Оценка параметров горных волн, рассчитанных по данным численных моделей прогноза погоды высокого пространственного разрешения в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке России

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Прогнозирование местоположения возможного возникновения горных волн (ГВ), их интенсивности и вертикального развития – весьма актуальная задача обеспечения безопасности полетов воздушных судов. Это особенно важно в условиях полного отсутствия методов прогнозирования ГВ на территории РФ вообще и Дальневосточного региона в частности. Основной сложностью решения задачи прогнозирования ГВ является практически полное отсутствие наблюдений за ГВ и инструментальных измерений их параметров. В статье представлен подход к оценке степени соответствия прогнозируемых по данным численной модели прогноза погоды параметров ГВ (местоположения, интенсивности, вертикального развития и горизонтального распространения) реальным значениям, которые предлагается приближенно определять по космическим снимкам чечевицеобразной облачности (Sc и Ac lenticularis) и данным радиозондирования. Показано, что расчетные параметры ГВ, полученные по модели Weather Research and Forecasting (WRF) на сетке с горизонтальным шагом 1 км, близки к реальным. Обсуждается возможность калибровки значений параметров ГВ, рассчитанных по оперативной модели WRF на сетке с горизонтальным шагом 5 км, данными, рассчитанными на сетке с шагом 1 км.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Евгения Митрофановна Вербицкая

Дальневосточный региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: werbaem@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-5776-9736

кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Владивосток

Станислав Олегович Романский

Дальневосточный региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт

Email: khvrom@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-6613-6881

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Sharman R.D., Lane T. (Eds.). Aviation turbulence: processes, detection, prediction. Springer International Publishing, 2016. doi: 10.1007/978-3-319-23630-8.
  2. Barry R.G. Mountain weather and climate. Cambridge: Cambridge University Press, 2008. doi: 10.1017/CBO9780511754753.
  3. Винниченко Н.К., Пинус Н.З., Шметер С.М., Шур Г.Н. Турбулентность в свободной атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 288 с.
  4. Романский С.О., Вербицкая Е.М. Сильные шквалистые ветры в Южно-Сахалинске летом 2014 г. // Геосферные исследования. 2023. № 4. С. 141–154. EDN: LZBUBM.
  5. Вербицкая Е.М., Крохин В.В., Романский С.О. Прогноз опасных для авиации явлений погоды на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока России // Труды ДВНИГМИ. 2024. Вып. 157. С. 18–40.
  6. Galway J.G. The lifted index as a predictor of latent instability // Bulletin of the American Meteorological Society. 1956. Vol. 37. P. 528–529. doi: 10.1175/1520-0477-37.10.528.
  7. Skamarock W.C., Klemp J.B. A time-split non-hydrostatic atmospheric model for research and NWP applications // Journal of Computational Physics. 2007. Vol. 227 (7). P. 3465–3485. doi: 10.1016/j.jcp.2007.01.037.
  8. Fritts D.C., Lund A.C., Lund T.S., Yudin V. Impacts of limited model resolution on the representation of mountain wave and secondary gravity wave dynamics in local and global models. 1: Mountain waves in the stratosphere and mesosphere // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2022. Vol. 127. e2021JD035990. doi: 10.1029/2021JD035990.
  9. Fritts D.C., Lund A.C., Lund T.S., Yudin V. Impacts of limited model resolution on the representation of mountain wave and secondary wave dynamics in local and global models. 2: Mountain wave and secondary wave evolutions in the thermosphere // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2022. Vol. 127. e2021JD036035. doi: 10.1029/2021JD036035.
  10. Feltz W.F., Bedka K.M., Otkin J.A., Greenwald T., Ackerman S.A. Understanding satellite-observed mountain-wave signatures using high-resolution numerical model data // Weather and Forecasting. 2009. Vol. 24. P. 76–86. doi: 10.1175/2008WAF2222127.1.
  11. Wilms H., Bramberger M., Dörnbrack A. Observation and simulation of mountain wave turbulence above Iceland: turbulence intensification due to wave interference // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2020. Vol. 146. P. 3326–3346. doi: 10.1002/qj.3848.
  12. Xia G., Draxl C., Raghavendra A., Lundquist J.K. Validating simulated mountain wave impacts on hub-height wind speed using SoDAR observations // Renewable Energy. 2021. Vol. 163. P. 2220–2230. doi: 10.1016/j.renene.2020.10.127.
  13. Eckermann S.D., Lindeman J., Broutman D., Ma J., Boybeyi Z. Momentum fluxes of gravity waves generated by variable Froude number flow over three-dimensional obstacles // Journal of Atmospheric Sciences. 2010. Vol. 67. P. 2260–2278. doi: 10.1175/2010jas3375.1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Фрагмент снимка КА “Aqua” (США) около 3 ч ВСВ 9 марта 2021 г. Черной точкой обозначен Северо-Курильск

Скачать (179KB)
3. Рис. 2. Облачный покров по данным КА “Himawari-8” (Япония) 9 марта 2021 г.

Скачать (191KB)
4. Рис. 3. Модельное поле линий тока на сетке с шагом 1 км: а – в 3 ч ВСВ, б – в 10 ч ВСВ 9 марта 2021 г. Жирной прямой линией указано направление разреза через вершину влк. Алаид (высота в модели 2066 м), по которому построены вертикальные профили полей потенциальной температуры и ветра, представленные ниже

Скачать (306KB)
5. Рис. 4. Вертикальные профили модельной потенциальной температуры (К), скорости ветра (м/с) и вертикальной скорости (ω, м/с) в слое до высоты 8000 м: а – в 0 ч 50 мин ВСВ, б – в 3 ч ВСВ, в – 5 ч 50 мин ВСВ. Сплошной линией указана потенциальная температура, пунктирной – скорость ветра. Штриховкой обозначен рельеф местности

Скачать (509KB)

© Российская академия наук, 2025