Тропопaузa и мaксимaльный ветер нaд территорией Кaзaхстaнa - Страница 2

Если разность между конечной высотой зондирования, полученной при обработке, и уровнем тропопаузы меньше 2 км, то в этом случае между уровнем тропопаузы и всеми более высокими уровнями средний вертикальный градиент температуры также не должен превышать 2 °C/км.

2. В тексте в соответствии с терминологией ВМО, введен так называемый средний вертикальный градиент температуры. Он определяется как разность температуры на границах слоя, деленная на толщину слоя. Для толщины слоя в 1 км средний вертикальный градиент численно равен разности температур на границах слоя. Средний вертикальный градиент в слое 2 км численно равен разности температур на границах этого слоя, деленной на два. Таким образом, средний вертикальный градиент температуры определяется независимо от хода кривой температуры внутри слоя (внутри слоя могут быть инверсии, изотермии или резкие изломы кривой температуры).

3. Для того, чтобы определить, действительно ли между предполагаемым уровнем тропопаузы и любым уровнем, лежащим выше него в пределах двух километров, средний вертикальный градиент температуры не превышает 2 °C/км, предлагается следующий графический способ.

Порядок определения уровня тропопаузы рассмотрим на примере рис. 2.

На кривой температуры графика обработки намечается предполагаемый уровень тропопаузы, а затем исследуется, удовлетворяет ли этот уровень критериям выбора тропопаузы. Для этого на кривой высоты находится момент времени, соответствующий верхней границе 2-километрового слоя выше предполагаемого уровня тропопаузы. Для этого момента времени наносится точка со значением температуры на 4° ниже, чем значение температуры на уровне предполагаемой тропопаузы. Нанесенная точка соединяется пунктирной линией с точкой температуры на уровне тропопаузы. Эта линия называется демаркационной (на рис. 2 демаркационные линии A1Д₁и A2Д₂). Демаркационная линия является дополнительной кривой температуры со средним вертикальным градиентом 2 °C/км в слое толщиной 2 км, которая отделяет зону температуры со средним вертикальным градиентом больше 2 °C/км от зоны со средним вертикальным градиентом равным и меньше 2 °C/км.

Если демаркационная линия, не пересекая кривую температуры, располагается выше и левее ее или совпадает с кривой температуры полностью или частично, то в этом случае средний вертикальный градиент температуры между предполагаемым уровнем тропопаузы и любым уровнем в пределах 2 км выше тропопаузы будет равен или меньше 2 °C/км, а предполагаемый уровень будет искомым уровнем тропопаузы. Если демаркационная линия пересекает кривую температуры или проходит ниже и правее ее, то предполагаемый уровень не будет уровнем тропопаузы.

На рис. 2 точка А₁не будет являться уровнем тропопаузы, поскольку построенная демаркационная линия A1Д₁ пересекает кривую температуры. Это указывает на то, что в пределах 2 кмвыше предполагаемого уровня тропопаузы имеются слои со средним вертикальным градиентом больше 2 °C/км.

На кривой температуры диаграммной ленты намечается предполагаемый уровень тропопаузы и исследуется, удовлетворяет ли он критериям выбора тропопаузы. Для этого определяется значение температуры на предполагаемом уровне тропопаузы обычным способом. Понизив найденное значение температуры на 4 °C, находят значение температуры, соответствующее верхней границе 2-километрового слоя выше предполагаемого уровня тропопаузы.

Демаркационная линия проводится только тогда, когда нет полной уверенности в том, что средний вертикальный градиент температуры выше предполагаемого уровня тропопаузы в пределах 2 км не превышает 2 °C/км. При этом следует иметь в виду, что в слое 2 км над тропопаузой могут быть слои с большими положительными градиентами температуры, вычисленными обычным способом, принятым при обработке, причем толщина этих слоев может быть меньше и больше 1 км, а демаркационная линия будет показывать на протяжении 2 км средний вертикальный градиент температуры равный или меньше 2 °C/км. Например, на рис. 2 в слоетолщиной 0,52 км градиент температуры равен 0,480/100 м (4,8 °C/км).

В случаях наличия инверсии или изотермии выше предполагаемого уровня тропопаузы на протяжении не менее 2 км надобность в построении демаркационной линии отпадает.

4. Если выше уровня 500 мб наблюдается постепенное падение температуры с высотой (заметных изломов кривой температуры нет), то за уровень тропопаузы принимается высота, между которой и всеми вышележащими уровнями на протяжении 2 км средний вертикальный градиент температуры равен или меньше 2 °C/км. В этом случае для нахождения уровня тропопаузы вначале выбираетсяуровень, выше которого средний вертикальный градиенттемпературы в слое 2 км равен или меньше 2 °C/км.

Рис. 2. Определение уровня тропопаузы

Затем в километровом слое ниже и выше этого анализируемого уровня исследуется кривая температуры с целью определения более точной высоты тропопаузы, выше которой средний вертикальный градиент температуры равен или меньше 2 °C/км.

5. Если на любом расстоянии выше первой тропопаузы имеется слой или несколько слоев, в которых температура с высотой понижается, то это указывает на необходимость исследования наличия второй и более высоких тропопауз. Исследование начинается с определения среднего вертикального градиента температуры в слое 1 км, в котором температура с высотой понижается. При этом следует иметь в виду, что слой с понижением температуры может быть меньше 1 км, но средний вертикальный градиент температуры определяется в слое 1 км. Если средний вертикальный градиент температуры между нижним уровнем километрового слоя, в котором температура с высотой понижается, и всеми более высокими уровнями в этом слое будет больше 3 °C/км, то это свидетельствует о том, что над первой тропопаузой может располагаться вторая тропопауза. Нижняя граница этого километрового слоя может совпадать с уровнем, от которого начинается понижение температуры с высотой, или располагаться выше него, в пределах слоя с понижением температуры. Этот слой толщиной не менее 1 км со средним вертикальным градиентом более 3 °C/км может быть определен при помощи демаркационной линии таким же способом, как и при нахождениях уровней тропопаузы. При этом демаркационная линия строится только для слоя толщиной 1 км.

Аналогично определяются более высокие тропопаузы.

После нахождения уровня тропопаузы приступают к определению типа тропопаузы.

Для определения типа тропопаузы необходимо:

1. Вычислить средние вертикальные градиенты температуры в слоях толщиной 1 км выше и ниже уровня тропопаузы и найти разность этих градиентов.

2. Определить наличие уровня значительного изменения вертикального градиента температуры вблизи уровня тропопаузы, для чего вычисляют средние вертикальные градиенты температуры в слое толщиной 1 км выше и ниже предполагаемого уровня значительного изменения вертикального градиента температуры и находят разность этих градиентов.

3. Если наблюдалась сложная тропопауза (имеется несколько уровней тропопаузы), то характер (тип) тропопаузы для каждого уровня определяется аналогично приведенным выше типам.

При этом необходимо иметь в виду следующее:

а) Изменение среднего вертикального градиента температуры считается значительным, если происходит изменение его более чем на 3°/км.

б) Уровень значительного изменения вертикального градиента температуры обязательно должен быть особой точкой по температуре.

в) Для определения типа тропопаузы во внимание принимаются только те уровни значительного изменения градиента температуры, которые лежат в непосредственной близости от уровня тропопаузы. Этот уровень должен быть не более чем на 2 км ниже уровня тропопаузы и не более чем на 3 км выше уровня тропопаузы.