Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм
За даними літакового зондування атмосфери в центральних районах України (1961-1990 рр.) визначено вертикальні профілі водності в основних формах хмар холодного періоду року. Вертикальні розподіли водності представлено безрозмірними показниками та апроксимовано інтерполяційними поліномами. По дан...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58531 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм / Т.М. Заболоцька, Т.М. Шпиталь, В.М. Підгурська // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 259. — С. 121-131. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-58531 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Заболоцька, Т.М. Шпиталь, Т.М. Підгурська, В.М. 2014-03-27T15:11:06Z 2014-03-27T15:11:06Z 2010 Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм / Т.М. Заболоцька, Т.М. Шпиталь, В.М. Підгурська // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 259. — С. 121-131. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. XXXX-0054 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58531 551.576 За даними літакового зондування атмосфери в центральних районах України (1961-1990 рр.) визначено вертикальні профілі водності в основних формах хмар холодного періоду року. Вертикальні розподіли водності представлено безрозмірними показниками та апроксимовано інтерполяційними поліномами. По данным самолетных зондирований атмосферы над центральными районами Украины (1961-1990 гг.) определены вертикальные профили водности в основных формах облаков холодного периода года. Вертикальные распределения водности представлены безразмерными показателями и аппроксимированы интерполяционными полиномами. By the data of airborne observations over central regions of Ukraine in 1961–1990 years have been determined the vertical distributions of relative liquid–water content in main cloud forms: stratus, stratocumulus, nimbostratus, systems of nimbostratus and altostratus, altocumulus, altostratus. The vertical distributions of relative liquid–water content have been approximated by interpolation polynomials. uk Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту Фізика атмосфери, метеорологія і кліматологія Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм Вертикальное распределение водности в облаках различных форм The vertical distribution of liquid–water content in different cloud forms Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм |
| spellingShingle |
Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм Заболоцька, Т.М. Шпиталь, Т.М. Підгурська, В.М. Фізика атмосфери, метеорологія і кліматологія |
| title_short |
Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм |
| title_full |
Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм |
| title_fullStr |
Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм |
| title_full_unstemmed |
Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм |
| title_sort |
вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм |
| author |
Заболоцька, Т.М. Шпиталь, Т.М. Підгурська, В.М. |
| author_facet |
Заболоцька, Т.М. Шпиталь, Т.М. Підгурська, В.М. |
| topic |
Фізика атмосфери, метеорологія і кліматологія |
| topic_facet |
Фізика атмосфери, метеорологія і кліматологія |
| publishDate |
2010 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту |
| publisher |
Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Вертикальное распределение водности в облаках различных форм The vertical distribution of liquid–water content in different cloud forms |
| description |
За даними літакового зондування атмосфери в центральних районах
України (1961-1990 рр.) визначено вертикальні профілі водності в
основних формах хмар холодного періоду року. Вертикальні розподіли
водності представлено безрозмірними показниками та апроксимовано
інтерполяційними поліномами.
По данным самолетных зондирований атмосферы над центральными
районами Украины (1961-1990 гг.) определены вертикальные профили
водности в основных формах облаков холодного периода года. Вертикальные
распределения водности представлены безразмерными показателями и
аппроксимированы интерполяционными полиномами.
By the data of airborne observations over central regions of Ukraine in 1961–1990
years have been determined the vertical distributions of relative liquid–water content
in main cloud forms: stratus, stratocumulus, nimbostratus, systems of nimbostratus
and altostratus, altocumulus, altostratus. The vertical distributions of relative
liquid–water content have been approximated by interpolation polynomials.
|
| issn |
XXXX-0054 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58531 |
| citation_txt |
Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм / Т.М. Заболоцька, Т.М. Шпиталь, В.М. Підгурська // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 259. — С. 121-131. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT zabolocʹkatm vertikalʹniirozpodílvodnostívhmarahríznihform AT špitalʹtm vertikalʹniirozpodílvodnostívhmarahríznihform AT pídgursʹkavm vertikalʹniirozpodílvodnostívhmarahríznihform AT zabolocʹkatm vertikalʹnoeraspredelenievodnostivoblakahrazličnyhform AT špitalʹtm vertikalʹnoeraspredelenievodnostivoblakahrazličnyhform AT pídgursʹkavm vertikalʹnoeraspredelenievodnostivoblakahrazličnyhform AT zabolocʹkatm theverticaldistributionofliquidwatercontentindifferentcloudforms AT špitalʹtm theverticaldistributionofliquidwatercontentindifferentcloudforms AT pídgursʹkavm theverticaldistributionofliquidwatercontentindifferentcloudforms |
| first_indexed |
2025-11-27T05:25:43Z |
| last_indexed |
2025-11-27T05:25:43Z |
| _version_ |
1850798386941263872 |
| fulltext |
Наук. праці УкрНДГМІ, 2010, Вип. 259 121
УДК 551.576
Т.М. Заболоцька, Т.М. Шпиталь, В.М. Підгурська
ВЕРТИКАЛЬНИЙ РОЗПОДІЛ ВОДНОСТІ В ХМАРАХ
РІЗНИХ ФОРМ
За даними літакового зондування атмосфери в центральних районах
України (1961-1990 рр.) визначено вертикальні профілі водності в
основних формах хмар холодного періоду року. Вертикальні розподіли
водності представлено безрозмірними показниками та апроксимовано
інтерполяційними поліномами.
