Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов
Представлены результаты совместного анализа вариаций приземного давления и потока мюонов во время прохождения над Европой урагана “Кирилл”, регистрируемых в мониторинговом режиме в низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института НАН Украины. Обнару жен и объяснен временной сдвиг между эт...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Радиофизика и радиоастрономия |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98200 |
| 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: | Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов / А.А. Сопин, Ю.М. Ямпольский // Радиофизика и радиоастрономия. — 2011. — Т. 16, № 1. — С. 62-69. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859869164981714944 |
|---|---|
| author | Сопин, А.А. Ямпольский, Ю.М. |
| author_facet | Сопин, А.А. Ямпольский, Ю.М. |
| citation_txt | Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов / А.А. Сопин, Ю.М. Ямпольский // Радиофизика и радиоастрономия. — 2011. — Т. 16, № 1. — С. 62-69. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Радиофизика и радиоастрономия |
| description | Представлены результаты совместного анализа вариаций приземного давления и потока мюонов во время прохождения над Европой урагана “Кирилл”, регистрируемых в мониторинговом режиме в низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института НАН Украины. Обнару жен и объяснен временной сдвиг между этими процессами. В рамках общепринятой модели
холодного циклонического фронта определены его пространственно-временные параметры, в частности, угол наклона и горизонтальная протяженность. Результаты согласуются с известными данными.
Надаються результати спільного аналізу варіацій приземного тиску та потоку мюонів під час проходження над Європою урагану “Кирілл”, реєстрованих умоніторинговому режимі в низькочастотній обсерваторії Радіоастрономічного інституту НАН України. Виявлено та пояснено часовий зсув між цими процесами. У рамках загальноприйнятої моделі холодного циклонічного фронту визначено його просторово-часові параметри, зокрема, кут нахилу і горизонтальну довжину. Результати узгоджуються з відомими даними.
Results are presented of joint analysis of variations
in the surface pressure and muon flux observed
at the Low Frequency Observatory of the Institute
of Radio Astronomy NAS–Ukraine during the passage
of the Kyrill storm over Europe. A time lag
between the processes has been found and explained.
The commonly accepted model of a cold cyclonic
front is used to estimate space and time characteristics
of the cyclonic front, specifically, the slope
angle and horizontal dimension. The results are in
good agreement with the characteristic parameters
for cold fronts known from the literature.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:49:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
Радиофизика и радиоастрономия, 2011, т. 16, №1, с. 62-69
ISSN 1027-9636 © А. А. Сопин, Ю. М. Ямпольский, 2011
УДК 551.510.52, 537.874.34
Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл”
по синхронным измерениям давления и потока мюонов
А. А. Сопин, Ю. М. Ямпольский
Радиоастрономический институт НАН Украины,
ул. Краснознаменная, 4, г. Харьков, 61002, Украина
E-mail: sopin@rian.kharkov.ua
Статья поступила в редакцию 26 октября 2010 г.
Представлены результаты совместного анализа вариаций приземного давления и потока мюонов
во время прохождения над Европой урагана “Кирилл”, регистрируемых в мониторинговом режи-
ме в низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института НАН Украины. Обнару-
жен и объяснен временной сдвиг между этими процессами. В рамках общепринятой модели
холодного циклонического фронта определены его пространственно-временные параметры,
в частности, угол наклона и горизонтальная протяженность. Результаты согласуются с извест-
ными данными.
Ключевые слова: циклон, холодный фронт, космические лучи, мюон, тропосфера, ГНСС
1. Введение
Актуальными направлениями современной
физики геокосмоса являются исследования вза-
имосвязей тропосферной и космической погод-
ных систем и развитие методов дистанционной
диагностики атмосферы и ближнего космоса.
Дистанционная диагностика основана на взаи-
модействии пробных сигналов различной приро-
ды с нейтральным и плазменным окружением
Земли. В последнее время появились публика-
ции, в которых представлены результаты исполь-
зования в качестве “зондирующего сигнала” по-
токов вторичных космических лучей (КЛ) [1, 2].
Это направление развивается и в настоящей
работе. Физической предпосылкой данного ме-
тода диагностики является взаимодействие КЛ
как с магнитным полем Земли, так и с части-
цами атмосферы. Интенсивность этого взаи-
модействия зависит от параметров среды, в
которой распространяются частицы, и от их
энергии. Условно источники вариаций интенсив-
ности вторичных КЛ можно разделить на две
части: внеземного и земного происхождения
(атмосферного и геомагнитного) [3]. Вариации
атмосферного происхождения обусловлены раз-
личными метеорологическими эффектами, при-
водящими к изменению условий генерации
и прохождения частиц через атмосферу. Поток
мюонов, достигая поверхности Земли, несет
в себе информацию о состоянии и динамике
околоземного пространства и атмосферы [1, 2].
