Результаты исследования влияния структуры температурного поля в атмосфере на формирование конвективных облаков

Ключевые слова: физика облаков, конвективные облака, системные свойства, математическая модель, поле температуры, структура

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

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Борис Азреталиевич Ашабоков, Высокогорный геофизический институт

заведующий отделом физики облаков Высокогорного геофизического института, г. Нальчик, Российская Федерация

Вадим Николаевич Лесев, Высокогорный геофизический институт

первый проректор – проректор по учебной работе Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова, г. Нальчик, Российская Федерация

Литература

1. Koval'chuk A. N. O vliyanii vetrovogo sdviga na vypadenie grada [On the eff ect of wind shear on hail precipitation]. Trudy VGI, 1969, v. 14, pp. 39-48. (In Russ.)
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.
Опубликован
2023-11-06
Как цитировать
Ашабоков, Б. А., & Лесев, В. Н. (2023). Результаты исследования влияния структуры температурного поля в атмосфере на формирование конвективных облаков. Вестник ВГУ. Серия: География. Геоэкология, (3), 79-89. https://doi.org/10.17308/geo/1609-0683/2023/3/79-89
Раздел
Науки об атмосфере и климате