3.5.2. Висотний циклон - структура хмарності на супутниковому зображенні

Висотний циклон має відповідне поле тиску тільки у верхніх шарах тропосфери. Як правило, він складається з хмарних смуг і конвективних хмар, які розташовуються в його центрі.

Висотний циклон - це тривале явище з характерним циклом розвитку. Хмарна структура на IR, VIS і WV зображеннях характеризує певну стадію розвитку даного баричного утворення.

• Стадія розвитку висотної улоговини (рис.3.64): на цій стадії відбувається розвиток висотної улоговини за фронтальною хмарною смугою. На супутниковому зображенні спостерігається добре розвинена фронтальна хмарна смуга в передній частині висотної улоговини. На VIS і IR зображеннях ця смуга має білий колір, характеризуючи щільну, багатошарову хмарність. В тиловій частині висотної улоговини прослідковуються волокнисті хмари верхнього ярусу, які зазвичай пов'язані з наступаючим теплим фронтом. На відміну від фронтальної хмарності ці хмари верхнього ярусу можуть спостерігатися тільки на IR і WV зображеннях. На WV зображенні спостерігаються дві зони підвищеної вологості (світло сірі області в WV каналі), які розташовуються в передній і тиловій частинах висотної улоговини. У центрі висотної улоговини спостерігається суха повітряна маса, що виглядає темною областю на WV зображенні. Може також існувати хмарність у холодній повітряній масі, яку не видно на WV зображенні.

Рис.3.64. Схематичне зображення стадії розвитку висотного циклону

• Стадія розриву (рис.3.65): це стадія, коли висотна улоговина стає все більш яскраво вираженою і в остаточному підсумку відривається від фронтального потоку. Тому ця стадія розвитку характеризується фронтальною хмарною смугою, що розривається в північно-східній частині улоговини (область, що називається «розрив», на схемі нижче). Та частина фронтальної хмарної смуги, що залишається в передній частині улоговини, починає циклонічно закручуватися. У деяких випадках спостерігається циклонічне викривлення хмарної смуги в тиловій частині улоговини. Ця хмарність утворюються в результаті конвергенції в середніх і верхніх шарах тропосфери. Вона показана на IR зображенні ясно-сірим, білим кольором, а на VIS зображенні темно-сірим або сірим. На WV зображенні спостерігається смуга вологої повітряної маси з циклонічною кривизною. Крім тих особливостей, які характерні для холодної повітряної маси, центр улоговини має темно-сірий, чорний колір, що характеризує суху, стратосферну повітряну масу. У той час як на IR зображенні за структурою проявляється тільки область розриву висотної улоговини, по особливостях WV зображення можна спостерігати переміщення вологої повітряної маси, що впливає на даний процес.

Рис.3.65. Схематичне зображення стадії розриву висотного циклону

• Стадія відокремлення (рис.3.66): це стадія, коли відділяється й утворюється окрема висотна улоговина. На стадії відокремлення циклонічна кривизна обох хмарних смуг підсилюється. На WV зображенні часто циклонічна спіраль розвивається від краю в центр висотного циклону.

Рис.3.66. Схематичне зображення стадії відокремлення висотного циклону

• Кінцева стадія (рис.3.67.): наприкінці циклу розвитку висотний циклон звичайно поєднується з висотною улоговиною в основному зональному потоці. Також можливо, що висотний циклон стає майже стаціонарним і починає заповнюватися, але такий тип розвитку нехарактерний для Європи.

Рис.3.67. Схематичне зображення кінцевої стадії розвитку висотного циклону

Додаткові характеристики

В результаті потенційно нестійкої стратифікації тропосфери, що спостерігається в центрі висотного циклону, можливий розвиток конвективної хмарності. Над морською поверхнею відбувається інтенсивний розвиток хмарності. Однак над земною поверхнею, в області центра висотного циклону, затягнутого хмарністю, іноді прослідковуються конвективні осередки (рис.3.68).

Рис.3.68. Розподіл хмарності у висотному циклоні

Крім основного процесу відокремлення, спостерігається вторинна циклонічна циркуляція, що розвивається в основній. Ця вторинна циркуляція має менший масштаб і дуже часто пов'язана з розташуванням чорного «ока» на WV зображенні (рис.3.69).

Рис.3.69. Схематичне зображення вторинної циклонічної циркуляції у висотному циклоні

На зображеннях вище показана перша стадія розвитку висотного циклону, стадія висотної улоговини (рис.3.70). На IR, як і на WV зображеннях, спостерігається хмарна смуга циклонічної кривизни, що знаходиться зі східного краю улоговини й простягається від Бельгії уздовж Німеччини до Балтійського моря.

