Владимир Чередниченко - Тропопaузa и мaксимaльный ветер нaд территорией Кaзaхстaнa

Аналогично определяются более высокие тропопаузы.

После нахождения уровня тропопаузы приступают к определению типа тропопаузы.

Для определения типа тропопаузы необходимо:

1. Вычислить средние вертикальные градиенты температуры в слоях толщиной 1 км выше и ниже уровня тропопаузы и найти разность этих градиентов.

2. Определить наличие уровня значительного изменения вертикального градиента температуры вблизи уровня тропопаузы, для чего вычисляют средние вертикальные градиенты температуры в слое толщиной 1 км выше и ниже предполагаемого уровня значительного изменения вертикального градиента температуры и находят разность этих градиентов.

3. Если наблюдалась сложная тропопауза (имеется несколько уровней тропопаузы), то характер (тип) тропопаузы для каждого уровня определяется аналогично приведенным выше типам.

При этом необходимо иметь в виду следующее:

а) Изменение среднего вертикального градиента температуры считается значительным, если происходит изменение его более чем на 3°/км.

б) Уровень значительного изменения вертикального градиента температуры обязательно должен быть особой точкой по температуре.

в) Для определения типа тропопаузы во внимание принимаются только те уровни значительного изменения градиента температуры, которые лежат в непосредственной близости от уровня тропопаузы. Этот уровень должен быть не более чем на 2 км ниже уровня тропопаузы и не более чем на 3 км выше уровня тропопаузы.

г) Разность средних вертикальных градиентов температуры в дальнейшем изложении будем называть изменением вертикального градиента температуры на уровне тропопаузы или на уровне значительного изменения градиента.

Ниже даем пояснение по определению типов тропопаузы с приведением рисунков, на кривой температуры которых отмечены:

– буквой А – уровень тропопаузы;

– буквой Б – уровень значительного изменения градиента температуры выше уровня тропопаузы;

– буквой В – уровень значительного изменения градиента температуры ниже уровня тропопаузы;

– пунктирами – границы километровых слоев с указанием в этих слоях значений средних вертикальных градиентов температуры и их разности.

Тропопауза относится к нулевому типу в случае, когда выполняются одновременно следующие три условия:

– На уровне тропопаузы изменение среднего вертикального градиента температуры превышает 3 °C/км.

– Выше уровня тропопаузы (но не более чем в 3 км над ней) имеется уровень Б значительного изменения среднего градиента температуры больше 3 °C/км, который является нижней границей инверсии или слоя с увеличением интенсивности инверсии.

– Выше уровня Б обязательно в первом километровом слое имеется отрицательный средний вертикальный градиент температуры.

Наличие уровня значительного изменения среднего градиента температуры ниже тропопаузы во внимание не принимается.

На рис. 3 приведен нулевой тип тропопаузы. Вычисленные средние градиенты температуры в километровых слоях и их разности показывают, что на уровне тропопаузы имеется значительное изменение среднего градиента (градиент изменился на 3,7 °C/км), уровень Б является уровнем значительного изменения среднего градиента температуры (градиент изменяется на 5,6 °C/км) и выше него в первом километровом слое получен отрицательный средний градиент температуры.

Если на уровне тропопаузы наблюдается значительное изменение градиента, а выше тропопаузы на протяжении 3 км нет уровня значительного изменения градиента температуры, выше которого имеется отрицательный средний вертикальный градиент температуры, то тропопауза относится к первому, второму, третьему или четвертому типам тропопаузы в зависимости от значений вертикального градиента температуры в километровом слое выше и ниже уровня тропопаузы.

В этих случаях ниже уровня тропопаузыможет быть уровень значительного изменения среднего градиента температуры больше 3 °C/км, который для определения типа тропопаузы во внимание не принимается.

Рис. 3.Нулевой тип тропопаузы

Первый и третий типы тропопаузы характеризуются обязательным наличием инверсии выше уровня тропопаузы и отрицательным значением среднего вертикального градиента температуры в первом километровом слое выше тропопаузы при значительном изменении среднего вертикального градиента температуры на уровне тропопаузы. При этом нижняя граница инверсии совпадает с уровнем тропопаузы или располагается выше него в пределах первого километрового слоя.

Если в слое толщиной 1 км ниже уровня тропопаузы средний вертикальный градиент температуры равен или больше 5 °C/км, то такая тропопауза относится к первому типу.

При наличии в слое толщиной 1 км ниже уровня тропопаузы среднего вертикального градиента температуры менее 5 °C/км тропопауза относится к третьему типу. Таким образом, 1-й тип от 3-го отличается только величиной градиента в слое 1 км ниже тропопаузы.

Пример тропопаузы первого типа приведен на рис. 4, на котором вычисленные значения градиента температуры показали, что на уровне тропопаузы имеется значительное изменение градиента температуры (градиент изменился на 8,5 °C/км). Ниже тропопаузы градиент равен 5 °C/км,а выше тропопаузы имеется инверсия с градиентом –3,5 °C/км. Руководствуясь этими признаками, тропопаузу следует отнести к первому типу. На рис. 5 приведен пример определения третьего типа тропопаузы для случая, когда нижняя граница инверсии не совпадает с уровнем тропопаузы.

Второй и четвертый типы тропопаузы характеризуюся нулевыми или незначительными положительными значениями (от нуля до 2 °C/км включительно) среднего вертикального градиента температуры в первом километровом слое выше уровня тропопаузы при значительном изменении градиента температуры на уровне тропопаузы.

При этом нижняя граница изотермии или слоя с незначительными положительными градиентами температуры совпадает с уровнем тропопаузы или располагается выше него в пределах первого километрового слоя.Если в слое толщиной 1 км ниже уровня тропопаузы средний градиент температуры равен или больше 5 °C/км, то тропопауза относится ко второму типу.

При наличии в слое толщиной 1 км ниже уровня тропопаузы среднего вертикального градиента температуры менее 5 °C/км тропопауза относится к четвертому типу. На рис. 6 приведен второй тип тропопаузы, где на уровне тропопаузы (точка А) имеется значительное изменение градиента температуры, равное 6 °C/км, ниже тропопаузы градиент больше 5 °C/км и равен 6 °C/км, а выше тропопаузы наблюдается изотермия. Таким образом, 2-й тип от 4-го отличается только величиной градиента в слое 1 км ниже тропопаузы.