Следовательно, регистрация и последующий
анализ мюонных данных могут дать сведения
о процессах в тропосфере и могут быть ис-
пользованы для их изучения.
Современный подход к дистанционному
мониторингу атмосферы с помощью КЛ осно-
вывается на обширных материалах экспери-
ментальных и теоретических исследований,
полученных во второй половине ХХ в. [3].
В этих исследованиях основной целью было
изучение природы первичных КЛ и факторов,
влияющих на интенсивность потока вторич-
ных КЛ у поверхности Земли. В настоящее
время решается обратная задача – осуществ-
ляется восстановление характеристик атмос-
феры по измерениям временных вариаций
потока мюонов у поверхности Земли.
Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов
63Радиофизика и радиоастрономия, 2011, т. 16, №1
В работе предпринята попытка изучения
динамики тропосферного события – заклю-
чительной фазы мощного циклона “Кирилл” –
по данным о вариациях метеопараметров и ин-
тенсивности потока мюонов.
2. Экспериментальные данные
Основные экспериментальные данные, ис-
пользованные в работе, получены в низкочас-
тотной обсерватории (НЧО) Радиоастрономи-
ческого института НАН Украины (с. Мартовая
Харьковской обл., 49 56′° с. ш., 36 57′° в. д.)
<http://ri.kharkov.ua/geospace/observatory.html>.
В обсерватории в непрерывном режиме функ-
ционирует приемно-измерительный научно-ис-
следовательский комплекс аппаратуры электро-
магнитного зондирования окружающей среды.
Комплекс предназначен для изучения и диаг-
ностики тропосферы и геокосмоса. В работе
использовались также метеорологические дан-
ные, доступные в сети Интернет.
Интенсивность потока мюонов измерялась
специальным мюонным телескопом [4], создан-
ным в Восточноукраинском национальном уни-
верситете имени В. Даля. В детекторе мюонов
используется параллелепипед с размерами
0.2 0.2 0.1× × м из полиметилметакрилата со
сцинтилляционной добавкой. Характерная
ширина диаграммы направленности приемной
“антенны” составляет около 100 .° Атмосфер-
ное давление измерялось автоматической ме-
теомагнитной станцией LEMI №17 <http://
www.isr.lviv.ua/lemi017ru.htm>. Темп опроса
обоих приборов составлял 1 с, синхронизация
по времени осуществлялась GPS приемником.
Регулярные метеорологические наблюдения
и регистрация мюонов в НЧО проводятся
с января 2007 г. Результаты предварительной
обработки накапливаемых данных в реальном
времени доступны в Интернете на сайте отде-
ла радиофизики геокосмоса РИ НАН Украины
<http://ri.kharkov.ua/geospace>.
Для проведения исследований в рамках
настоящей работы были совместно исполь-
зованы данные о давлении и потоке мюонов
за 2007–2008 гг. Особое внимание было уде-
лено тропосферным событиям, во время кото-
рых наблюдались значительные перепады дав-
ления (более 20 гПа), в частности, заключитель-
ной фазе штормового циклона “Кирилл”, прошед-
шего над Европой 18-20 января 2007 г. Метеоро-
логические процессы в главной фазе этого по-
годного фронта над Центральной Европой под-
робным образом освещены в [5], а ионосфер-
ные эффекты, порожденные этим аномальным
атмосферным явлением, проанализированы
в работе [6].
3. Результаты измерений
и обработки данных
Результаты обработки накопленных в НЧО
данных показывают, что мюонный телескоп
работает стабильно на протяжении трех лет
эксплуатации. Барометрический коэффициент,
связывающий относительные вариации потока
мюонов и давления, полученный по данным за
два года, оценивается значением 0.22 % /гПа,
что согласуется со значениями, приводимыми
для мюонных детекторов подобной конст-
рукции [7-9].
Представляет интерес обнаружение запаз-
дывания значительных вариаций потока мюонов
относительно аномальных вариаций атмосфер-
ного давления. Подобные эффекты были обна-
ружены довольно давно [10, 11], однако до на-
стоящего времени не использовались для диаг-
ностики самого погодного фронта. Величина
этого запаздывания изменяется в зависимости
от пространственной структуры и скорости
переноса атмосферных масс, изменения кото-
рых в свою очередь приводят к заметным ва-
риациям потока КЛ, регистрируемого назем-
ным наблюдателем.
