3. Космостық суреттерді ауа райы талаптарына қолдану

3.1 Космостық суреттердегі фронтальды бұлттылық алқаптарына анализ

Атмосфералық фронттардың бұлттылығы және әртүрлі бұлт алқаптары, олардың ендігі және құрылымы космостық бейнелерде келтіріледі. Бұлт алқаптарының сыртқы түрлерінің әртүрлілігіне қарамастан, әрқашан суық фронт бұлттылығын жылы фронт бұлттылығынан және сол секілді окклюзия фронттарын өзіне тән қасиеттерімен анықтауға болады. Бірінші және екінші негізді суық фронттар, толқындармен жайжылжымалы суық фронттар, сонымен қатар, оңтүстікпен шектелген суық солтүстік антициклонды квазистанционарлы суық фронттар, олар әртүрлі аэросиноптикалық талаптармен ғана емес, сонымен қатар бұлттылық алқаптарына сәйкес сыртқы түрімен сипатталады. Осы секілді жылы фронт жайлыда айтуымызға болады. Жас және окклюзияланған жылы фронт бқлттылығы, солтүстікпен шектелген жылы оңтүстіктік антициклонды квазистанционарлы жылы фронттардың бұлттылығы бір-бірімен айрықшаланады. Ал, окклюзия фронтына келетін болсақ, циклондардың окклюзияланған деңгейімен және басқада аэросиноптикалық талаптарға байланысты бұлттылықта өзінің әртүрлілігімен сипатталады.

Фронтальды бұлттылық алқаптарын төмендегідей белгілермен ажыратуға болады:

• бұлттылық алқаптарының пішіні;

• олардың ені;

• құрылымы мен бейнесі;

• бұлттылық типі, фронтальды бұлттылық алқаптарын құрайтын бұлт типі.

3.2. Автордың жұмысы бойынша комплексті әдісті жеткілікті қолдану.

Бұл әдісті қолдану арқылы SEVERI және ИСЗ METEOSAT-9 радиометтерінің көмегімен метеоспутниктің толық аймақты қарастыру, сонымен қатар Европа аумағын қамтып нефанализ карталарының автоматты ретті орналасуы мәнін береді. Бұл әдістің жұмыс атқару сапасы және оны бағалау нефанализ карталарының шарты бойынша тексеріледі. Бұл карталар НИЦ «Планета» алғышарты бойынша және жер беті метеобақылаулары мен синхронды спутниктер архивы бойынша бұлттылық мөлшерін 2008-2010 жж периодындағы мәлімет арқылы береді.

Нефанализ карталары бұлттылықтың орташа мәні және бұлттылықтың қай түрі басым болатынын, оның құрамы туралы мәліметтерді және т.б қамтиды. Сонымен қатар үлкен бұлт жүйелерін, яғни макро- және синоптикалық масштабтағы аралық бойынша есептелінеді. Қазіргі таңда нефанализ карталарын жасауда тәжірибелі дешифровщиктің активті қатысуымен өлшенетін жартылай автоматты режим қолданылады. Өңдеу уақыты оның спутниктен алынған кескін өлшеміне байланысты болып келеді. Ол орташа есеппен 1 сағатты алуы мүмкін. Бұл мәлімет периодтылығы 1-2 рет тәулігіне жүргізіледі.

Бұл әдістің басты басымдылығы болып мыналар табылады: 1) спутниктен алынған кескінді өңдеу жылдамдығы өте тез болуымен, демек алынған нефанализ карталарының периодтық түсуі 15-30 мин құрауы; 2) генерализация масштабының өзгеру мүмкіндігі, яғни алынған территория бойынша бұлттылық мөлшері және тұрі бойынша бағалануы; 3) қатпарлы бұлттар және будақ жаңбыр даму стадиясында бұлттылық типінің өсуіне байланысты; 4) нефанализ сапасы дешифровщиктің квалификациясына байланысты емес; 5) әдіс мезо- және макроструктуралы бұлттардың түзілуіне дешифровщиктің қатысуға болатынымен ерекшеленеді. Бұл мәліметті жедел түрде алуда да, сонымен қатар ұзақ уақытқа ауа райына болжау жасағанда да пайдалануға мүмкіндік береді.

