просто, например пр. в любом развитом ТЦ есть тёплый фронт спереди.
Morozov_S
2017-10-25 15:50:44
wandervogel

Где-то в журнале "Человек и стихия" примерно за 1988 год была дана структура тропического урагана. Где-то дома у меня в архивах лежит. Если удастся подружить мой сканер с семеркой, и будет время, выложу ту статью.
LESS
2017-10-25 16:05:24
В теме Ураганы и тайфуны одно время один участник интересные

Ну слава тебе, Господи!
wandervogel
2017-10-25 16:47:57
Morozov_S
Где-то в журнале "Человек и стихия" примерно за 1988 год была дана структура тропического урагана.

Если удастся подружить мой сканер с семеркой

Если честно очень сомневаюсь.

Тоже видел довольно интересную схему в какой-то книге, но уже забыл почти. С тайфуном всё более менее понятно - начальное падение давления возникает, где есть скопление мощных гр. облаков. Главное - распространение вихря на более высокие уровни, без этого они сильно не углубится. Вначале действует Сила кориолиса, но ещё больше - центробежная сила, т.к. в тайфунах она может намного превыщать отклоняющую силу вр. Земли. Имеет значение область с циклонической циркуляцией(пр. ч. стрелки) но по расходящейся спирали в ср. и даже нижнем ярусе выше слоя трения, что подтверждается моделями кстати. Небольшая рециркуляция, считаю - тоже есть.

А вот с суперъячейками непонятно. Тайфуны развиваются в местах, где почти нет сдвига ветра, а в мощных КД облаках такого типа есть сильный сдвиг, горизонтальное вращение, ещё всякие "мешки" холодного воздуха образуются с градом например, который долго не падает. Может TornadoF5 поможет прояснить ситуацию?
Axron
2017-10-25 19:53:51
wandervogel
В теме Ураганы и тайфуны одно время один участник интересные вопросы задавал

Ух, какой там трешак)
kir_vik
2017-10-25 19:56:52
Morozov_S
Если удастся подружить мой сканер с семеркой

Если дров нет то не получится. Я на семерке устанавливал ХР на виртуалке, USB на виртуалке тоже шаманил. А отсканированные файлы через папку общего доступа уже копировал на семерку.
LESS
2017-10-26 10:48:57
wandervogel
Может TornadoF5 поможет прояснить ситуацию?

Возможно, Вы найдете упомянутого участника на другом ресурсе.
wandervogel
2017-10-26 13:29:14
Axron
Ух, какой там трешак)

Если честно - тоже не во всём разобрался. Там есть по ссылке интересная статья про вихри Тейлора и Бенара, пытался это всё представить, но пока, к сожалению не под силу. А в постах bvs1940 проскакивает откровенный бред. Но всё-же попадаются интересные вопросы и замечания.

Ещё можно рассмотреть такую ситуацию - суперъячейки могут иногда образовываться при отн. небольшом сдвиге ветра(15 м/с), но при очень большой неустойчивости - cape 4000-5000. Сдвиг ветра может разделить восх. и нисх. потоки в грозовом облаке, но вряд ли придаст большую кинетическую энергию.
Допустим внизу образовался смерч в области восх. потока, а в облаке мезоциклон - обычный, по типу тайфуна с вертикальной осью, только маленький. И в этом случае появления под облаком вращения и центробежной силы в восх. потоке наоборот замедлит циркуляцию, ослабит сам восх. поток, конденсацию пара, образование градин и т.д. - т.е. такой вариант отпадает. Хотя возм. и возникнет небольшой смерч или какой нибудь landspout.
Зато если представить, что это колесо - вихрь с горизонтальной осью начинает постепенно разгоняться восх. потоком и тёплым воздухом с одной стороны, и сильным ливнем и градом с другой - тогда действительно возможно зн. падение давления в центре этого колеса. Только потом вихрь в какой-то части должен наклониться вниз. Поэтому интересно найти хвост "змеи" и её нос.
Corvus
2017-10-26 13:46:16
wandervogel
Может TornadoF5 поможет прояснить ситуацию?



Он общается на форуме Костяна.
Если Вы там зарегистрированы, можете пригласить его сюда.
wandervogel
2017-10-26 15:07:16
Corvus
Он общается на форуме Костяна.
Если Вы там зарегистрированы, можете пригласить его сюда.