Ключові слова: літакове зондування атмосфери, вертикальний профіль
водності, різні форми хмар, безрозмірний показник, апроксимація,
інтерполяційні поліноми.
Вступ
Для вирішення теоретичних (побудова теорії взаємодії хмар і
радіації, формування і мінливості клімату та загальної циркуляції
атмосфери) і прикладних (розрахунки обледеніння літаків, розподіл
електромагнітного випромінювання та ін.) завдань необхідні знання
статистики мікрофізичного стану хмар різних форм.
Мікрофізичний стан кожної хмари безперервно змінюється в
просторі й часі, тому для визначення статистичних закономірностей
потрібно аналізувати великий обсяг спостережень. У [1] на базі
накопичених у 1977-1984 рр. експериментальних даних про
мікрофізичний стан хмар (93 зондування) представлено варіант
параметризації вертикального розподілу водності. Проте слід зауважити,
що для збільшення об’єму вибірки в [1] групувались дані, отримані в
різних фізико-географічних умовах (Прибалтика, окремі райони
Європейської території Росії, Середня Азія, Далекий Схід) та в різний час
(від березня до грудня, з перевагою даних за теплий період). Крім того, в
одну групу включали дані зондувань, виконані в шаруватих і
висококупчастих хмарах.
Завдяки літаковому зондуванню атмосфери протягом 30 років (1961-
1990 рр.) в Україні накопичено значну кількість вимірів мікрофізичних
параметрів хмар різних форм. Зондування виконували практично над
одними й тими самими центральними районами України, тобто не було
122
фізико-географічного впливу на параметри хмар, що відповідно
зменшувало їх мінливість. У роботі використано дані зондувань у
холодний період року (листопад-березень), коли спостерігають найбільшу
повторюваність шаруватоподібних хмар (переважно фронтального
походження), тому визначені вертикальні профілі водності можна
вважати відповідними до фізичних процесів, що відбуваються в хмарах.
Матеріали та метод досліджень
Однією з найбільш важливих фізичних характеристик хмар різних
форм є водність (W, г/м3). Для побудови вертикального профілю водності
та його параметризації було створено бази даних для хмар різних форм: St
(шаруватих), Sc (шарувато-купчастих), Ns (шарувато-дощових), Ns-As
(систем шарувато-дощових і високошаруватих), Ac (висококупчастих) і
As (високошаруватих). У базу даних вносили тільки ті значення водності,
які отримували в процесі повного вертикального зондування хмари з
чіткою фіксацією її меж і подальшими вимірами водності та температури.
Головну увагу приділяли вертикальному профілю водності, який
визначали для кожної хмари.
Для зменшення впливу просторово-часової мінливості водності
хмари, а також для забезпечення можливості співставлення вертикальних
розподілів водності в хмарах різних форм, визначали її відносні значення
в різних прошарках хмари. Товщину кожної хмари приймали за одиницю,
потім у хмарі від нижньої до верхньої межі виділяли шість прошарків:
0,01-0,10, 0,11-0,25, 0,26-0,50, 0,51-0,75, 0,76-0,90, 0,91-0,99. Перші два
прошарки характеризують нижню частину хмари, третій і четвертий –
середню, останні два – верхню. Висоту, на якій виконували вимір
водності, визначали в частках від товщини хмари: Hвідн = H-Hнм/∆Н
(відносна висота), а водність – в частках від її середнього значення по
всій товщині хмари: Wвідн = W/Wсер (відносна водність). Отримані дані
групували у відповідних прошарках. Відносні значення висоти виміру та
водності є безрозмірними показниками. Кількість вимірів водності в
різних прошарках хмар, залежно від температури на нижній межі,
представлено в табл. 1.
