АЭРОСИНОПТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ НИЖНИХ УРОВНЕЙ : АЕРОСИНОПТИЧНІ УМОВИ УТВОРЮВАННЯ ТА РОЗВИТКУ СТРУМИННИХ ТЕЧІЙ НИЖНІХ РІВНІВ

summary

У вступі обґрунтовується актуальність, наукова та практична значимість роботи, формулюються мети і задачі дослідження, викладаються основні положення та наукові результати, що виносяться на захист.

У першому розділі наводиться огляд сучасного стану досліджень СТНР з літературних джерел, і уточнюються основні напрямки авторських розробок. Визначається сукупність факторів, що впливають на формування вертикального профілю швидкості вітру - циркуляція синоптичного масштабу, термічна стратифікація, ступінь барокліности нижньої частини атмосфери, упорядковані і конвективні вертикальні рухи, адвекція на нижніх рівнях, особливості фізико-географічного положення пункту. Приводяться критерії ідентифікації СТНР.

В другому розділі представлено загальну характеристику структурних параметрів СТНР над Україною. Дослідження виконано на основі даних 4-х разового (00, 06, 12 і 18 СГЧ) радіозондування за період з 1975 по 1995 рр. над 9-ма українськими станціями, розташованими в різних фізико-географічних умовах (Київ, Львів, Ужгород, Чернівці, Одеса, Сімферополь, Шепетівка, Кривий Ріг, Харків). З 1990 р. у розпорядженні автора були дані тільки 2-х разового (00 і 12 СГЧ) температурно-вітрового зондування. Для Одеси також використані дані куля-пілотних спостережень за період 1976-1983 рр. і епізодичні вибірки даних радіозондування в 00 СГЧ, що пов’язані з розвитком СТНР за період 1995-2000 рр.

Отримані результати дозволяють зробити висновок, що СТНР над Україною спостерігаються повсюдно і у будь-який час року. Повторюваність СТНР над Україною в середньому складає від 2 до 15 % усіх спостережень, а тривалість явища, як правило, не перевищує 6 годин. Сезонний і добовий хід характерний переважним утворенням СТНР узимку й у нічний термін, та ж залежність характерна для потужності та інтенсивності струменів.

Емпіричний розподіл структурних параметрів низьких струменів підлягають розподілу Джонсона, сімейство В. Оскільки розподіл характеристик СТНР відрізняється від нормального, доцільно використовувати поряд із середніми значеннями модальні. Модальні значення основних характеристик низьких струменів зміщені убік більш низьких величин. Так, якщо в середньому швидкість вітру на осі струменя над Україною складає 19–20 м∙с^-1, то її найбільш імовірні значення коливаються від 16 до 18 м∙с^-1.

Потужність низьких струменів коливається від 200-300 влітку до 500-600 м взимку, інтенсивність – 16–17 м∙с^-1 влітку і 18–19 м∙с^-1 взимку. Найчастіше низькі струмені розташовуються на висотах 400-500 м, у залежності від рельєфу місцевості. У цілому, над Україною переважають струмені західних напрямків.

В області низького струменя переважають слабкі зсуви вітру, хоча в окремих випадках можуть формуватися сильні і дуже сильні.

У холодний період року над територією України СТНР пов’язані з піднятими інверсіями, що розташовані вище оси струменя, у теплий період року - з приземними інверсіями. В усі сезони відзначається збільшення кількості струменів, що супроводжуються інверсіями з півночі (Київ – 70 %) на південь (Одеса – 79 %). Найбільш виражені затримуючі шари, що супроводжують низькі струмені, виявляються або в передній частині циклона при проходженні теплих фронтів узимку, або в областях підвищеного тиску.

Оскільки вертикальний профіль швидкості вітру в період існування СТНР приймає різноманітний характер, запропонована типізація низьких струменів у залежності від зміни швидкості і напрямку вітру вище і нижче осі течії. В окремий тип виділені СТНР, при яких градієнти швидкості вітру вище і нижче осі течії менш ніж 4 м∙с^-1 на 300 м, але швидкість вітру на осі перевищує 15 м∙с^-1.

При формуванні низьких струминних течій виникають ситуації, коли швидкість приземного вітру не перевищує 4 м∙с^-1. Такий розподіл швидкості вітру в нижніх шарах атмосфери може привести до нагромадження шкідливих домішок, оскільки при слабкому вітрі біля землі погіршуються умови горизонтального переносу домішок, а СТНР виконає роль "замикаючого" шару, що перешкоджає вертикальному обміну. Зазначений тип струменів складає приблизно третину усіх випадків. Ці течії менш інтенсивні і розташовані, як правило, вище ніж звичайно і практично завжди (90 %) пов'язані з затримуючими шарами. Зсуви вітру спостерігаються тут більш інтенсивні за рахунок значного повороту вітру в шарі інверсії і невеликої швидкості вітру біля поверхні землі і, отже, представляють велику небезпеку для авіації.

У третьому розділі розглядаються аеросиноптичні умови розвитку струминних течії нижніх рівнів та взаємозв'язок низьких струменів із СГЯ.

Низькотропосферні струмені формуються в різних макроциркуляційних умовах. В основному СТНР (у середньому по Україні від 65 до 70 % випадків) спостерігаються при циклонічному характері циркуляції: у тиловий, передній частинах і теплому секторі циклона, улоговини (табл. 1). У південному напрямку збільшується відсоток антициклональних струменів. У Сімферополі, самому південному пункті України, у гребені відмічено найбільший відсоток СТНР – 20 % випадків протягом року. Крім того, низькі струмені формуються в малоградієнтному полі і перехідній зоні між областями високого і низького тиску (від 4 до 15 % випадків).

Різноманітність макроциркуляційних умов формування низькотропосферних струменів свідчить про те, що в утворенні струменів беруть участь різні фізичні механізми. Це підтверджує залежність структурних параметрів СТНР від синоптичної ситуації. Так, над територією України в циклонах швидкість вітру на осі і потужність струменів у середньому більше ніж в антициклонах.

Багаторічні спостереження показують, що в 55-65 % випадків СТНР над Україною пов'язані з фронтальними розділами, і ця залежність збільшується від теплого сезону до холодного, найчастіше низькі струмені утворюються на теплих фронтах.. Так, для Одеси в холодне півріччя 30 % СТНР відзначені на теплих фронтах; 25 - на холодних і 8 - на фронтах оклюзії. У тепле півріччя відповідно: 26, 21 і 7 %.