Основным объектом исследований являл-
ся циклонический шторм “Кирилл” в его пери-
ферической части над территорией Восточ-
ной Украины. На рис. 1 приведены графики ва-
риаций давления и потока мюонов с 11 по 31
января 2007 г., т. е. перед ураганом, во время и
после него. Прохождение этого атмосферного
фронта сопровождалось сильным перепадом
давления 18–19 января более чем на 30 гПа.
Следует отметить, что такой перепад давле-
ния являлся экстремально большим, значитель-
но превышающим среднеквадратическое от-
клонение вариаций давления за весь двухлет-
А. А. Сопин, Ю. М. Ямпольский
64 Радиофизика и радиоастрономия, 2011, т. 16, №1
ний период наблюдений (~ 8 гПа). Вариации
потока мюонов сглажены методом скользя-
щего среднего с использованием прямоуголь-
ного окна длительностью 5 ч с шагом 1 ч.
Процедура сглаживания была проведена для
устранения “быстрых” вариаций потока мюо-
нов, не связанных с изменениями давления.
Временные зависимости на рис. 1 демонст-
рируют заметную антикорреляцию во всем ин-
тервале наблюдений, что является следствием
известного барометрического эффекта – при
увеличении давления уменьшается поток КЛ,
регистрируемый на поверхности Земли. Коэф-
фициент корреляции, рассчитанный для вариа-
ций, представленных на рис. 1, равен 0.54.k = −
Барометрический коэффициент оценен вели-
чиной 0.28 % /гПа .Pk = −
На рис. 2 показан фрагмент зависимостей
вариаций давления, потока мюонов и тропос-
ферной зенитной задержки (ТЗЗ) радиосиг-
налов глобальной навигационной спутниковой
системы (ГНСС) в интервале времени, в те-
чение которого непосредственно наблюда-
лись проявления фронтальных процессов над
Харьковом. Тропосферная задержка рассчи-
тывалась при совместной обработке данных
перманентных ГНСС станций и выражается
в метрах как рефракционное удлинение траек-
тории радиосигналов системы глобального по-
зиционирования. Данные о задержке для стан-
ции “KHAR” (Харьков) с темпом 1 ч были
взяты из архива службы IGS (The International
GNSS Service) <http://garner.ucsd.edu/pub/tropo-
sphere/>. Использование зависимостей ТЗЗ для
анализа динамики фронтальных процессов обус-
ловлено тем, что данная величина является ин-
тегральной характеристикой, зависящей от вы-
сотного распределения давления, влажности и
температуры “над головой” наблюдателя [12].
Поскольку фронтальная зона разделяет об-
ласти с резко отличающимися атмосферными
параметрами, прохождение погодного фронта
приводит к значительным изменениям ТЗЗ, что
позволяет диагностировать динамику такого
процесса.
Вариации ТЗЗ для анализируемого собы-
тия имеют следующую особенность – поло-
жение минимума запаздывает относительно
минимума давления и опережает положение
максимума потока мюонов. Это связано с тем,
что влажность воздуха падает по мере про-
движения холодного фронта, спустя некоторое
время большая часть водяного пара выпа-
дает в виде осадков или переходит в твердую
фазу. Поскольку ТЗЗ зависит от содержания
водяного пара, при достаточно низком давле-
нии формируются условия для наблюдения ми-
нимума ТЗЗ.
Около 14 часов 18 января давление упало
ниже среднемесячного значения и продолжало
уменьшаться вплоть до полудня 19 января.
Минимальное давление, соответствующее
Рис. 1. Временные зависимости вариаций давле-
ния (сплошная линия) и потока мюонов (пунктир-
ная линия)
Рис. 2. Временные зависимости вариаций давле-
ния (кривая 1), потока мюонов (кривая 2) и ТЗЗ
(кривая 3, масштаб показан стрелкой) во время
прохождения урагана “Кирилл” над Харьковом
Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов
65Радиофизика и радиоастрономия, 2011, т. 16, №1
прохождению атмосферного фронта у поверх-
ности земли, наблюдалось 19 января в 17 часов.
