3.8. Вплив орографії на формування хмарності

3.8.1. Хмарність із підвітряної сторони гір - структура хмарності на супутниковому зображенні

Лінії хмарності середнього і/або хмарність верхнього ярусу, що розташовується з підвітряної сторони гірського масиву. Вона розвивається, коли спостерігається вітер, спрямований перпендикулярно гірському масиву. Поява хмарності з навітряної сторони гір є результатом впливу орографії на повітряний потік. Залежно від стану атмосфери спостерігаються два типи хмарності:

• Хвилясті хмари - хмарність середнього рівня, що розташовується перпендикулярно напрямку вітру й паралельно гірському хребту. Довжина хмари спостерігається в межах 3-40 км. Вони можуть легко розпізнаватись на зображеннях високого дозволу (MSG і METOP, NOAA). Як правило, вони виглядають білими на VIS зображенні, у той же час на IR зображенні їхня колірна гама може мінятися від білого до темно- сірого кольору залежно від температури (температури верхньої межі) (рис.3.116).

Рис.3.116.Розвиток хвилястих хмар

На зображенні (рис.3.117) показано розвиток хмарності над Корсикою, сформованої під впливом гірського масиву північної частини острова. На захід спостерігаються хвилясті хмари, сформовані під впливом Піренейських гір.

04 липня 2007/09.30 UTC - Meteosat 9 HRVIS зображення

Рис.3.117. Розвиток хмарності над Корсикою

• Хмарність верхнього ярусу з підвітряної сторони гір складається із Сi, які поширюються більш, ніж на 1000 км із підвітряної сторони. Вони формуються так само, як хвилясті хмари, але набагато більшого розміру. На зображенні вони виглядають дуже яскравими через низьку температуру (-35/-55°C), але на VIS зображенні вони напівпрозорі й мають сіруватий колір. Іноді, коли спостерігається сильний вітер, вони формуються далеко від гірського масиву (рис.3.118).

Рис.3.118 Розвиток хмарності верхнього ярусу з підвітряної сторони гір

На зображенні на рис.3.119 показана висока й нещільна хмарність із підвітряної сторони Альп, сформована над їхньою південною частиною. Хмарність поширилася далеко на південь, уздовж Італії.

12 листопада 2006/23.30 UTC - Meteosat 8 IR10.8 зображення

Рис.3.119. Розвиток хмарності із підвітряної сторони Альп

.

На зображенні, розташованому на рис.3.120, показані дві області формування хмарності з підвітряної сторони гірського масиву. Перша розташовується в районі Англії й Північного моря. Друга, сформована під впливом Скандинавських гір, поширилась далеко вглиб Швеції й далі до Балтійського моря. Чітка межа розташування гірських хребтів видна в обох випадках.

11 квітня 2005/23.30 UTC - Meteosat 8 IR10.8 зображення

Рис.3.120. Формування хмарності на півночі Европи

Іноді обидва типи даної хмарності спостерігаються одночасно. У цьому випадку IR зображення є найкращим засобом виявлення хмарності верхнього ярусу, наприклад, над півднем Австрії (див. зображення нижче праворуч); по HRVIS зображенню добре визначаються хвилясті хмари, наприклад, над Словаччиною й Угорщиною (див. зображення ліворуч на рис.3.121).

18 березня 2005/07.45 UTC - Meteosat 8 HRVIS зображення	18 березня 2005/06.00 UTC - Meteosat 8 IR10.8 зображення
Рис.3.121. Розвиток хвилястих хмар над Словаччиною й Угорщиною

На двох зображеннях, розташованих на рис.3.122, показана хмарність із підвітряної сторони Скандинавських гір. Хвиляста хмарність знаходиться відразу за гірським масивом, а хмарність верхнього ярусу над півднем Норвегії й Швеції.

Подібний тип хмарності часто спостерігається над різними гірськими масивами Європи: Піренеї, Альпи, Карпати, Скандинавські гори, Центральний Масив у Франції, в Ісландії, Аппеніни, Високі Татри, гори в Шотландії, Англії, на Корсиці, сході Іспанії, у Португалії, а іноді Греції й на Азорських, Балеарських і Фарерських островах.

Хмарність із підвітряної сторони гірських масивів спостерігається, як правило, лише кілька годин. Але іноді вона може спостерігатися більше доби. Просторовий масштаб цього утворення становить від декількох до сотень, іноді тисяч кілометрів.

