Тропопaузa и мaксимaльный ветер нaд территорией Кaзaхстaнa - Страница 3

г) Разность средних вертикальных градиентов температуры в дальнейшем изложении будем называть изменением вертикального градиента температуры на уровне тропопаузы или на уровне значительного изменения градиента.

Ниже даем пояснение по определению типов тропопаузы с приведением рисунков, на кривой температуры которых отмечены:

– буквой А – уровень тропопаузы;

– буквой Б – уровень значительного изменения градиента температуры выше уровня тропопаузы;

– буквой В – уровень значительного изменения градиента температуры ниже уровня тропопаузы;

– пунктирами – границы километровых слоев с указанием в этих слоях значений средних вертикальных градиентов температуры и их разности.

Тропопауза относится к нулевому типу в случае, когда выполняются одновременно следующие три условия:

– На уровне тропопаузы изменение среднего вертикального градиента температуры превышает 3 °C/км.

– Выше уровня тропопаузы (но не более чем в 3 км над ней) имеется уровень Б значительного изменения среднего градиента температуры больше 3 °C/км, который является нижней границей инверсии или слоя с увеличением интенсивности инверсии.

– Выше уровня Б обязательно в первом километровом слое имеется отрицательный средний вертикальный градиент температуры.

Наличие уровня значительного изменения среднего градиента температуры ниже тропопаузы во внимание не принимается.

На рис. 3 приведен нулевой тип тропопаузы. Вычисленные средние градиенты температуры в километровых слоях и их разности показывают, что на уровне тропопаузы имеется значительное изменение среднего градиента (градиент изменился на 3,7 °C/км), уровень Б является уровнем значительного изменения среднего градиента температуры (градиент изменяется на 5,6 °C/км) и выше него в первом километровом слое получен отрицательный средний градиент температуры.

Если на уровне тропопаузы наблюдается значительное изменение градиента, а выше тропопаузы на протяжении 3 км нет уровня значительного изменения градиента температуры, выше которого имеется отрицательный средний вертикальный градиент температуры, то тропопауза относится к первому, второму, третьему или четвертому типам тропопаузы в зависимости от значений вертикального градиента температуры в километровом слое выше и ниже уровня тропопаузы.

В этих случаях ниже уровня тропопаузыможет быть уровень значительного изменения среднего градиента температуры больше 3 °C/км, который для определения типа тропопаузы во внимание не принимается.

Рис. 3. Нулевой тип тропопаузы

Первый и третий типы тропопаузы характеризуются обязательным наличием инверсии выше уровня тропопаузы и отрицательным значением среднего вертикального градиента температуры в первом километровом слое выше тропопаузы при значительном изменении среднего вертикального градиента температуры на уровне тропопаузы. При этом нижняя граница инверсии совпадает с уровнем тропопаузы или располагается выше него в пределах первого километрового слоя.

Если в слое толщиной 1 км ниже уровня тропопаузы средний вертикальный градиент температуры равен или больше 5 °C/км, то такая тропопауза относится к первому типу.

При наличии в слое толщиной 1 км ниже уровня тропопаузы среднего вертикального градиента температуры менее 5 °C/км тропопауза относится к третьему типу. Таким образом, 1-й тип от 3-го отличается только величиной градиента в слое 1 км ниже тропопаузы.

Пример тропопаузы первого типа приведен на рис. 4, на котором вычисленные значения градиента температуры показали, что на уровне тропопаузы имеется значительное изменение градиента температуры (градиент изменился на 8,5 °C/км). Ниже тропопаузы градиент равен 5 °C/км,а выше тропопаузы имеется инверсия с градиентом –3,5 °C/км. Руководствуясь этими признаками, тропопаузу следует отнести к первому типу. На рис. 5 приведен пример определения третьего типа тропопаузы для случая, когда нижняя граница инверсии не совпадает с уровнем тропопаузы.

Второй и четвертый типы тропопаузы характеризуюся нулевыми или незначительными положительными значениями (от нуля до 2 °C/км включительно) среднего вертикального градиента температуры в первом километровом слое выше уровня тропопаузы при значительном изменении градиента температуры на уровне тропопаузы.

При этом нижняя граница изотермии или слоя с незначительными положительными градиентами температуры совпадает с уровнем тропопаузы или располагается выше него в пределах первого километрового слоя.Если в слое толщиной 1 км ниже уровня тропопаузы средний градиент температуры равен или больше 5 °C/км, то тропопауза относится ко второму типу.

При наличии в слое толщиной 1 км ниже уровня тропопаузы среднего вертикального градиента температуры менее 5 °C/км тропопауза относится к четвертому типу. На рис. 6 приведен второй тип тропопаузы, где на уровне тропопаузы (точка А) имеется значительное изменение градиента температуры, равное 6 °C/км, ниже тропопаузы градиент больше 5 °C/км и равен 6 °C/км, а выше тропопаузы наблюдается изотермия. Таким образом, 2-й тип от 4-го отличается только величиной градиента в слое 1 км ниже тропопаузы.

Рис. 4. Первый тип тропопаузы

Рис. 5. Третий тип тропопаузы

Рис. 6. Второй тип тропоппаузы

Если на уровне тропопаузы не наблюдается значительного изменения среднего вертикального градиента температуры, то в этом случае тропопауза кодируется пятым, шестым или седьмым типом в зависимости от наличия уровня значительного изменения среднего вертикального градиента температуры выше или ниже уровня тропопаузы.

Пятый тип тропопаузы. Если на уровне тропопаузы изменение среднего вертикального градиента температуры незначительное, т.е. равно или меньше 3 °C/км, а выше уровня тропопаузы (на расстоянии не более 3 км) наблюдается уровень значительного изменения среднего градиента температуры, то тропопауза относится к пятому типу. На рис. 7 приведен пятый тип тропопаузы, так как на уровне тропопаузы изменение среднего градиента незначительно и равно 1,8 °C/км,а выше тропопаузы имеется уровень со значительным изменением среднего градиента температуры (точка Б) и равным 8,6 °C/км.

Рис. 7. Пятый тип тропопаузы

Шестой тип тропопаузы. Если на уровне тропопаузы изменение среднего вертикального градиента температуры незначительно (равно или меньше 3 °C/км), а уровень значительного изменения среднего градиента температуры расположен ниже тропопаузы, но не ниже 2 км от уровня тропопаузы, то тропопауза относится к шестому типу.

На рис. 8 приведен шестой тип тропопаузы, где на уровне тропопаузы изменение среднего градиента температуры незначительно и равно 1,5 °C/км, а ниже тропопаузы имеется уровень со значительным изменением среднего градиента температуры, равным 4,9 °C/км.

Когда на уровне тропопаузы значительного изменения среднего градиента температуры нет, но одновременно наблюдаются оба уровня значительного изменения градиента температуры и выше (до 3 км включительно) и ниже (до 2 км включительно) уровня тропопаузы, то:

– тропопауза относится к пятому типу, если величина изменения среднего градиента температуры больше на уровне Б выше тропопаузы;

– тропопауза относится к шестому типу, если величина изменения среднего градиента температуры больше на уровне В ниже тропопаузы;