Макроструктуралы кескін – үлкен аймақтағы геометриялық ерекшеліктерді сипаттайтын сурет. Ол жүздеген және мыңдаған элементтердің қатысуынан пайда болады. Кескіннің бөлек аймағы әртүрлі структуралық сипатқа ие болуы мүмкін. Синоптикалық анализде және ауа райын болжауда спутниктік кескіннен алынған бұлттылықтың түзілуі жөніндегі мәлімет маңызды болып келеді.

Матовыйлық кескін текстурасы – дегеніміз түсірілген кескінде біртекті түспен боялған сурет алуымыз болып табылады. Бұл текстура мұхит беткейлерінде, тұман кезінде, қатпарлы бұлттарда және толық мұз басқан аймақтарда байқалады. ИК кескіндерінде матовыйлық текстураны бұдақ және қатпарлы-будақ бұлттары болған жағдайда да байқауға болады. Егер бұлт элементтері арасындағы ресімдеу рұқсат берілген элементтерден аз немесе оған тең болған жағдайда болса.

Заманауи метеорологиялық радиолокаторлар (МРЛ) қауіпті ауа райын анықтауда, бұлттылық пен жауын-шашынды бақылауда, жауынның интенсивтілігін және мөлшерін өлшеуде және макроструктуралы бұлттылық сипаттамаларын анықтауда аса маңызды және эффективті болып табылады. МРЛ-ды автоматтандыру және метеорологиялық радиолакационды желіні дамыту барлық мемлекеттерде қарқынды дамып келуде. Бұл бұлттардың микрофизикалық параметрлерін өлшеуде, жауын-шашын мен бұлттылықты, нөсерлі жауын түсуінің физикалық жағдайын қарастыру кезінде, авиацияда ұшақ жіберуге мүмкін болмайтын үлкен конвективті бұлттардан бұршақ түсуі кезінде маңызы зор.

МРЛ мәліметтері нақты қазіргі уақыттағы ауа райын анықтауда; қысқа мерзімге және өте қысқа мерзімге ауа райына бақылау жүргізуде; бұлттылыққа активті түрде әсер ету арқылы бұршақты болдырмау әрекетінде; жалған түрде жауын мөлшерін көбейтуде және АВ эффективтілігін арттыруда көп қолданылады.

Радиолакациялық бақылау эффективтілігі арқылы бұршаққа әрекет етуде тұрақталған радиолокациялық параметрлер эволюциясы бұлттардың сейілуіне негізделген. Сонымен бірге радиолокациялық көрсеткіштерге, жоғарғы радиожаңғырықтың биіктігіне, бұршақтың түсу ықтималдылығына байланысты болып келеді.

Бірақ біртекті параметрлер (нүктеде өлшенген) нақты жүйелі түрде конвективті бұлттардың қалыпты жағдайда дамуында және ластану әсерінен үштекті сипатта болғанда сырттан күштеп әсер ету процесі тоқтатылады.

3.3. Фронтальды бұлттылық алқаптарының құрылымы

3.2.3. Суық фронт

1. Құрғақ арктикалық ауада қалыптасатын оңтүстіктік аантициклонмен шектелетін квазистанционарлы фронттарға жіңішке (100-130 км) ашық-ақ немесе ақшыл-сұр жолақтары қатпарлы және шарбы бұлттары сәйкес келеді. Фронттардың бағыты және бұлт алқаптары 500 гПа деңгейіндегі ағын бағытымен сәйкес келеді немесе олармен кішкене бұрыш жасайды. Мұндай бұлттылық алқаптарындағы аумақтарда ауа массасының әлсіз (0-ге жақын) вертикальды жылжуы бақыланады.Фронттың жер беткейі сызығы бұлттылық алқаптарымен сәйкес келеді.