Дані таблиці свідчать про достатньо великий обсяг вимірів водності
(більше ніж 7000). Найбільше вимірів водності було виконано у
шаруватих (2469), шарувато-дощових (2313) і шарувато-купчастих (1611)
хмарах. Значно менше – у системах шарувато-дощових та
123
високошаруватих (373) хмар, високошаруватих (207) і висококупчастих
(187) хмарах.
Таблиця 1
Кількість вимірів водності в прошарках хмар різних форм за від’ємними і
додатними значеннями температури на нижній межі (Tнм)
Прошарки Форма
хмар
Tнм
0,01-
0,10
0,11-
0,25
0,26-
0,50
0,51-
0,75
0,76-
0,90
0,91-
0,99
Всього
St Додатна
Від’ємна
47
106
94
241
192
505
172
519
101
281
55
156
661
1808
Sc Додатна
Від’ємна
20
75
49
194
81
350
83
386
51
202
24
96
308
1303
Ns Додатна
Від’ємна
46
144
105
250
190
420
177
431
92
248
59
151
669
1644
Ns-As Від’ємна 52 73 108 78 40 22 373
Ac Від’ємна 9 34 41 61 25 17 187
As Від’ємна 24 26 48 55 35 19 207
Щодо кількості вимірів у різних прошарках, то їх більше в середині хмари
і менше біля нижньої та верхньої меж. Кількість вимірів за від’ємної
температури на нижній межі хмар у 3-4 рази більша, ніж за додатної.
Результати досліджень та їх аналіз
У табл. 2, 3 представлено загальні характеристики хмар – товщину і
температуру на нижній межі. Для аналізу використано дані вимірів у 1188
хмарах. Із них 36 % – St, по 27 % – Sc і Ns, по 3 % – Ns-As і As і 4 % – Ac.
Таблиця 2
Повторюваність (%) товщини хмар різних форм
Товщина, км Форма
хмар < 0,4 0,41-
0,8
0,81-
1,2
1,21-
1,6
1,61-
2,0
2,01-
2,4
2,41-
2,8
2,81-
3,2
Кількість
хмар
St 54 40 5 1 - - - - 426
Sc 59 34 7 - - - - - 326
Ns 16 39 24 13 7 1 - - 322
Ns-As - 6 12 6 16 28 16 16 35
Ac 49 38 2 7 4 - - - 43
As 28 41 22 6 - - - 3 36
124
Товщина переважної більшості шаруватих (54 %) і шарувато-
купчастих (59 %) хмар була меншою ніж 400 м, а в 95 % випадків – не
перевищувала 800 м. Приблизно такий самий розподіл і у
висококупчастих хмарах – відповідно 49 і 87 %.
Інші форми хмар мали більшу товщину: 50, 75, 90 і 95 % квантілі
розподілу у шарувато-дощових хмарах складали відповідно – 750, 1150,
1500, 1800 м, у високошаруватих – 600, 900, 1200, 1500 м, у системах
шарувато-дощових і високошаруватих хмар – 2150, 2600, 2950, 3050 м.
Температура на нижній межі в усіх різновидностях хмар була
переважно від’ємною, проте відмічали і додатну: у St, Ns і Ns-As – 26-
28 % випадків, у Sc – 16 %, Ac і As – 6 % (табл. 3).
Таблиця 3
Повторюваність (%) температури на нижній межі хмар різних форм
Температура, ° С Форма
хмар >8 8…4,1 4…0 -0,1..
-4
-4,1..
-8
-8,1..
-12
-12,1
-16
-16,1
-20
<-20
Кіль-
кість
хмар
St 1 6 19 40 29 5 - - - 426
Sc 1 4 11 30 30 22 2 - - 326
Ns - 5 22 47 19 7 - - - 322
Ns-As - 6 22 49 12 11 - - - 35
Ac - 2 4 4 30 26 12 15 7 43
As - - 6 25 28 22 11 8 - 36
У хмарах нижнього ярусу і системах Ns-As максимум
повторюваності перебував в інтервалі -0,1…-4° С. У 60-69 % випадків Tнм
спостерігали в межах від -0,1 до -8° С і практично не відмічали нижчою
ніж -12° С. У хмарах середнього ярусу максимум повторюваності був в
інтервалі від -4,1° С до -8° С (28-30 %), проте сам розподіл відрізнявся.