Минимум давления выражен нечетко, представ-
ляет собой пологий и достаточно протяжен-
ный во времени интервал, в течение которого
изменение давления не превышало 0.5 гПа,
длительностью около семи часов. Характерный
временной масштаб этого фронтального про-
цесса можно оценить примерно в одни сутки.
Перепад давления при этом составлял 28 гПа.
Максимум потока мюонов был зарегистриро-
ван в 5 часов 20 января, на двенадцать часов
позже минимума давления.
4. Обсуждение
и интерпретация результатов
Первичные КЛ начинают интенсивно взаимо-
действовать с ядрами молекул воздуха на уровне
100 200÷ гПа [13] (высоты 16 11÷ км). В диа-
пазоне геопотенциальных высот 100 300÷ гПа
расположена зона максимума интенсивности
образования мюонов, которая в первом приб-
лижении может считаться их основным ис-
точником и ниже которой происходит только
поглощение мюонов. При движении в атмо-
сфере мюон теряет энергию на ионизацию [3].
Если он потерял энергию в начале своего пути,
то вероятность того, что он достигнет поверх-
ности земли ниже, чем если такая потеря энер-
гии произойдет в конце пути. Число мюонов,
которые могут достигать поверхности, зави-
сит от средней длины пройденного пути, коли-
чества и распределения плотности вещества
на этом пути. Повышение атмосферного дав-
ления приводит к тому, что на пути распрост-
ранения мюонов становится больше вещества,
увеличивается поглощение и уменьшается
их интенсивность, регистрируемая на поверх-
ности Земли [9]. Аналогичное влияние оказы-
вает рост температуры – тропосфера утол-
щается (увеличивается барическая ступень),
увеличивается длина пройденного пути, и,
как следствие, поток мюонов уменьшается.
Перечисленные эффекты обуславливают боль-
шую часть метеорологических вариаций по-
тока КЛ.
Обнаруженный временной сдвиг между
моментами наблюдения экстремумов давле-
ния и потока мюонов может быть объяснен в
рамках простой геометрической модели по-
годного фронта [12] (рис. 3) в предположении,
что генерация мюонов происходит на одном
фиксированном изобарическом уровне и не
зависит от других факторов. Если считать, что
интенсивность источника мюонов не меняет-
ся, наблюдаемые вариации потока мюонов
определяются только изменением высотного
Рис. 3. Геометрическая модель холодного фронта
А. А. Сопин, Ю. М. Ямпольский
66 Радиофизика и радиоастрономия, 2011, т. 16, №1
профиля давления, температуры и плотности
воздуха в тропосфере, в слое между источни-
ком и детектором частиц. По мере распростра-
нения холодного фронта над пунктом наб-
людения происходит замещение теплого возду-
ха холодным, средняя температура газа при
этом снижается. Как следствие этого, умень-
шается величина барической ступени – в холод-
ной воздушной массе давление падает с вы-
сотой быстрее, чем в теплой. В результате
на фиксированных высотах давление в теплом
и холодном воздухе становится неодинаковым,
в теплом оно выше. В целом в циклоне изоба-
ры “прогибаются” в виде воронок, снижаясь
от периферии к центру. “Прогиб” изобар по вы-
соте совпадает с положением фронтальной
поверхности. Аналогичным образом ведет себя
и тропопауза, над хорошо развитым циклоном
она “прогнута” вниз и ее высота снижается.
Таким образом, высота источника мюонов
различна для теплых и холодных воздушных
масс. В частности, еще в первых работах
по этой тематике [11] было показано, что во
время прохождения холодного фронта вариа-
ции высоты источника мюонов (поверхности
200 гПа) в зависимости от изменений давле-
ния составляла несколько сотен метров на вы-
сотах порядка 10 км.
Представленная модель предполагает, что
максимум потока мюонов соответствует мо-
менту завершения прохождения фронтальной
зоны над детектором. В это время на фоне
общего уменьшения количества вещества,
связанного с падением давления, и пониже-
ния температуры происходит уменьшение вы-
соты изобарического уровня, на котором рас-
положен источник мюонов, что в совокуп-
ности дает предпосылки для наблюдения
эффекта.
В используемой модели холодный фронт
представляет собой двумерную граничную
зону, разделяющую две воздушные массы,
отличающиеся метеорологическими парамет-
рами, наклоненную в сторону, противополож-
ную движению фронта под небольшим углом
(0.5 2 )° ÷ ° к горизонту [12]. Из-за малого
наклона поперечное сечение фронта растяги-
вается на сотни километров. Момент прохож-
дения фронтальной зоны у поверхности ха-
рактеризуется минимумом давления. Получен-
ный из наблюдений временной сдвиг между ми-
нимумом давления и максимумом потока мю-
онов можно интерпретировать как задержку
между моментами прохождения фронтальной
зоны у поверхности и на высоте тропопаузы.
