3.6 Прогноз адвективних туманів

Адвективний туман слід очікувати в тому випадку, коли по прогнозу синоптичного положення існують умови для адвекції теплого і вологого повітря на холодну підстильну поверхню. Адвективні тумани виникають в будь-який час доби, як правило, зимою або в перехідні сезони року при помітному потеплінні.

При прогнозі адвективних туманів необхідно враховувати переміщення вже наявних зон туману, адвективні зміни температури і точки роси в приземному шарі, можливість зниження хмар до поверхні землі, а також охолодження повітря в процесі нічного радіаційного охолодження.

Загальними умовами виникнення адвективних туманів є:

- дефіцит точки роси біля поверхні землі повинен бути незначним (при D₀ > 3 °С тумани не утворюються);

- швидкість вітру біля поверхні землі не повинна перевищувати 8 м·с^-1 (за винятком Донецької області); при більшій швидкості вітру відбувається руйнування приземної інверсії і туману.

Для прогнозу адвективних туманів можна скористатися декількома методами, наприклад І.В. Кошеленко, М.В. Петренко, Л.А. Ключникової, А.А. Шадріної, М.Я. Рацимора та інших. Коротко зупинимося лише на тих методах, які не викладені в Практикумах з синоптичної та авіаційної метеорології.

Метод А.А. Шадріної дозволяє визначити можливість визначення туману за значеннями температури повітря (Т) і адвективними змінами точки роси (Тd′) біля землі або на рівні 850 гПа за 12 год. Якщо точка перетину температур Т і Тd′ біля земної поверхні опиниться нижче суцільної лінії або нижче пунктирної для даних на рівні 850 гПа (рис. 3.10), то в прогнозі слід указувати туман.

Рис. 3.10 – Графік для прогнозу туману за методом А.А. Шадріної.

Можливість утворення адвективного туману можна отримати за графіком (рис. 3.11), по осі абсцис якого відкладена фактична різниця температур (Т′ - Т) на початку і в кінці траєкторії, а по осі ординат – очікувана швидкість вітру в пункті прогнозу. Метод дає добрі результати при завчасності прогнозу до 9 год.

Рис. 3.11 – Графік для прогнозу адвективного туману.

Метод М.Я. Рацимора дає можливість визначення переходу низьких хмар в туман в найближчий час. В цьому методі використовується поняття ентропії системи, під якою розуміється сума добутків імовірності різних станів даної системи Р на логарифми цих імовірностей, взята зі зворотним знаком:

Э = - (3.9)

Ентропія володіє рядом цікавих властивостей: вона перетворюється в нуль, коли один стан системи достовірний, а інші неможливі; при заданому числі станів п ентропія максимальна у тих випадках, коли ці стани рівноімовірні; при об’єднанні декількох незалежних систем в одну їх ентропія додається (властивість аддитивності). Основа логарифму у формулі (3.9) може бути будь-якою, але більше одиниці; заміна основи рівносильна множенню ентропії на постійний множник.

Прогноз переходу хмарності в туман здійснюється в тому випадку, коли за вихідний строк спостерігається видимість 3200 м та менше, висота хмар ≤ 200 м і швидкість вітру біля землі менше 7 м·с^-1. За значеннями перерахованих вище величин по верхній частині номограми (рис. 3.12) визначається ентропія за 30 хв до цього строку Э_{t 0-30}.

Рис. 3.12 – Номограма для визначення можливості переходу низьких хмар в туман в найближчу годину (по М.Я. Рацимору).

Потім розраховується зміна ентропії:

ΔЭ = Э_{t 0} – Э_{t 0-30}.

Далі, використовуючи нижню частину номограми, за величинами Э_{t 0} і ΔЭ визначають можливість переходу хмарності в туман.

Метод Напетваридзе використовується в південних районах східного узбережжя Чорного моря (рис. 3.13). На графіку по вертикальній осі відкладається різниця температури повітря о 19 год (Т₁₉) і температури води (Т_в), а по горизонтальній – різниця точки роси і температури води за цей же строк (Тd₁₉ - T_в).

Рис. 3.13 – Графік для прогнозу адвективних туманів за методом Напетваридзе.

Нестандартний спосіб прогнозу адвективного туману в Ставропольському краї потребує застосування кільцевої карти погоди за останній строк, на якій виділяють зону з дефіцитом точки роси ≤ 1 °С (проводять ізолінію D = 1 °С). Потім за двома кільцевими картами погоди (за останній і попередній строки) визначають зону, в якій точка роси збільшилась на 1 °С і більше (проводять ізолінію ΔТd = 1 °С). Зона «перекриття», де одночасно виконуються обидві умови (D ≤ 1 °C, ΔТd ≥ 1 °C), переміщується за потоком на 3…9 год; в отриманому районі в прогнозі вказується туман.

При прогнозі туману в приморських районах важливо враховувати наявність теплих і холодних морських течій, їх температуру і температуру повітря, що переміщується над ними.

Для визначення часу розсіювання адвективних туманів рекомендується знати ряд правил. Адвективні тумани розсіюються:

- після припинення адвекції тепла (поворот вітру);

- при радіаційному нагріванні туману після сходу Сонця (звичайне зростання температури);

- при радіаційному охолодженні туману;

- при посиленні приземного вітру до 8 м·с^-1 і більше;

- при зменшенні точки роси за рахунок конденсації і сублімації водяної пари на поверхні ґрунту або снігу;

- при випадінні опадів.

Розсіювання адвективного туману може відбуватися в будь-який час доби, частіш за все це відбувається через 3…5 год після сходу Сонця, іноді осінню – в другій половині дня, а зимою навіть вночі.

Час утворення і розсіювання фронтального туману можна визначити за швидкістю переміщення атмосферного фронту. Якщо ж фронтальний туман утворюється знову, то це звичайно відбувається через 0,5…1,0 год після проходження фронту.

Прогноз фронтальних туманів можна здійснювати за дискримінантними функціями виду:

L = Т_інв – Т₀ – (7,78 ·10^-2D _хол + 0,67 D_{0 хол}), (3.10)

де D_{0 хол} – дефіцит точки роси в холодному повітрі.

Якщо при розрахунках виходить, що L ≥ 0, то в прогнозі вказується туман.

Додатково для оцінки часу розсіювання фронтального туману необхідно враховувати зміну синоптичної ситуації, характер адвекції, турбулентного обміну та місцеві особливості.