Висококупчасті хмари були холоднішими, ніж високошаруваті (Tнм
нижче ніж -8° С у висококупчастих хмарах фіксували у 60 % випадків, а у
високошаруватих – 41 %, в інтервалі 4… -4° С – відповідно 8 і 31 %).
Найбільш водними були шаруваті хмари (табл. 4). Найменша
водність характерна для висококупчастих хмар. Для більшої частини хмар
(крім шаруватих) максимум повторюваності приходився на градацію
0,01-0,10 г/м3.
125
Таблиця 4
Повторюваність (%) середніх значень водності в хмарах різних форм
Водність, г/м3 Форма
хмар 0,01-
0,10
0,11-
0,20
0,21-
0,30
0,31-
0,40
0,41-
0,50
0,51-
0,60
0,61-
0,70
0,71-
0,80
Кількість
хмар
St 23 34 20 10 7 4 1 1 426
Sc 36 35 18 6 3 1 1 - 326
Ns 33 31 20 9 6 1 - - 322
Ns-As 37 37 6 11 9 - - - 35
Ac 53 33 12 - 2 - - - 43
As 44 39 8 6 3 - - - 36
Відповідні квантілі розподілу (%) становили:
Форма хмар 50 % 75 % 90 % 95 %
St
Sc
Ns
Ns-As
Ac
As
0,18
0,15
0,16
0,15
0,09
0,13
0,28
0,23
0,27
0,22
0,16
0,18
0,43
0,32
0,36
0,39
0,24
0,29
0,53
0,40
0,44
0,45
0,28
0,38
У хмарах нижнього ярусу середні значення водності із ймовірністю
50 % майже не відрізняються від середніх значень водності у хмарах
середнього ярусу. Ймовірності з 90 і 95 % вказують, що середні значення
водності в хмарах зменшуються в такій послідовності: шаруваті, системи
шарувато-дощових і високошаруватих, шарувато-дощові, шарувато-
купчасті, високошаруваті, висококупчасті хмари.
Дані табл. 5 свідчать, що у шаруватих, шарувато-купчастих і
шарувато-дощових хмарах тип вертикального розподілу Wвідн майже
однаковий за додатних чи від’ємних температур на нижній межі, тобто
практично не залежить від знаку Tнм. У середньому відмінності між
профілями за додатних чи від’ємних значень Tнм у St становлять 1 %, Sc –
4 % і Ns – 4,4 %. Проте слід зазначити, що існує думка про більшу
випуклість профілю зі збільшенням температури [2]. Це відмічають тоді,
коли профіль будується за конкретними вимірами, а не за відносними
значеннями водності. Дійсно, чим вища температура, тим більше
значення водності, але тоді й середнє значення буде більшим.
126
Таблиця 5
Середні значення відносної водності (Wвідн) в послідовних прошарках різних
форм хмар за від’ємними і додатними температурами на нижній межі
Прошарки Форма
хмар
Tнм
0,01-
0,10
0,11-
0,25
0,26-
0,50
0,51-
0,75
0,76-
0,90
0,91-
0,99
St Додатна
Від’ємна
0,60
0,59
0,64
0,72
0,96
0,86
1,11
1,13
1,16
1,26
1,34
1,32
Sc Додатна
Від’ємна
0,47
0,51
0,52
0,67
0,89
0,88
1,19
1,14
1,45
1,28
1,14
1,38
Ns Додатна
Від’ємна
0,65
0,79
0,89
0,96
1,01
1,01
1,10
1,02
1,06
1,09
0,97
1,04
Ns-As Від’ємна 0,78 1,04 1,06 1,045 0,965 0,91
Ac Від’ємна 0,77 0,56 0,90 1,13 1,48 1,10
As Від’ємна 0,94 0,80 0,77 1,11 1,22 1,15
Тому для St, Sc і Ns дані було об’єднано незалежно від температури
на нижній межі. Крім того, для збільшення статистики дані Wвідн в хмарах
Ns і Ns-As та Ac і As було також об’єднано і виділено в окремі групи
(табл. 6).