Пока там нашёл только две темы про конвективные явления,хотя может плохо искал, и обе создал Грозоман. TornadoF5 там конечно не писал. Вообще не пойму, что он нашёл на том форуме. Не регистрировался там, как то хотел, но совсем по другой причине ... что-бы написать про них много "хорошего" что думаю.
wandervogel
2017-10-28 16:34:55
Теперь к вопросу о напр. вращения суперъячеек. Отрывок из статьи:

Динамические силы, в конечном счете, могут заставить главный восходящий поток разделиться на 2 отдельных восходящих потока, то есть, каждая суперячейка может развить оба циклонических (на правой стороне) и антициклонических (на левой стороне) вращения в среднем слое. Это может разделить суперячейку на 2 отдельные ячейки, при этом одна будет двигаться вправо, а другая влево от ведущего потока. Классический пример раскалывания шторма произошел 28 мая 1996 в Индиане (США).

Вроде всё правильно - если ведущий поток в верхний тропосфере западный, а в нижнем - восточный ветер, т.е. без вращения с высотой, справа, т.е. с юга будет вихрь по часовой стрелке, слева - против часовой.
Сильный вертикальный сдвиг способствует образованию вихря с горизонтальной осью, значит нужно ещё вращение ветра с высотой. И при классической "американской" ситуации - внизу ЮВ ветер, наверху ЮЗ-западный, могут возникнуть суперъячейки, вращающиеся по часовой стрелке, а при адвекции холода - северный-СВ внизу, СЗ-западный выше - могут образоваться, которые вращаются слева.
wandervogel
2017-10-29 16:11:18
Ещё интересует - как можно распознать суперъячейки на спутниковых снимках. Наверняка на инфракрасных это будет не сложно сделать. А то пишут в осн. о признаках на радарах.

Здесь ИК-снимки с указанием радиационной температуры, сильные грозы на юге Приморья в ночь с 30го июня на 1июня. Время 3 - 4:50 ночи:
http://savepic.net/10284148.htm
Как мне кажется - на правом фланге этой системы могла быть суперъячейка, вращающаяся по часовой стрелке.
Карты и погоду во Владивостоке можно посмотреть здесь.

Грозы вечером и ночью 20 мая, время - 19:00 - 22:50:
http://savepic.net/10225783.htm
Подозрение на суперъячейку в конце системы, хотя вряд ли т.к. облако возникало снова.
Про погоду в тот день здесь.

Грозы 3 июня 2016 года, время - 14:30 - 19:00:
http://savepic.net/10274697.htm
Слева вверху что-то типа дугообразной системы, обвёл красным. Грозу во Владивостоке описывал здесь. У нас естественно и близко ни на какую сверхъячейку не тянет, необычно только, что при такой низкой температуре были гроза и шквал.
wandervogel
2017-10-30 16:09:36
Все суперячейки производят суровые погодные условия (град, шквалы, ливни), но только 30% или меньше из них генерируют торнадо, поэтому надо попытаться различить суперячейки, генерирующие торнадо, от более «спокойных».

Думаю здесь всё просто - если в приземном слое градиент Т высокий, хотя-бы влажно-адиабатический - то смерчи возможны, а если воздух в приземном слое устойчивый, особенно инверсия - то невозможны, например как у нас летом, особенно в прибрежных районах, когда могут быть сильные ливни, шквалы и даже град, но смерчи пр. исключены.

Теперь вопросы без ответов:
Распространено мнение, что торнадо возникает, когда в облаке есть мезоциклон, т.е. как бы его продолжение, тогда почему иногда образуются неск. смерчей из одного облака?
Мезоциклон и сл. торнадо образуются в области главного восх. потока, который снабжает всё облако влагой, из-за которого оно растёт. Если посмотреть на это радарное изображение:

Торнадо и центр мезоциклона расположены в небольшом отростке слева внизу, и что-бы воздуху попасть из него в осн. часть облака - он должен двигаться на СВ-восток по часовой стрелке. И как это возможно?
Хотя всё наверняка проще - осн. часть облака похожа на тёплый фронт циклона, задняя - с мезоциклоном - это только небольшая, далеко не основная часть облака.
И главный вопрос - природа торнадо. Т.к. если это был восх. поток мезоциклона - за счёт центробежной силы он бы существенно тормозился, и особо низкое давление вряд ли получилось даже при сильной неустойчивости(cape, li). Так же иногда можно видеть, как даже лёгкие предметы, попавшие в смерч вылетают из него на некоторой высоте из-за центробежной ислы, т.е. не достигают облака, следовательно в этой области не может быть осн. восходящий поток.