24 січня 1998/00.00 UTC - Meteosat IR зображення	24 січня 1998/00.00 UTC - Meteosat WV зображення
24 січня 1998/06.00 UTC - Meteosat IR зображення	24 січня 1998/06.00 UTC - Meteosat WV зображення
Рис.3.70. Розвиток висотного циклону по зображенням з супутника METEOSAT

Через шість годин розпочинається стадія розриву (рис.3.71). На IR зображенні (зображення ліворуч) спостерігається розрив хмарної смуги, розташованої над південним сходом Швеції (приблизно в точці 57п.ш./16с.д.). На WV зображенні (праворуч) прослідковується смуга вологої повітряної маси, що простяглася від Атлантики уздовж Франції, Німеччини, Балтійського моря до північного заходу Росії. В області, де відбувається процес розриву, смуга вологої повітряної маси має структуру хвилі. Низькі значення пікселів, які спостерігаються на півдні Швеції (приблизно в точці 57п.ш./15с.д.), характеризують початок циклонічної циркуляції висотного циклону.

24 січня 1998/12.00 UTC - Meteosat IR зображення	24 січня 1998/12.00 UTC - Meteosat WV зображення
24 січня 1998/12.00 UTC - Meteosat VIS зображення
Рис.3.71. Стадія розриву розвитку висотного циклону (зображення з супутника METEOSAT)

До 12.00 UTC висотний циклон досяг стадії відриву. Центр циклону розташований над Францією приблизно 52п.ш./11с.д. Циклонічно скривлена хмарна смуга розташовується від Франції уздовж Чехії до Польщі і характеризується високими значеннями пікселів у всіх трьох каналах (IR, WV і VIS зображення), показуючи щільну й багатоярусну хмарність. На відміну від цього, у центрі циклону розташовуються в основному хмари нижнього ярусу, які виглядають білими на VIS і сірими на IR зображеннях.

На зображеннях нижче (рис.3.72) показана заключна стадія розвитку висотного циклону. Показано, приклад, коли висотна улоговина над Атлантикою «ловить» висотний циклон над Ірландією, що рухається повільно в західному напрямку.

9 травня 2001/12.00 UTC - Meteosat IR зображення	10 травня 2001/00.00 UTC - Meteosat IR зображення
Рис.3.72. Заключна стадія розвитку висотного циклону ( зображення з супутника METEOSAT).

На зображеннях на рис.3.73 показаний добре розвинутий висотний циклон, що перебуває в стадії відриву й розташовується над Середземним морем між Сардинією й Тунісом. На IR (ліворуч, угорі) і VIS зображеннях (праворуч угорі) хмарна спіраль з циклонічною кривизною проходить від Тунісу уздовж Тірренського й Середземного морів до південного узбережжя Сардинії. Cb хмарність спостерігається у фронтальній смузі й у центрі циклону. На WV зображенні найкраще проглядається місцезнаходження циклону (приблизно над точкою 38п.ш./09с.д.). У межах цієї області спостерігаються ніздрюваті хмарні кластери, які можна бачити на WV зображенні.

На супутниковому зображенні на рис.3.74 в 00.00 UTC спостерігається висотний циклон над північчю Іспанії й західним узбережжям Франції. Центр циклону, що характеризується розвитком конвективних осередків, перебуває над Біскайською затокою, приблизно в точці 44п.ш./03з.д. Вторинна циклонічна циркуляція розвивається на краю основної й перебуває над північним заходом, приблизно 48п.ш./04з.д. Через шість годин цей вторинний циклон, що рухався над південним заходом Англії, створив хмарність середнього ярусу над Англійським каналом.

5 серпня 1998/06.00 UTC - Meteosat IR зображення	5 серпня 1998/12.00 UTC - Meteosat VIS зображення
5 серпня 1998/12.00 UTC - Meteosat WV зображення
Рис.3.73. Розвинутий висотний циклон (зображення з супутника METEOSAT).

24 вересня 1998/00.00 UTC - Meteosat IR зображення; помаранчевий: АТ 500 hPa	24 вересня 1998/06.00 UTC - Meteosat IR зображення; помаранчевий: АТ 500 hPa
Рис.3.74. Висотний циклон з розвитком конвективних осередків ( зображення з супутника METEOSAT).