Таблиця 6
Середні значення відносної водності (Wвідн) в послідовних прошарках хмар
різних форм безвідносно до температури на нижній межі
Прошарки Форма
хмар 0,01-0,10 0,11-0,25 0,26-0,50 0,51-0,75 0,76-0,90 0,91-0,99
St 0,59 0,70 0,89 1,12 1,23 1,32
Sc 0,50 0,64 0,88 1,15 1,31 1,33
Ns 0,76 0,94 1,01 1,04 1,08 1,02
Ns,Ns-As 0,76 0,96 1,02 1,045 1,07 1,01
Ac, As 0,89 0,66 0,83 1,12 1,33 1,13
Сумісний аналіз табл. 5 і 6 та рис. 1-4 вказує, що в шаруватих та
шарувато-купчастих хмарах водність зростає від нижньої до верхньої
межі, інтенсивність зростання найбільша в середині хмари (прошарок
0,26-0,75, рис. 1 а). У шарувато-купчастих хмарах зростання водності біля
верхньої межі повільніше, ніж у шаруватих хмарах (рис. 1 б).
У шарувато-дощових хмарах водність теж зростає з висотою,
найбільш інтенсивно в нижній частині хмар (у прошарку 0,11-0,25), потім
127
зростає дуже повільно по всій товщині, а біля верхньої межі зменшується
(0,91-0,99, рис. 2 а).
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
H відн.
W відн.
a) б)
Рис. 1. Вертикальний профіль відносної водності в шаруватих (а) і
шарувато-купчастих (б) хмарах
а) б)
Рис. 2. Вертикальний профіль відносної водності в шарувато-дощових (а) та
системах шарувато-дощових і високошаруватих (б) хмар
У системах шарувато-дощових та високошаруватих хмар теж
найінтенсивніше збільшення водності спостерігається в прошарку 0,11-
0,25, далі (3/4 ∆Н) вона майже не змінюється і тільки у верхній частині
хмари (0,76-0,99) зменшується (рис. 2 б).
Вертикальні розподіли водності у висококупчастих і
високошаруватих хмарах мають схожі риси (рис. 3 а, б). В обох формах
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
H відн.
W відн.
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
H відн.
W відн.
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
H відн.
W відн.
128
хмар у нижній частині відмічається зменшення водності (в Ac у прошарку
0,11-0,25, в As у цьому ж прошарку і дуже повільно у прошарку 0,26-
0,50). Потім водність зростає і зменшується тільки біля верхньої межі
(прошарок 0,91-0,99). Відмінності у вертикальному розподілі водності
між Ac і As визначаються тим, що в Ac зростання водності з висотою
відбувається інтенсивно майже по всій товщині хмари (прошарок 0,26-
0,90) і різко зменшується біля верхньої межі (0,91-0,99), а в As інтенсивне
зростання фіксується у прошарку 0,51-0,75, потім зростання більш
повільне (прошарок 0,76-0,90), зменшення в прошарку 0,91-0,99 теж не
різке.
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
H відн.
W відн.
а) б)
Рис. 3. Вертикальний профіль відносної водності у висококупчастих (а) і
високошаруватих (б) хмарах
На рис. 4 а представлено вертикальний профіль водності загалом
для Ns і Ns-As. Він повторює розподіл водності у Ns (вочевидь, через
більшу кількість вимірів у цих хмарах). Загальний профіль водності для
Ac і As показано на рис. 4 б. Кількість хмар обох форм, як і вимірів
водності в них, приблизно однакові, загальний профіль указує, що в цих
хмарах водність зменшується як в нижній частині хмари (0,11-0,25), так і
біля верхньої межі (прошарок 0,91-0,99), в середині хмари водність
зростає.
За абсолютними значеннями Wвідн у вертикальному перетині хмар
можна мати уяву про щільність конкретних хмар. Для St і Sc верхня
половина (прошарок 0,51-0,99) має майже вдвічі більшу щільність, ніж
нижня (Wвідн > 1). Нижня частина цих хмар має найменшу щільність серед
усіх інших форм. Хмари Ns збільшують свою щільність, починаючи з
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
H відн.
W відн.
129
0,25∆Н і до верхньої межі; Ns-As мають найбільшу щільність у середині
хмари (прошарок 0,11-0,75), а Ac і As – у верхній частині (0,51-0,99).
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
H відн.
W відн.
а) б)
Рис. 4. Вертикальний профіль відносної водності в шарувато-дощових
хмарах та системах шарувато-дощових і високошаруватих (а) та
висококупчастих і високошаруватих (б) хмар
Отримані вертикальні профілі відрізняються від представлених в [1],
хоча температурні умови, в яких виконували зондування, приблизно
однакові. Так, стверджується, що в об'єднаній групі Ac і St водність
помітно зростає з висотою, а у As змінюється незначно. Проте
вертикальні профілі водності у цих хмарах різні, більш подібні між собою
профілі в Ac і As. Такі відмінності, вірогідно, зумовлені різною кількістю
зондувань (1188 і 93), а також різними фізико-географічними умовами, за
яких виконували зондування в [1].
