Использование спутниковой информации в синоптическом анализе
Эволюция полей облаков в циклонах и других барических системах
может быть прослежена на спутниковых фотографиях и строящихся на их
основе фотомонтажах снимков, а также с помощью карт нефанализа
(результатов дешифрирования спутниковых фотографий облачности).
Наряду с синоптическими картами, спутниковые фотографии и карты
нефанализа в настоящее время широко используются при анализе и
прогнозе погоды. С помощью спутников исследованы эволюция облачных
полей в различных барических образованиях, структурные особенности
этих полей - спиралеобразный характер распределения облаков в
циклонах, гряды и ячеистая структура облаков, мезовихри и другие
характеристики облачных полей.
Укажем сначала некоторые общие характеристики облачных полей,
установленные с помощью спутниковых данных.
Массивы сплошной облачности, как правило, связаны с циклонами и
фронтальными зонами, а в некоторых случаях - с устойчивыми
воздушными массами (в теплый период года - над океанами, а в
холодный - над континентами). Массивы значительной облачности
характерны для холодных неустойчивых воздушных масс, вторичных и
размытых фронтов. Районы малооблачной и ясной погоды типичны для
антициклонов, гребней и размытых барических полей.
Значительные по площади зоны безоблачной погоды наблюдаются в летних
антициклонах над континентами и в хорошо выраженных усиливающихся
гребнях. Эти признаки могут быть использованы для приближенного
определения или уточнения по спутниковым данным положения областей
высокого и низкого давления, устойчивых и неустойчивых воздушных
масс.
Полосы сплошной облачности в большинстве случаев соответствуют
фронтальным зонам. Общее направление таких полос обычно параллельно
линии фронта у поверхности земли. Фронтальные облачные полосы могут
прослеживаться и внутри массивов сплошной и переменной облачности. С
помощью полос сплошной облачности можно уточнить положение фронтов
на синоптических картах или обнаружить фронты, которые не
прослеживаются по данным наземных наблюдений.
Рассмотрим теперь эволюцию поля облаков в циклоне. Облачные системы
внетропических циклонов, находящихся на различных стадиях развития,
показаны на фототелевизионных снимках этих систем с
метеорологических спутников (рис. 106). Для каждой стадии развития
циклона характерно большое разнообразие структуры облачных полей,
обусловленное свойствами взаимодействующих воздушных масс и
подстилающей поверхности, интенсивностью циркуляции, временем года и
другими факторами. Среди этого разнообразия определены такие четко
выраженные особенности, которые позволяют установить или уточнить
стадию развития циклона по спутниковым данным. Эти особенности можно
проследить как по фототелевизионным изображениям облаков (рис. 106),
так и по построенным на их основе схемам облачных полей на картах
нефанализа (рис. 107).
Рис. 106. Фототелевизионные снимки полей
облаков со спутников на различных стадиях развития внетропического
циклона. а - стадия волны; б - молодой циклон; в - стадия
наибольшего развития; г - окклюдированный циклон (через 1-2 сут
после начала окклюдирования); д, е - окклюдированный циклон в
начальной и заключительной стадии заполнения.
Характерные особенности каждой стадии развития циклона состоят в
следующем:
для стадии волны (см. рис. 106 а и 107 а):
- увеличение размеров фронтальной облачной полосы в районе вершины
волны;
- волнообразный изгиб границы между двумя прилегающими друг к другу
и отличающимися по своим характеристикам облачными массивами;
- уплотнение облаков у вершины волны;
для стадии молодого циклона (см. рис. 106 б и 107 б):
- дальнейшее увеличение массива сплошной облачности в центральной и
передней частях циклона;
Рис. 107. Схемы строения облачных полей на
картах нефанализа. 1 - сплошная облачность; 2 - незначительная
облачность или безоблачно; 3 - центр сходимости облачных спиралей; 4
- фронты у земной поверхности.
- распространение в тыловую часть циклона значительной или
сплошной облачности, обусловленное вихревым движением
воздуха;
- дальнейшее уплотнение облаков в центральной части циклона;
для циклона, находящегося в стадии наибольшего развития (см. рис.
106 в, 107 в) и начала окклюдирования:
Усл. обозначения а - е см. рис. 106.
- облачное поле, увлекаемое воздушными течениями, приобретает вид
огромной спирали - смещается к его центру;
- облака вертикального развития в холодной воздушной массе над
океаном в некоторых случаях <организуются> в ячейки или гряды;
- после начала окклюдирования в течение 1-2 сут интенсивность
циклона часто сохраняется неизменной, холодный воздух продолжает
огибать центр облачного вихря; а спиралеобразный характер
распределения облаков становится все более четким (см. рис. 106 г,
107 г);
для окклюдированного циклона в начальной стадии заполнения (см. рис.
106 д, 107 д)
- в центральной части циклона вместо больших и однородных массивов
облаков образуются меньшие по размерам полосы облаков;
- фронтальные облака смещаются на периферию циклона;
- спиралевидная структура облаков сохраняется;
для окклюдированных циклонов в конечной стадии заполнения (см. рис.
106 е, 107 е):
- сплошное облачное поле в центральной части циклона разбивается на
отдельные облака;
- фронтальная облачная полоса уменьшается в размерах и перемещается
на дальнюю периферию циклона;
- спиралеобразная структура облачного поля постепенно разрушается.
При использовании спутниковых фотографий облаков и карт нефанализа
следует иметь в виду, что центр облачного вихря в молодых циклонах и
циклонах, пространственная ось которых близка к вертикали, в
большинстве случаев совпадает с центром циклона вблизи уровня моря,
а в циклонах, пространственная ось которых имеет наклон, - с
высотным центром циклона.
Естественно, что указанные выше особенности эволюции облачных полей
в циклонах являются весьма схематичными и не могут отразить всего
природного многообразия этого процесса, который в значительной мере
зависит от географического положения района циклонической
деятельности, сезона, свойств подстилающей поверхности, времени
суток и других факторов. Достаточно указать, например, что при
регенерации (вторичном углублении) циклонов возможна такая эволюция
их облачных полей, при которой они снова приобретают вид,
аналогичный полям молодых циклонов.