2. Бірінші негізді суық фронт (аз жылжымалы) қатпарлы және шарбы бұлттарынан тұратын алқаптарды жатқызуға болады. Бірақ бұған дейінгі бұлттылық алқаптарымен салыстырғанда үлкен ендігімен (250-300 км), ашық- ақ суретімен және тез жылдамдығымен(V=25 км/сағ) ерекшеленеді. Көрсетілген бұлттылқ алқаптары жыраның алдыңғы бөлігінде орналасады және әлсіз конвергенциялық ағындармен (500гПа) 30 ° бұрыш жасайды. Бұл қозғалыстардың орташа вертикальды жылдамдығы 850гПа- да 55гПа/12сағ құрайды. Фронттардың жер беткейі сызығы бұлттылық алқаптарының алдыңғы шетіне қарай орналасады.

3. Биік жырадағы толқынды суық фронттарына кішкене ендік (150-200км) күмбез тәрізді құрылымды алқаптар, будақ-жаңбыр және қалың-будақ бұлттары сәйкес келеді. Бұл фронттарда ауысудың орташа жылдамдығы 30км/сағ. 500Гпа беткейдегі биіктікте оларға жыраның алдыңғы бөлігі жақсы сәйкес келеді. Бұндай фронттар аймағында өрлеп келе жатқан реттелген қозғалыстарының вертикальды жылдамдығы кішкене мәнге ие(850 Гпа деңгейінде w= 14гПа/12 сағ).

4. Екінші ретті суық фронт ендігі (400-500км) будақ-жаңбыр бұлттылығының айқын белгілері, ашық-ақ жолақтармен, кейде жоғарғысы шарбы бұлттармен қамтылады. 500гПа деңгейде оларға жыраның тылдағы бөлігінде ағындардың бірікпеуі жақсы көрсетілген.Бқл фронттардың орташа көшу немесе ауысу жылдамдығы 50 км/сағ. Ауа массаларының өрлеп келе жатқан қозғалысы (850гПа деңгейінде 94 гПа/сағ).Фронттың жер беткейі сызығы бұлттылық алқаптарының тылдағы бөлігімен сәйкес орналасады.

Жылы фронттың бұлттылық алқаптары кішкене бойлықты қамтиды. Окклюзияланған жылы фронттың бұлттылық алқабы жағдайында, окклюзия маңы нүктесінде және бұлттылық алқабынан шегінген кішкене бөлшегі окклюзия мен суық фронтты құрайды. Ал жас циклон жағдайында, әлі окклюзия процессі басталмағанда, жас циклонның бұлттылық алқабы жылы және суық фронтқа сәйкес келетін бір нүктеде қосылатын 2 спиралы бар бұлт құйыны секілді болады. АТ-500 карталарында бұл бұлтты массивтерге жотаның тылдағы бөлігінде ағындардың бірікпеуі байқалады.Бұл бұлтты массивтерінің ені 450-470 км, жылжу жылдамдығының орташа мәні 30км/сағ. Ал өрлеп келе жатқан вертикальды қозғалыстардың жылдамдығы 120гПа/12сағ дейін.

Жылы фронттардың бұлттылық массивінде кейде будақ-жаңбырлы бұлты да бақыланады. Мұндай жылы фронттармен түнгі нөсер жауындар болады.

Квазистанционарлы жылы фронттар, солтүстік антициклонмен шектелген, жылы ауа массасында құралған, суық фронтты квазистанционарлыдан бұлтты алқаптарының бейберекеттік түрде үлкен ендігімен айрықшаланады. Квазистанционарлы суық фронт жағдайында АТ-500 картасында бұлттылық алқабы ағындарға паралельді орналасады.Жазда күндіз жылы фронт бұлттылығы алдында бытыраңқы түрде суық ауада будақ бұлттары бақыланады. Қыста және ауыспалы жыл уақытында жылы фронт бұлттылығы төменгі қатпарлы бұлттарға және жылы ауа массасында тұмандарға жиі ауысады. Бұл жағдайларда космостық бейнелер фронтальды бұлттарды айұын көруге мүмкіндік береді.

Окклюзия фронттарының суреті ашық ақтан (максимальды даму стадиясы) сұрға дейін (толу стадиясы) болуы мүмкін.