3.10. Особливості WV зображень

3.10.1. Темні смуги на WV зображенні

Однією з основних особливостей, яку можна спостерігати на WV зображеннях, є поява темних стрічкоподібних смуг на циклонічній стороні більш яскравих смуг. Звичайно вони з'являються на циклонічній стороні струминних течій, у тилу холодних фронтів і оклюзій і уздовж переднього краю теплого фронту.

Темна смуга характеризує низхідне сухе повітря, що може мати стратосферне походження. Таким чином, наявність такої смуги може служити:

• Як індикатор руйнування хмарності зверху;
• Характеризувати можливий розвиток атмосферної нестійкості на межі сухої і вологої повітряних мас;

Темна смуга є важливим параметром для опису багатьох концептуальних моделей атмосфери, таких як:

• Швидкий циклогенез;
• Хвиля;
• Хмарність струминної течії;
• Загострення фронту при перетинанні струминної течії;
• Холодний фронт;
• Оклюзія;
• Висотний циклон;

Аналіз WV зображення корисно проводити, якщо на зображення нанесені відносні потоки. У цьому випадку темні смуги на WV зображення часто асоціюються з опусканням сухого повітря і ізентропічним потенційним вихором швидкості.

Темні смуги на WV зображенні часто спостерігаються в зоні аномалій значень потенційного вихору швидкості. Зона найбільших градієнтів значень потенційного вихору розташовується в межах темної смуги.

Розташування темних смуг на WV зображенні може бути використане для верифікації чисельних моделей, тому що існує тісний зв'язок між значеннями потенційного вихору і WV.

На супутниковому зображенні, розташованому на рис.3.136, спостерігається темна смуга, що простягнулася від південного сходу Франції до Балтійських країн. У межах даної смуги відмічаються найбільші градієнти потенційного вихору (ПВ=2), що характеризує висоту тропопаузи.

Темна смуга на WV зображенні не тільки асоціюється із ПВ, але також є індикатором адвекції ПВ. Темні смуги мають вузьку й довгасту форму, що не описується чисельними моделями, тому за допомогою адвекції потенційного вихору можна більш точно й детально прогнозувати поля значень потенційного вихору (рис.3.137).

На відміну від ейлеровського і полу-лагранжевого методів, контур адвекції розраховується за допомогою Лагранжевого методу. Контур поля адвекції потенційного вихору складається з обмеженого числа контурів ПВ. Контур ПВ представлений набором точок, які описують елементарну криву. Кожна точка має певне значення потенційного вихору (див. схема, розташована нижче). Точки переміщуються за напрямком вітру на ізентропічній поверхні. Відповідно, контур ПВ деформується певним чином. Перевага даного методу перед эйлеровським у тому, що можна більш детально в просторі та часі описати контур ПВ. Однак необхідно розуміти, що контур адвекції ПВ отриманий у випадку припущення адіабатичності атмосфери, вільної від тертя.

19 листопада 2002/12.00 UTC - Meteosat WV зображення; червоний: значення потенційного вихору швидкості

Рис.3.136. На супутниковому зображенні спостерігається темна смуга, що простягнулася від південного сходу Франції до Балтійських країн

Рис.3.137. Схема більш точного й детального прогнозування поля значень потенційного вихору

Отриманий нижче контур поля адвекції ПВ (рис.3.138)., ґрунтується на реальному й на 6-годинному прогнозі моделі поля вітру на 218 K ізентропічної поверхні.

Метод прогнозу контуру адвекції ПВ дозволяє відновлювати детальну структуру, що може бути видна на WV зображенні. У такий спосіб цей метод може бути корисний при аналізі синоптичної ситуації у верхній частині тропосфери.

17 жовтня 2001 - ECMWF +24h контур адвекції; 12Z потенційний вихор швидкості на ізентропичній поверхні 318K	17 жовтня 2001/11.00 UTC - Meteosat WV зображення
Рис.3.138.Контур поля адвекції та WV зображення

Темні смуги й екстремальні явища погоди

Перед темною смугою на WV зображенні (рис.3.139) досить часто підсилюються конвективні явища. Сильні грози можуть розвиватися в цій зоні у випадку, коли нижня тропосфера тепла й волога. Якщо спостерігається сильний вітер у нижній частині тропосфери, то сильні пориви вітру спостерігаються в перехідній зоні, що має на WV зображенні колір від світлого до темного. Це область, де спостерігається потенційна нестійкість на самому верхньому рівні в зоні фронту.

Фронтальна конвергенція викликає сильні від’ємні аномалії в полі швидкостей вітру. Це є визначальним чинником для початку конвекції.

Холодний фронт, що спостерігається над півднем Німеччини й Франції, є Ката фронтом. Великий градієнт значень від білого до чорного на WV зображенні відповідає зоні максимальних вертикальних рухів, а також область, де потенційна нестійкість досить велика (Theta значення зменшується до рівня 700 hPa). Це також область, де перебуває зона максимальних швидкостей вітру в нижній атмосфері (60 вузлів нижче 800 гПа) (рис.3.140).

02 січня 2003/12.00 UTC - Meteosat WV зображення; червоний: пориви вітру на самому верхньому рівні у вузлах (11 - 12 UTC), положення вертикального розрізу
02 січня 2003/06.00 UTC – вертикальний розріз; чорний: ізентропи (Theta), червоний: вертикальні рухи (omega), жовтогарячий: значення WV пікселів	02 січня 2003/06.00 UTC – вертикальний розріз; чорний: ізентропи (Theta), жовтий: ізотахи, жовтогарячий: WV піксельні значення
Рис.3.139. WV зображення та вертикальний розподіл метеорологічних параметрів

. 02 січня 2003/15.00 UTC - Meteosat WV зображення; червоний: найбільші значення вітру (14 - 15 UTC)

Рис.3.140. Зона максимальних швидкостей вітру