Согласно данным радиозондов высота тропо-
паузы H над Харьковом 19–20 января 2007 г.
была в пределах 10.5 8÷ км <http://weather.
uwyo.edu/upperair/europe.html>. Таким образом,
в рамках упрощенной модели фронта по вели-
чине измеряемого сдвига между вариация-
ми приземного давления и потока мюонов τ
можно оценить вертикальную скорость пере-
мещения фронтальной зоны, ~ .zV H τ Оцен-
ки вертикальной скорости движения воздуш-
ных масс при значениях высоты тропопаузы
7,H = 8 и 9 км и фиксированной временной
задержке 12τ = ч дают значения 0.16,zV =
0.19 и 0.21 м/с соответственно.
Горизонтальная скорость движения фронта
определялась с учетом формы изолиний поло-
жения минимумов давления, построенных по
данным европейских метеостанций <http://meteo.
infospace.ru/wcarch/html/index.sht>, (рис. 4). Ре-
зультаты работы [5], в которой описан про-
цесс развития урагана “Кирилл”, и метеороло-
гические данные показали, что циклон “Ки-
рилл” дошел до Украины, замедляясь, теряя
свою силу и разрушаясь. Так, например, фор-
ма перепада давления в Киеве и Харькове
существенно не изменилась, но скорость па-
дения давления восточнее, в Харькове, была
меньше, чем в Киеве. Анализ изолиний дал
возможность оценить направление движения
циклона на завершающем этапе его существо-
вания – он двигался практически строго с запа-
да на восток. Синхронные измерения давления
в Киеве и Харькове (разнос между приемны-
ми пунктами составлял ~ 412 км) позволили
оценить временную задержку (6–7 ч), а сле-
довательно, оценить горизонтальную скорость
переноса воздушных масс (~ 60 70÷ км/ч).
С учетом того, что движение фронта с запа-
да на восток постепенно замедлялось (рас-
стояние между изолиниями уменьшается,
см. рис. 4), горизонтальная скорость движе-
ния фронта непосредственно над Харьковом
снизилась до 40 км/ч.
Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов
67Радиофизика и радиоастрономия, 2011, т. 16, №1
С помощью полученных оценок горизонталь-
ной xV скорости движения фронтальной зоны
можно определить ее протяженность (горизон-
тальную проекцию ~ )x xL V τ и угол наклона
(tg ~ )xH Lα (см. таблицу). Жирным шриф-
том выделены наиболее вероятные значения
скорости и угла наклона. Полученные геомет-
рические параметры, описывающие принятую
модель фронта, согласуются с данными для
холодных фронтов [14-16]. Приведенные зна-
чения угла наклона фронтальной поверхности
одного порядка с теоретической оценкой угла
1.1 ,α ≈ ° рассчитанной по известной в метео-
рологии формуле Маргулиса [15, 16]:
2 1 1 2
1 2
tg ,
( ) m
l v T v T l vT
g T T g T
− Δα = ≈
− Δ
где 41.2 10 ;l −= ⋅ 29.8 м с ;g = 1,v 2v – ско-
рости ветра соответственно в теплой и холод-
ной воздушных массах; 1,T 2T – температуры
воздушных масс; 250mT = К – средняя тем-
Рис. 4. Изолинии положения минимума атмосферного давления с 18 по 20 января 2007 г.
Таблица. Расчетные параметры фронтальной зоны для нескольких
модельных значений высот тропосферы H и горизонтальных скоро-
стей перемещения фронта для временного сдвига 12τ = ч
9 388.8 1.03 1.18 1.33
10 432.0 0.93 1.06 1.19
11 475.2 0.84 0.96 1.09
12 518.4 0.77 0.88 0.99
13 561.6 0.71 0.82 0.92
Горизонтальная
скорость, м/с
Протяженность
фронтальной
зоны, км
Угол наклона, градусы
7 кмH = 8 кмH = 9 кмH =
А. А. Сопин, Ю. М. Ямпольский
68 Радиофизика и радиоастрономия, 2011, т. 16, №1
пература воздуха; 2vΔ ≈ м/с и 3.2 CTΔ ≈ ° –
разности скоростей ветра и температур.
