| Статья |
|---|
| Название статьи |
ФОРМИРОВАНИЕ МАКРО- И МИКРОСТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНВЕКТИВНЫХ ОБЛАКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРЫ ПОЛЯ ВЕТРА В АТМОСФЕРЕ |
| Авторы |
Шаповалов В.А. канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, atajuk@mail.ruКовалев Е.А. научный сотрудник, egortwitt@yandex.ruГутман С.С. канд. экон. наук, доцент, gsvs@mail.ruБеккиев К.М. аспирант, Кузьмин В.А. аспирант, vl.kuzmin1992@gmail.com |
| Библиографическое описание статьи |
|
| Категория |
Науки о Земле |
| УДК |
551.576.11 |
| DOI |
10.21209/2227-9245-2019-25-4-21-31 |
| Тип статьи |
научная |
| Аннотация |
В основy работы положена математическая модель, показывающая процесс эволюции для частного случая конвективного облака. Рассматриваются не только пространственные, но и термодинамические параметры с включением микроструктурных. Использование модели подразумевало ее нестационарный численный характер. Отмечено, что значительное количество процессов микрофизической и электрической природы в облаках конвективного типа изучено крайне мало. Это объясняется их сложностью и недоступностью для экспериментального исследования. Анализ показывает, что недостаточно исследовано взаимодействие физических процессов в облаках, которое играет важную роль в формировании микроструктурных характеристик. Из-за недоступности инструментального исследования мощных конвективных и особенно грозовых облаков математическое моделирование стало основным методом, позволяющим детально анализировать формирование различных их параметров и взаимодействие процессов. По итогам работы составлена математическая модель трехмерного вида, которая характеризует возможность использования процессов прогнозирования состояния облаков на основе процессов микромира. Исследована и представлена математическая модель при изменениях поля горизонтального ветра в пределах атмосферы. В частности, распределены характеристики образования и развития облаков. Основным результатом проведенных экспериментов численного характера можно назвать то, что изменение направления и скорости ветра в атмосфере способствует прямому воздействию на образование облаков. Более четко показано, что воздействие осуществляется в рамках исследования вопросов образования размеров областей, локализации отдельных площадок для сбора капель, а также форм и способов формирования ледяных кристаллов. Также определена возможность образования осадков в зависимости от исследуемого явления |
| Ключевые слова |
Ключевые слова: трехмерная численная модель; конвективное облако; термодинамические параметры; микроструктурные параметры; влияние поля ветра; трехмерная структура облака; физика конвективных облаков; микрофизические процессы; прогнозирование состояния облаков; образование осадков |
| Информация о статье |
Шаповалов В. А., Ковалев Е. А., Гучаева З. Х., Беккиев К. М., Кузьмин В. А. Формирование макро- и микроструктурных характеристик конвективных облаков в зависимости от структуры поля ветра в атмосфере // Вестник Забайкальского государственного университетета. 2019. Т. 25. № 4. С.21-31 |
| Список литературы |
Список литературы
1. Ашабоков Б. А., Шаповалов А. В. Конвективные облака: численные модели и результаты моделирования в естественных условиях и при активном воздействии. Нальчик, 2008. 257 с.
2. Бекряев В. И., Гурович М. В. Нестационарная численная модель Сb // Труды ГГО. 1991. Вып. 538. С. 109–121.
3. Довгалюк Ю. А. Концепция разработки трехмерной модели осадкообразующего конвективного облака. I. Структура модели и основные уравнения гидротермодинамического блока // Труды ГГО. 2008. Вып. 558. С. 102–142.
4. Довгалюк Ю. А. Концепция разработки трехмерной модели осадкообразующего конвективного облака. II. Микрофизический блок модели // Труды ГГО. 2010. Вып. 562. С. 7–39.
5. Довиак Р., Зрнич Д. Доплеровские радиолокаторы и метеорологические наблюдения. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 511 с.
6. Коган Е. Л., Мазин И. П., Сергеев Б. Н., Хворостьянов В. И. Численное моделирование облаков. М: Гидрометеоиздат, 1984. 186 с.
7. Куповых Г. В., Ашабоков Б. А., Бейтуганов М. Н., Шаповалов А. В., Продан К. А., Шаповалов В. А. Численное моделирование электрических характеристик конвективных облаков // Известия высших учебных заведений. 2012. № 6. С. 65–68.
8. Пастушков Р. С. О влиянии вертикального сдвига ветра на развитие конвективной облачности // Известия АН СССР. ФАО. 1973. № 1. С. 12–26.
9. Пастушков Р. С. Физико-математические модели конвективных облаков (краткий обзор и классификация) // Труды ЦАО. 1973. Вып. 112. С. 3–14.
10. Сергеев Б. Н., Смирнов В. И. Численное моделирование микрофизических процессов в капельных конвективных облаках // Труды ЦАО. 1980. Вып. 137. С. 3–26.
11. Шаповалов А. В., Шаповалов В. А. Трехмерная визуализация геофизической информации для решения прикладных задач // Наука. Инновации. Технологии. 2014. № 1. С. 65–71.
12. Berry E. X., Reinhard R. L. An analysis of cloud drop growth by collection. Part I. Double distributions // Journal of the Atmospheric Sciences. 1974. Vol. 31. No. 7. P. 1825–1831.
13. Clark T. Numerical simulation with a tree-dimention cloud model: lateral boundary condition experiments and multiceller severe storm simulations // Journal of the Atmospheric Sciences. 1979. Vol. 36. No. 11. P. 2191–2215.
14. Cotton W. R., Stephens M. A., Nehrkorn T., Tripoli G. J. The Colorado State University three-dimensional cloud model – 1982. Part II. An ice phase parameterization // Journal Rech. Atmos. 1982. No. 16. P. 295–320.
15. Farley R. B. Numerical Modeling of Hailstone Growth. Part III. Simulation of an Alberta Hailstorm – Natural Seeded Cases // Journal Claim. Appl. Met. 1987. Vol. 26, No. 7. P. 789–812.
16. Orville R. D., Kopp F. J. Numerical simulation of the life history of a hailstorm // Journal of the Atmospheric Sciences. 1977. Vol. 34. No. 10. P. 1596–1618.
17. Rawlins F. A numerical study of thunderstorm electrification using a three dimentional model incorporating the ice phase // Quart. Jour. of the Royal Met. Society. 1982. Vol. 108. P. 779–801.
18. Straka J. M. Cloud and precipitation microphysics. Principles and Parameterizations. Cambridge: Cambridge University Press, 2009. 392 p.
|
| Полный текст статьи | ФОРМИРОВАНИЕ МАКРО- И МИКРОСТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНВЕКТИВНЫХ ОБЛАКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРЫ ПОЛЯ ВЕТРА В АТМОСФЕРЕ |