Теперь мои выводы(они могут быть ошибочными):
- как раз центробежная сила является движущей, причиной низкого давления в торнадо, а не следствием,
- осн. восходящий поток связан со смерчем, только не напрямую, а опосредовано.
- смерчи могут возникать в облаке, когда есть сильные нисходящие потоки, вызванные сильным ливнем, градом, только не вызывающие сильного охлаждения, а то воздух станет устойчивым, и когда есть рециркуляция.

Сколько раз наблюдал - при сильных грозах характерная последовательность - сначала первый несильный шквал с полосой облаков или вообще без шквала, потом обложный продолжительный дождь и внутриоблачные высокие молнии, усиление ЮВ ветра, потом под конец сильный(осн.)шквал с ливнем и молнии в землю, дальше прекращение ветра или снова ЮВ.
Как известно при слабом ведущем потоке и сдвиге ММК имеет вид холодного фронта 1го рода. Ветер - сначала ЮВ-южный, потом СЗ шквал и ливень, потом после дождя штиль или снова ЮВ(если ведущий поток СЗ). При более сильном ведущем потоке и сдвиге ММК похож на фронт холодной оклюзии - вначале обложный дождь, потом СЗ шквал и ливень. При сильном сдвиге похож на тёплый фронт - сначала обложный дождь, потом ливень, только ЮВ ветер постепенно усиливается, особенно в конце.
Смерчи(или смерчи) образовываются обычно на заднем холодном фронте, если есть хотя-бы небольшая область холодного воздуха в тылу из-за нисходящих потоков и осадков.
Ещё вывод - при сильном сдвиге в грозовом облаке может быть мощный восходящий поток и даже мезоциклон, только без никаких торнадо.

Вроде всё изложил и вроде правильно. По кр. мере никто не возражает.
LESS
2017-10-31 12:13:11
wandervogel

У предметов, вылетающих из торнадо под действием "центробежной силы", и у воздуха, участвующего в "сотворении торнадо" под действием центростремительного ускорения, сильно разная плотность.
wandervogel
2017-10-31 13:22:25
LESS
У предметов, вылетающих из торнадо под действием "центробежной силы", и у воздуха, участвующего в "сотворении торнадо" под действием центростремительного ускорения, сильно разная плотность.

Я писал о лёгких предметах типа веток или даже песка, тяжёлые предметы вылетают ещё раньше. Ещё по некоторым наблюдениям в центре смерча есть нисходящий поток воздуха, который трудно обяснить по классической теории смерча - как начала осн. восх. потока в мезоциклоне.
Corvus
2017-10-31 13:36:07
В советской литературе указывалось, что формирования суперячейкового облака (и развития торнадо) необходимы:
1) Очень сильная конвективная неустойчивость воздуха. При этом обычно темп-ра у земли (до грозы) составляет +27...+30 и выше.
2) Мощное струйное течение на высотах, резкое усиление скорости ветра с высотой и некоторый поворот его - большие вертикальные сдвиги ветра способствуют завихрённости поднимающегося потока и образованию мезоциклона.

Таким образом, благоприятен для формирования суперячейки тёплый сектор циклона недалеко перед холодным фронтом, вблизи оси высотной фронтальной зоны и соответствующего ей струйного течения.

См., например, отчёт о смерче в Астраханской области 20/21 июня 1985 г.

http://meteocenter.net/meteolib/tornado1985.htm

Струйное течение проходило на 03 ч. 20 июня: АТ-700 Самара-Енотаевка-Грозный, АТ-500 Саратов-Волгоград-Элиста.

Струйное течение проходило на 03 ч. 21 июня: АТ-700 Самара-Эльтон-Енотаевка-Грозный, АТ-500 Саратов-Харабали-Каспийский.

Таким образом, на момент развития смерча данный район (красная точка на снимке) был в зоне пересечения струйных течений на уровнях АТ-700 и АТ-500.
wandervogel
2017-10-31 14:31:03
Corvus
1) Очень сильная конвективная неустойчивость воздуха. При этом обычно темп-ра у земли (до грозы) составляет +27...+30 и выше.
2) Мощное струйное течение на высотах, резкое усиление скорости ветра с высотой и некоторый поворот его - большие вертикальные сдвиги ветра способствуют завихрённости поднимающегося потока и образованию мезоциклона.