Хвилясті хмари добре ідентифікуються на VIS зображенні. Трохи складніше визначити хмарність верхнього ярусу; наприклад, коли вона і мезоконвективні системи (МКС) мають однакову яскравість і форму. Тому що хмарність із підвітряної сторони гір пов'язана з гірськими хребтами, то зазвичай не спостерігається її вертикального розвитку. У такий спосіб розпізнавання цього типу хмарності від інших може ґрунтуватися на динаміці розвитку системи. Анімація по супутникових зображеннях може бути використана при розпізнаванні хмарності, якщо вона утворилася на відстані від гірського хребта під впливом сильного вітру (рис.3.123).

28 червня 2005/04.45 UTC - Meteosat 8 HRVIS зображення	28 червня 2005/04.45 UTC - Meteosat 8 IR10.8 зображення
Рис.3.122. Хмарність із підвітряної сторони Скандинавських гір

08 травня 2005/09.00 UTC - Meteosat 8 IR10.8 зображення

04.30 - 12.00 UTC півчасов анімація

Рис.3.123. Анімація супутникових зображень

Дана хмарність може бути легко розпізнаватись за допомогою RGB зображень, побудованих по MSG IR каналах. Особливо корисне композиційне зображення RGB для визначення пилових бур і хмарності, на якому хмарність легко виділяється (рис.3.124).

12 листопада 2006/23.00 UTC - Meteosat 8 RGB зображення для визначення пилових бур і хмарності	8 травня 2005/09.00 UTC - Meteosat 8 RGB для визначення пилових бур і хмарності
Рис.3.124. RGB зображення, що побудовані по MSG IR каналах

RGB для визначення пилових бур і хмарності було розроблено для моніторингу розвитку пилових бур. Воно засновано на різниці значень у каналах IR12.0 і IR10.8 (червоний колір), IR10.8 і IR8.7 (зелений колір) і на значеннях у каналі IR10.8 (синій колір). Перша складова характеризує оптичну товщину хмари, що робить це RGB дуже корисним. Таким чином, нещільна холодна хмарність верхнього ярусу із підвітряної сторони гірського хребта буде виглядати чорною на цьому RGB.

Зовнішній вигляд на AVHRR зображенні

• Вузькі лінії хмар верхнього і середнього рівнів, розташовані паралельно гірському хребту, ширина як хмарних, так і безхмарних ліній становить 3 - 40 км. На NOAA 1,2,4 зображенні вони мають білий і жовтий колір і на NOAA 3,4,5 зображенні - блакитний і білий (рис.3.125).
• NOAA 3,4,5 зображення є найбільш прийнятним засобом для розпізнавання хмарності верхнього рівня. На цьому зображенні хмарність має білий колір і добре розпізнається на тлі червоного кольору поверхні (рис.3.125).
• Шлейф Ci хмарності може поширюватися на сотні км за потоком вітру від гірського хребта і має чіткий край над гірським масивом. На AVHRR зображеннях цей шлейф може мати однорідну або стрічкову структуру. Тому що Ci шлейф розвивається на верхніх рівнях, то він має білий або синій колір на NOAA 1,2,4 зображенні і в основному білий на NOAA 3,4,5.
• Хмарність із підвітряної сторони іноді асоціюється із сильним спадним (можливо нисхідним ???) вітром з підвітряної сторони гірського масиву, котрий зумовлює зниження вологості відразу за ним. Це приводить до утворення безхмарної зони, що добре видно на зображеннях.

Цей приклад показує обидва типи хмарності з підвітряної сторони гірського масиву, про які говорилося вище. Сильний північно-західний повітряний потік перетинає норвезькі гори, що приводить до утворення ліній хмар, розташованих паралельно гірському хребту; ці лінії добре прослідковуються на NOAA 1,2,4 зображенні. Шлейф Ci простягнувся на кілька сотень км у глиб центральної Швеції.

28 липня 1999/15.34 UTC - NOAA RGB зображення (канали 1, 2 і 4)	28 липня 1999/15.34 UTC - NOAA RGB зображення (канали 3, 4 і 5)
28 липня 1999/15.34 UTC - NOAA Ch2 зображення	28 липня 1999/15.34 UTC - NOAA Ch4 зображення
Рис.3.125. AVHRR зображення