Оцінка готовності атмосфери до розвитку конвективних збурень

До розвитку конвективних збурень атмосфера повинна бути статистично нестійка, для оцінки якої, особливо вище рівня конденсації, не завжди зручне просте порівняння дійсного і адіабатичного вертикального градієнта температури, так як вологоадіабатичний градієнт не постійний і змінюється в залежності від температури і тиску. Тому краще використовувати покажчик еквівалентно-статистичної стійкості:

 

(4.1)

де , - потенціальна та еквівалентно-потенціальна температура.

 

Еквівалентно-потенціальна температура – це така температура, яку прийняло б повітря при адіабатичному процесі, якщо б всю водяну пару, що знаходиться в ньому, сконденсувати при постійному тиску, а теплота конденсації, що виділяється при цьому, пішла б на нагрівання повітря (потім повітря повинно бути приведеним до тиску 1000 гПа).

Еквівалентно-потенціальну температуру можна наближено розрахувати за формулою:

 

(4.2)

 

де - масова частка водяної пари при насиченні, ‰; - температура на рівні конденсації, °С.

Для зручності використання значення покажчика Г _е приводиться до безрозмірного вигляду шляхом поділу на кліматичне значення вертикального кліматичного градієнта для заданого місця:

 

(4.3)

 

Вважається, що при Г > 0 атмосфера статистично стійка, Г = 0 – знаходиться в стані статистичної рівноваги, Г < 0 – нестійка. Оцінки справедливі, коли повітря досягає стану насичення або за рахунок зниження його температури, або введення додаткових порцій водяної пари. Зниження температури повітря частіш за все відбувається під впливом висхідних рухів (наприклад, в умовах циклонічної циркуляції).

Найпростіший спосіб визначення типу циркуляції в районі, для якого складається прогноз, - це розрахунок геострофічного вихору () за полем тиску приземної карти погоди за найближчий строк:

 

де (4.4)

 

Якщо > 0 ( < 0), то має місце циклонічна (антициклонічна) циркуляція.

Покажчик циркуляції в безрозмірному вигляді () виглядає наступним чином:

 

(4.5)

де - середнє абсолютне значення вихору, характерне для даного району.

Стан атмосфери під впливом циркуляційних умов, денного прогріву або нічного вихолодження приземного шару безперервно змінюється, що затрудняє можливість точної оцінки утворення збурень конвективного характеру. Врахування прогріву і охолодження проводиться шляхом введення в схему розрахунку Г _е прогностичних значень максимальної і мінімальної температури повітря і точки роси. При складенні надкороткострокового прогнозу, завчасність якого менше 12 год, частіш за все припускають, що знак циркуляції у такий короткий період не зміниться. Оцінку готовності атмосфери до розвитку конвекції можна проводити по так званому узагальненому покажчику можливості утворення конвективних збурень:

 

(4.6)

 

Якщо С < 0, то конвекція можлива; якщо він дорівнює нулю або має невеликі додатні значення, то можлива тільки дрібна конвекція; при С > 1 конвекція не розвивається.