Это всё понятно, не раз приводили в этой теме и в других. Так же любят повторять известные признаки с американской статьи - "поток тёплого влажного воздуха с ЮВ внизу, и поток сухого воздуха в ср. слоях с ЮЗ, небольшой задерживающий слой на 2-3км, при разрушении которого облака развиваются взрывным образом", хотя есть и другие похожие ситуации.

Условия более менее известны, речь идёт о природе явлений, продолжение этого обсуждения. Возможно большинство участников даже не понимают суть вопроса.

И кстати - задерживающий слой на 2-3км может разрушаться не только из-за того, что вершины КД облаков его быстро преодолевают, а ещё, когда при сильном сдвиге ветра начинают нависать наковальня и высокие перистосл. и ВС облака, сыпет сл. обложный дождь(не обязательно до земли), сухой воздух на 3км охлаждается и задерживающий слой исчезает. Внизу часть тёплого воздуха "выдавливается" вперёд, а часть - прямиком в главное КД облако, в область осн. восх. потока. Нередко за ним следует тыловой нисходящий поток от ливня, который образует шквал, иногда смерчи, если не сильно холодный.

При этом обычно темп-ра у земли (до грозы) составляет +27...+30 и выше.

Спорно. На территории СНГ смерчи нередко образуются при более низких температурах, даже мощные.
Corvus
2017-10-31 15:01:59
задерживающий слой на 2-3км может разрушаться не только из-за того, что вершины КД облаков его быстро преодолевают, а ещё, когда при сильном сдвиге ветра начинают нависать наковальня и высокие перистосл. и ВС облака, сыпет сл. обложный дождь(не обязательно до земли), сухой воздух на 3 км охлаждается и задерживающий слой исчезает
wandervogel

Да, возможно такое!

И в тылу МКК бывает козырёк ВС с накрапывающим обложным дождём.
wandervogel
2017-11-06 11:38:38
Теперь хочу подвести итоги:
- смерч(или смерчи) возникают на границе восходящего и нисходящего потока воздуха в гр. облаке, когда эти потоки ещё и разного горизонтального направления(ЮВ и северный), при их соприкосновении возникают завихрения, причём смерч находится в тёплом воздухе рядом с главным восходящим потоком, но не прямо в нём;
- мезоциклон образуется в задней южной ч. суперъячейки, если она дв. запада, вращающийся облачный столб расширяется кверху и наклонён на восток, осн. массив облаков находится восточнее, где выпадают осн. осадки - обложные и ливневые, большая ч. холодного воздуха уносится на восток и север;
- небольшая ч. холодного воздуха попадает заднюю часть и участвует в формировании мезоциклона и смерчей, если нисходящий поток в тылу суперъячейки усилится - она может превратится в дуговую систему, или даже распасться на обычную полосу шквалов с горизонтальной осью при ослаблении ведущего потока.

Хотел нарисовать схему, но к сожалению есть проблема с хостингом картинок. Нужно создавать свой аккаунт. Все бесплатные сервисы не дают никакой гарантии, что очень плохо. Ведь большая часть сообщений на форуме просто потеряет смысл.
LESS
2017-11-07 12:01:58
wandervogel

Хотел нарисовать схему, но к сожалению есть проблема с хостингом картинок. Нужно создавать свой аккаунт. Все бесплатные сервисы не дают никакой гарантии, что очень плохо. Ведь большая часть сообщений на форуме просто потеряет смысл.

В том смысле, что изображения по ссылкам со временем исчезают? Есть такая проблема.
Corvus
2017-11-07 15:11:35
wandervogel

Можете прислать схему мне на почту meteocenter@mail.ru
и я выложу её на сайт.
wandervogel
2017-11-15 16:19:09
Кстати - есть неплохая статья на википедии про нисходящие потоки спереди и в тылу. Из перевода:
Тыловой нисходящий поток(RFD на изображении) находится у заднего края облака, где свежий сухой воздух из окружающей среды входит в облако. Поскольку он находится вблизи восходящего потока, он может взаимодействовать с ним и давать торнадо. Прямой нисходящий поток (FFD) связан с ливневыми осадками и холодным падением

Как раз на втором рисунке отмечена область сильного ливня - arcus возле осн. восходящего потока впереди мезоциклона.

Corvus
Можете прислать схему мне на почту meteocenter@mail.ru

Написал вам письмо. Не всё удалось отправить к сожалению.
Corvus
2017-11-17 15:31:29
wandervogel

Выложил присланные Вами файлы сюда:

http://meteocenter.net/tmp/wandervogel/
Чтобы написать ответ в эту тему,
перейдите в полную версию Метеоклуба