Циклон “Кирилл” был очень мощным по-
годным образованием, и это позволило предпо-
ложить, что фронтальная поверхность достиг-
ла границ тропопаузы. Для менее мощных
циклонов высота фронта может быть меньше,
следовательно, оценки вертикальной скорости
по используемой в работе методике могут
давать существенные погрешности. Тем не
менее, поскольку прямые измерения вертикаль-
ной скорости движения атмосферных масс во
фронтальной области крайне затруднительны,
такие опосредованные оценки имеют важное
значение для построения моделей циклоничес-
ких фронтов. В рамках этой же упрощенной
модели можно решить обратную задачу –
определить высоту развития циклона. Алго-
ритм решения этой задачи следующий: необ-
ходимо постулировать, что угол наклона фрон-
тальной зоны к поверхности земли не зависит
от высоты, и по величине наблюдаемой за-
держки между минимумом давления и макси-
мумом потока мюонов получить оценку высо-
ты верхней границы циклонического фронта.
Например, при угле наклона фронтальной зоны
1.1 ,° полученном по формуле Маргулиса [16],
и скорости перемещения фронта 35 км/ч рас-
четная высота циклона порядка 8.1 км.
5. Заключение
Совместные наблюдения вариаций потока
мюонов и давления в НЧО Радиастрономичес-
кого института НАН Украины позволяют полу-
чать новую информацию о динамике тропосфер-
ных событий. Многолетние ряды синхронных на-
блюдений вариаций потока мюонов и атмосфер-
ных параметров позволили установить надеж-
ную связь между мощными погодными возму-
щениями и изменениями интенсивности потока
мюонов. В частности, установлена значимая ан-
тикорреляция вариаций КЛ и приземного давле-
ния, а также обнаружена большая временная
задержка между этими процессами.
Величина задержки, полученная на приме-
ре мощного урагана “Кирилл” в рамках упро-
щенной модели циклона, позволила определить
вертикальную скорость перемещения фрон-
тальной зоны и, совместно с результатами
анализа давления в пространственно разнесен-
ных пунктах, оценить геометрические разме-
ры фронтальной структуры. Результаты изме-
рения задержки вариаций потока мюонов мо-
гут быть также полезными для оценки скорос-
ти распространения погодных возмущений
на ионосферные высоты.
Авторы считают своим приятным долгом
поблагодарить доцента В. Войтенко (ВНУ
им. В. Даля) за разработку мюонного детекто-
ра и помощь в его установке в НЧО РИ НАНУ,
а также Е. Занимонского (РИ НАНУ) за по-
мощь в обработке данных ГНСС наблюдений.
Мы признательны персоналу НЧО РИ НАНУ
за обеспечение непрерывных многолетних ме-
теорологических наблюдений и регистраций
КЛ, а также А. Колоскову и А. Кащееву (РИ
НАНУ) за существенный вклад в создание
автоматизированной системы сбора и архиви-
рования геофизических данных в НЧО. Авторы
признательны А. Г. Боеву за ряд конструктив-
ных замечаний.
Литература
1. Барбашина Н. С., Борог В. В., Дмитриева А. Н.,
Кокоулин Р. П., Компаниец К. Г., Петрухин А. А.,
Тимашков Д. А., Шутенко В. В., Яшин И. И.
Мюонная диагностика атмосферы и магнитосфе-
ры Земли // Изв. РАН. Сер. физ. – 2007. – Т. 71,
№7. – С. 1069-1071.
2. Borog V. V., Belonosova O. V., Davydov A. S.,
Kruchenitskii G. M., Perov S. P., and Yanke V. G. Study
of Atmospheric Temperature at Different Altitudes
Using Muon Angular Distribution at Sea Level // Proc.
29th International Cosmic Ray Conference. – Pune
(India). – 2005. – Vol. 2. – Р. 381-384.
3. Дорман Л. И. Вариации космических лучей и ис-
следование космоса. – М.: Изд. АН СССР, 1963. –
1027 с.
4. Сопін А. О., Войтенко В. П. Моделювання сиг-
налів сцинтиляційних детекторів для дослідження
просторових атмосферних варіацій потоку мюо-
нів вторинного космічного випромінювання //
Вісник Східноукраїнського національного універ-
ситету імені Володимира Даля. – 2009. – №6E: <http:/
/www.nbuv.gov.ua/e-journals/Vsunud/2009-6E/
09saovkv.htm>
5. Fink A. H., Brücher T., Ermert V., Krüger A., and
Pinto J. G. The European storm Kyrill in January 2007:
synoptic evolution, meteorological impacts and some
considerations with respect to climate change //
Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов
69Радиофизика и радиоастрономия, 2011, т. 16, №1
Nat. Hazards Earth Syst. Sci. – 2009. – Vol.9, No. 2. –
Р. 405-423.
