Результаты исследования влияния структуры температурного поля в атмосфере на формирование конвективных облаков
Аннотация
Цель работы состоит в исследовании методами математического моделирования влияния структуры поля температуры в атмосфере назначения структурных параметров конвективных облаков. Материалы и методы. Одним из ключевых направлений развития теории физики облаков является исследование их системных свойств. Эти свойства представляют собой важнейшие факторы, влияющие на формирование структуры облака. Методология проведения исследований заключается в сравнительном анализе параметров и структуры исходного и модельных облаков. Входные данные для расчета модельных облаков были сформированы путем варьирования значений температуры на всех высотах, полученных в результате аэрологического зондирования тропосферы в аэропорту Минеральные Воды. Результаты и обсуждение. Сравнительный анализ параметров исходного и модельных облаков показал, что на структуру и параметры облаков существенное влияние оказывает структура поля температуры в атмосфере. При этом вариации температуры в сторону увеличения или уменьшения в пределах 2 % не приводят к значительным изменениям параметров облаков, а вариации порядка 10 % могут привести к формированию облаков, которые существенным образом отличаются от исходного облака. При этом повышение температуры в атмосфере (остальные параметры остаются без изменений) приводит к формированию более мощных облаков и, наоборот, результатом ее уменьшения становится ослабление процессов облакообразования в атмосфере. Выводы. Результаты исследований свидетельствуют о существенной роли взаимодействия облаков с окружающей их атмосферой, обусловленного структурой поля температуры в атмосфере в процессах облакообразования.
Скачивания
Литература
2. Mal'bakhova N. M. Vzaimosvyaz' struktury gradovykh oblakov s vertikal'noy strukturoy vetra v atmosphere [The relationship of the structure of hail clouds with the vertical structure of wind in the atmosphere]. Trudy VGI, 1990, v. 80, pp. 99-106. (In Russ.)
3. N'yuton Ch. U. Gidrodinamicheskoe vzaimodeystvie s okruzhayushchim polem vetra kak odin iz faktorov razvitiya kuchevykh oblakov [Hydrodynamic interaction with the surrounding wind fi eld as one of the factors of cumulus cloud development]. Dinamika kuchevykh oblakov, 1964, pp. 187-201. (In Russ.)
4. Pastushkov R. S. O razvitii kuchevykh oblakov v atmosfere s vertikal'nym sdvigom vetra [On the development of cumulus clouds in the atmosphere with vertical wind shear]. Meteorologiya i gidrologiya, 1969, no. 4, pp. 26-41. (In Russ.)
5. Pastushkov R. S. Chislennoe modelirovanie vzaimodeystviya konvektivnykh oblakov s okruzhayushchey ikh atmosferoy [Numerical simulation of the interaction of convective clouds with their surrounding atmosphere]. Trudy TsAO, 1972, v. 108, pp. 93-97. (In Russ.)
6. Chislennoe modelirovanie vliyaniya struktury polya vetra v atmosphere na makro- i mikrostrukturnye kharakteristiki konvektivnykh oblakov [Numerical modeling of the influence of the wind field structure in the atmosphere on the macro- and microstructural characteristics of convective clouds] / B. A. Ashabokov, L. M. Fedchenko, V. A. Shapovalovi dr. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Fizika atmosferyi okeana, 2022, vol. 58, no. 6, pp. 669-680. (In Russ.)
7. 3D model of a convective cloud: the interaction of microphysical and electrical processes / V. A. Shapovalov, B. A. Ashabokov, A. V. Shapovalov, V. N. Lesev // JP Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, v. 23, no. 1, pр. 1-18.
8. Aerosol effects on deep convection: The propagation of aerosol perturbations through convective cloud microphysics / M. Heikenfeld, B. White, L. Labbouz, P. Stier // Atmospheric Chemistry and Physics, 2022, 19, рр. 2601-2627.
9. Basu B. A model of the downdraft from convective clouds // MAUSAM, 2022, 37, pр. 265-268
10. Importance of aerosols and shape of the cloud droplet size distribution for convective clouds and precipitation / C. Barthlott, A. Zarboo, T. Matsunobu, C. Keil // Atmospheric Chemistry and Physics, 2021, 22, рр. 2153-2172.
11. Yang J., Wang Z., Heymsfi eld A. On the freezing time of supercooled drops in developing convective clouds over tropical ocean // Atmospheric Research, 2018, 211, pр. 30-37.