Математична апроксимація вертикальних розподілів відносної
водності була виконана за допомогою інтерполяційних поліномів.
Коефіцієнти визначали за методом найменших квадратів [3]. Криві
вертикальних розподілів відносної водності в хмарах різних форм
описано такими формулами:
St y = 0,529 + 1,061x – 0,242x2
Sc y = 0,410 + 1,472x – 0,505x2
Ns y = 0,706 + 1,452x – 1,918x2 + 0,796x3
Ac, As y = 1,022 – 3,284x + 8,989x2 – 4,901x3 – 0,821x4
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
H відн.
W відн.
130
Коефіцієнти кореляції між фактичними розподілами відносної
водності і побудованими за формулами становлять: у St – 0,999, Sc –
0,999, Ns – 0,991 і Ac, As – 0,993.
Особливість отриманих результатів полягає в тому, що вони
визначені на основі аналізу надзвичайно великої кількості вимірів
водності, які виконували в процесі вертикальних зондувань конкретних
форм хмар в одному й тому ж самому фізико-географічному районі.
Аналогів, представлених у наших базах даних, у світі немає. Вертикальні
розподіли водності в основних формах хмар та їх апроксимація
відповідними інтерполяційними поліномами можуть бути використані
для вирішення як теоретичних, так і прикладних завдань.
Висновки
У центральних районах України в холодний період року для
основних форм хмар характерні такі параметри:
– товщина St, Sc не перевищує 800 м у 95 % випадків, крапельних
Ns – у 55 %, Ac – у 87 % і As – у 69 %;
– для всієї сукупності досліджених хмар характернішою є від’ємна
температура на нижній межі: Tнм до -8° С у St спостерігають у 69 %
випадків, Sc – 60 %, Ns – 66 %; максимальна повторюваність Tнм у Ac, As
приходиться на інтервал -4…-12° С;
– середню водність у межах 0,01-0,20 г/м3 у St фіксують у 57 %
випадків, Sc – 71 %, Ns – 64 % , Ac – 86 % і As – 83 %.
Вертикальні профілі відносної водності побудовано за даними
зондувань 1188 хмар (7160 вимірів водності).
Залежність вертикальних профілів відносної водності від знаку
температури на нижній межі хмар незначна: різниця у вузлах розподілів у
St становить 1 %, Sc – 4 %, Ns – 4,4 %.
Вертикальні профілі відносної водності апроксимовані
інтерполяційними поліномами.
Коефіцієнти кореляції між фактичними розподілами відносної
водності і побудованими за формулами становлять: St – 0,999, Sc – 0,999,
Ns – 0,991 і Ac, As – 0,993.
* *
131
1. Мазин И.П., Монахова Н.А., Шугаев В.Ф. Вертикальное распределение
водности и оптических характеристик в континентальных облаках слоистых
форм // Метеорология и гидрология. – 1996. – № 9. – С. 14-34.
2. Облака и облачная атмосфера. Справочник / Под ред. Мазина И.П,
Хргиана А.Х. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 647 с.
3. Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. – М.: Изд-во физ.-
мат. лит., 1962. – 344 с.
Український науково-дослідний
гідрометеорологічний інститут, Київ
Т.Н. Заболоцкая, Т.Н. Шпиталь, В.Н. Подгурская
Вертикальное распределение водности в облаках различных форм
По данным самолетных зондирований атмосферы над центральными
районами Украины (1961-1990 гг.) определены вертикальные профили
водности в основных формах облаков холодного периода года. Вертикальные
распределения водности представлены безразмерными показателями и
аппроксимированы интерполяционными полиномами.
Ключевые слова: самолетное зондирование атмосферы, вертикальный
профиль водности, разные формы облаков, безразмерный показатель,
аппроксимация, интерполяционные полиномы.
T.M.Zabolotska, T.M.Shpital, V.M.Pidgurska
The vertical distribution of liquid–water content in different cloud forms
By the data of airborne observations over central regions of Ukraine in 1961–1990
years have been determined the vertical distributions of relative liquid–water content
in main cloud forms: stratus, stratocumulus, nimbostratus, systems of nimbostratus
and altostratus, altocumulus, altostratus. The vertical distributions of relative
liquid–water content have been approximated by interpolation polynomials.
Keywords: airborne cloud observations, vertical distribution of liquid-water content,
different cloud forms, dimensionless indicator, approximation, interpolation
polynomials.
|