6. Занимонский Е. М., Зализовский А. В., Лиса-
ченко В. Н., Сопин А. А., Ямпольский Ю. М.
Ионосферные возмущения над Европой, стимули-
рованные мощным атмосферным фронтом //
Радиофизика и радиоастрономия. – 2010. – Т. 15,
№2. – С. 164-170.
7. Augusto C. R. А., Navia C. E., and Robba M. B.
Search for muon enhancement at sea level from tran-
sient solar activity // Phys. Rev. D. – 2005. – Vol. 71,
Is. 10, 103011(10 pp.).
8. Puzovic J., Dragic A., Udovicic V., Jokovic D.,
Banjanac R., Anicin I. Analysis of Continuous Cos-
mic-Ray Measurements in Belgrade // Proc. 28th In-
ternational Cosmic Ray Conference. – 2003. – Truku-
ba (Japan) – Р. 1199.
9. Дорман Л. И., Фейнберг Е. Л. Вариации космичес-
ких лучей // Успехи физических наук. – 1956. – T. LIX,
вып. 2. – С. 191-227.
10. Jacklyn R. M. The barometer coefficient and air mass
effects on cosmic rays at Macquarie Island // Aust. J.
Phys. – 1954. – Vol. 7, No. 2. – P. 315-321.
11. Lindholm F. Atmospheric effects on cosmic radia-
tion, air-mass absorption and meson decay // Tellus. –
February 1950. – Vol. 2, Is. 1. – P. 63-67.
12. Thierry L. H. Gregorius and Geoffrey Blewitt. Mo-
deling weather fronts to improve GPS heights: A new
tool for GPS meteorology // J. Geophys. Res. – 1999. –
Vol. 104, No. B7. – Р. 15,261-15,279.
13. Aplin K. L., Harrison R. G., and Bennett A. J. Effect
of the troposphere on surface neutron counter mea-
surements // Adv. Space Res. – 2005. – Vol. 35, No. 8. –
Р. 1484–1491.
14. Матвеев Л. Т. Курс общей метеорологии. Фи-
зика атмосферы: учебник. – Л.: Гидрометеоиздат,
1984. – 751 с.
15. Хромов С. П. Метеорология и климатология для
географических факультетов. – Л.: Гидрометеоиз-
дат, 1964. – 499 с.
16. Дашко Н. А. Курс лекций по синоптической ме-
теорологии. – Владивосток: ДВГУ, 2005. Гл. 11. –
С. 1-55. <www.dvgu.ru/meteo/book/Synoptic/
Glava_11.pdf>.
Визначення параметрів холодного
фронту циклона “Кирілл”
за синхронними вимірюваннями
тиску та потоку мюонів
А. О. Сопін, Ю. М. Ямпольський
Надаються результати спільного аналізу
варіацій приземного тиску та потоку мюонів під
час проходження над Європою урагану “Кирілл”,
реєстрованих у моніторинговому режимі в низь-
кочастотній обсерваторії Радіоастрономічного
інституту НАН України. Виявлено та пояснено
часовий зсув між цими процесами. У рамках
загальноприйнятої моделі холодного циклоніч-
ного фронту визначено його просторово-часові
параметри, зокрема, кут нахилу і горизонталь-
ну довжину. Результати узгоджуються з відо-
мими даними.
Determination of Parameters
of a Cold Front of the Cyclone Kyrill
from Synchronous Measurements
of Atmospheric Pressure and Muon Flux
А. O. Sopin and Y. М. Yampolski
Results are presented of joint analysis of varia-
tions in the surface pressure and muon flux observed
at the Low Frequency Observatory of the Institute
of Radio Astronomy NAS–Ukraine during the pas-
sage of the Kyrill storm over Europe. A time lag
between the processes has been found and explained.
