6.1.2 Зависимости суммы осадков от параметров атмосферы

По данным таблицы 6.1 построены следующие зависимости:

1. На рисунке 6.1 представлена зависимость суммы жидких осадков от индекса допустимой потенциальной конвективной энергии

2. На рисунке 6.2 представлена зависимость суммы жидких осадков от индекса подъема

3. На рисунке 6.3 представлена зависимость суммы осадков из аэрозольных частиц, содержащаяся в дождевых каплях от индекса допустимой потенциальной конвективной энергии

4. На рисунке 6.4 представлена зависимость суммы осадков из аэрозольных частиц, содержащаяся в дождевых каплях от индекса подъема

Рис. 6.1 Зависимость суммы жидких осадков от индекса допустимой потенциальной конвективной энергии

Рис. 6.2 Зависимость суммы жидких осадков от индекса подъема

Рис. 6.3 Зависимость суммы осадков из аэрозольных частиц, содержащаяся в дождевых каплях от индекса допустимой потенциальной конвективной энергии

Рис. 6.4 Зависимость суммы осадков из аэрозольных частиц, содержащаяся в дождевых каплях от индекса подъема

По получившимся графикам можно сделать некоторые заключения.

Интенсивность микрофизических процессов в облаке существенно зависит от пространственного распределения фракций, из которых состоит облачная среда (водяной пар, облачные капли, дождевые капли, облачные ледяные кристаллы, градины), а также, от пространственного распределения параметров окружающей среды (температура, давление и др.). Это распределение, в свою очередь, зависит от динамики воздушных потоков в облаке и околооблачном пространстве. Если в облаке присутствует аэрозольная примесь, то ее взаимодействие с воздушными потоками, облаком и осадками будет также зависеть от пространственного распределения аэрозоля. Следует учесть, что аэрозольные частицы сами влияют на эволюцию облака.

Все процессы сложным образом взаимосвязаны между собой.

В силу вышесказанного даже при сходных атмосферных ситуациях, которые в данной задаче характеризуются индексами CAPE и LI, эволюция облака, осадков и примесей может иметь существенно различный характер. Индексы CAPE и LI являются интегральными характеристиками атмосферы. Между тем, эволюция облака определяется конкретным распределением температуры и влажности по высоте. С этим связана крайняя немонотонность зависимости степени вымывания аэрозоля осадками от указанных индексов.

Вместе с тем, прослеживается тенденция к усилению вымывания аэрозоля осадками при увеличении CAPE и уменьшении LI. Это обусловлено тем, что при этом усиливается облачная конвекция, развиваются конвективные облака с большей вертикальной мощностью и водностью, а следовательно, и с большей интенсивностью осадков. Чем больше интенсивность осадков, тем сильнее вымывание аэрозольных примесей из атмосферы.

С другой стороны, мощная глубокая конвекция приводит к образованию и выпадению града. Твердые градовые частицы, как уже указывалось, слабо захватывают аэрозоль, и в модели этот захват не учитывается. В связи с этим процесс вымывания будет существенно зависеть от пространственного распределения дождевых капель и градин, а также, их взаимных превращений (замерзание и таяние), что зависит от конкретного высотного распределения температуры. Преобладание града над дождем, при прочих равных условиях, способствует ослаблению вымывания. В связи с этим зависимость интенсивности аэрозольных осадков от CAPE и LI становится еще более сложной.

Из рисунка 6.1 видно, что чем больше значение индекса CAPE, тем больше интенсивность жидких осадков. Максимум значения суммы жидких осадков (6.775·10мм) соответствует одному из наибольших значений индекса CAPE (600).

Если рассматривать зависимость суммы жидких осадков от индекса подъема (рисунок 6.2), то здесь так же видно, что максимальная суммарная интенсивность жидких осадков приходится на отрицательную ось индекса подъема, которая характеризуется крайней неустойчивостью.

В зависимостях суммы осадков из аэрозольных частиц, содержащаяся в дождевых каплях от индекса допустимой потенциальной конвективной энергии (рисунок 6.3) и от индекса подъема (рисунок 6.4) прослеживаются аналогичные закономерности.

Для ситуаций с градом зависимостей построено не было, т.к. градины с аэрозолями не контактируют, т.е. не связываются, поэтому мы пренебрегли этими данными. Но если все же просмотреть таблицу 6.1, а именно суммы осадков из аэрозольных частиц, содержащихся в градинах(крупе), то здесь наблюдается следующее: например, для 07.07.2011 индекс CAPE=634.21, индекс Lift=-1.88, сумма осадков из аэрозольных частиц, содержащихся в градинах =1.057·10 мм. Это соответствует тому, что при неустойчивых индексах подъема и допустимой потенциальной кинетической энергии атмосферы имеется тенденция к образованию града.