The commonly accepted model of a cold cyclonic
front is used to estimate space and time characte-
ristics of the cyclonic front, specifically, the slope
angle and horizontal dimension. The results are in
good agreement with the characteristic parameters
for cold fronts known from the literature.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98200 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1027-9636 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:49:12Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Радіоастрономічний інститут НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сопин, А.А. Ямпольский, Ю.М. 2016-04-10T15:38:38Z 2016-04-10T15:38:38Z 2011 Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов / А.А. Сопин, Ю.М. Ямпольский // Радиофизика и радиоастрономия. — 2011. — Т. 16, № 1. — С. 62-69. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98200 551.510.52, 537.874.34 Представлены результаты совместного анализа вариаций приземного давления и потока мюонов во время прохождения над Европой урагана “Кирилл”, регистрируемых в мониторинговом режиме в низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института НАН Украины. Обнару жен и объяснен временной сдвиг между этими процессами. В рамках общепринятой модели холодного циклонического фронта определены его пространственно-временные параметры, в частности, угол наклона и горизонтальная протяженность. Результаты согласуются с известными данными. Надаються результати спільного аналізу варіацій приземного тиску та потоку мюонів під час проходження над Європою урагану “Кирілл”, реєстрованих умоніторинговому режимі в низькочастотній обсерваторії Радіоастрономічного інституту НАН України. Виявлено та пояснено часовий зсув між цими процесами. У рамках загальноприйнятої моделі холодного циклонічного фронту визначено його просторово-часові параметри, зокрема, кут нахилу і горизонтальну довжину. Результати узгоджуються з відомими даними. Results are presented of joint analysis of variations in the surface pressure and muon flux observed at the Low Frequency Observatory of the Institute of Radio Astronomy NAS–Ukraine during the passage of the Kyrill storm over Europe. A time lag between the processes has been found and explained. The commonly accepted model of a cold cyclonic front is used to estimate space and time characteristics of the cyclonic front, specifically, the slope angle and horizontal dimension. The results are in good agreement with the characteristic parameters for cold fronts known from the literature. Авторы считают своим приятным долгом поблагодарить доцента В. Войтенко (ВНУ им. В. Даля) за разработку мюонного детектора и помощь в его установке в НЧО РИ НАНУ, а также Е. Занимонского (РИ НАНУ) за помощь в обработке данных ГНСС наблюдений. Мы признательны персоналу НЧО РИ НАНУ за обеспечение непрерывных многолетних метеорологических наблюдений и регистраций КЛ, а также А. Колоскову и А. Кащееву (РИ НАНУ) за существенный вклад в создание автоматизированной системы сбора и архивирования геофизических данных в НЧО. Авторы признательны А. Г. Боеву за ряд конструктивных замечаний ru Радіоастрономічний інститут НАН України Радиофизика и радиоастрономия Радиофизика геокосмоса Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов Визначення параметрів холодного фронту циклона “Кирілл” за синхронними вимірюваннями тиску та потоку мюонів Determination of Parameters of a Cold Front of the Cyclone Kyrill from Synchronous Measurements of Atmospheric Pressure and Muon Flux Article published earlier |
| spellingShingle | Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов Сопин, А.А. Ямпольский, Ю.М. Радиофизика геокосмоса |
| title | Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов |
| title_alt | Визначення параметрів холодного фронту циклона “Кирілл” за синхронними вимірюваннями тиску та потоку мюонів Determination of Parameters of a Cold Front of the Cyclone Kyrill from Synchronous Measurements of Atmospheric Pressure and Muon Flux |
| title_full | Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов |
| title_fullStr | Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов |
| title_full_unstemmed | Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов |
| title_short | Определение параметров холодного фронта циклона “Кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов |
| title_sort | определение параметров холодного фронта циклона “кирилл” по синхронным измерениям давления и потока мюонов |
| topic | Радиофизика геокосмоса |
| topic_facet | Радиофизика геокосмоса |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98200 |
| work_keys_str_mv | AT sopinaa opredelenieparametrovholodnogofrontaciklonakirillposinhronnymizmereniâmdavleniâipotokamûonov AT âmpolʹskiiûm opredelenieparametrovholodnogofrontaciklonakirillposinhronnymizmereniâmdavleniâipotokamûonov AT sopinaa viznačennâparametrívholodnogofrontuciklonakiríllzasinhronnimivimírûvannâmitiskutapotokumûonív AT âmpolʹskiiûm viznačennâparametrívholodnogofrontuciklonakiríllzasinhronnimivimírûvannâmitiskutapotokumûonív AT sopinaa determinationofparametersofacoldfrontofthecyclonekyrillfromsynchronousmeasurementsofatmosphericpressureandmuonflux AT âmpolʹskiiûm determinationofparametersofacoldfrontofthecyclonekyrillfromsynchronousmeasurementsofatmosphericpressureandmuonflux |