Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта №
| 3.3 Результаты радиолокационных измерений осадков |
Смотрите также:
- Отчет о выполнении 2 этапа Государственного контракта №
- Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта №
- Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта №
- Отчет о выполнении 1 этапа Государственного контракта №
- Отчет о выполнении 1 этапа Государственного контракта №
- Отчет о выполнении 1 этапа Государственного контракта №
- Отчет о выполнении 1 этапа Государственного контракта №
в 9 случаях из 12 погрешность радиолокационных измерений количества осадков составила менее 40 %, что сравнимо с наземными измерениями в точке;
в одном случае погрешность составила 80 %;
в двух других случаях погрешность оказалась выше 300 %, что, по-видимому, это связано с влиянием орографии, или погрешностями связанными с человеческим фактором, что требует дополнительного детального анализа.
ошибки радиолокационных измерений в 10 случаях не превышают 50 %;
в одном случае погрешность составила 290 %, в другом случае погрешность оказалась 330 %, причем эти случаи относятся к плювиографам, давшим большие погрешности в измерении суммарных осадков.
Для реализации предложенного метода оповещения усовершенствован радиолокационный метод измерения осадков применительно к горным районам, а также измерения смешанных осадков (дождь с градом) и подготовлена цифровая карта границ водосбора селевых и паводковых очагов района наблюдений (территории Кабардино-Балкарии и соседних республик). Показана, что погрешность измерения ливневых и смешанных осадков в области слабых осадков не превышает 50 %, а в области умеренных и сильных осадков не превышает 20 – 30 %.
Проведена апробация метода на основе данных радиолокационной системы АСУ «Антиград» на примере паводков на территории Кабардино-Балкарии, которая показала положительные результаты.
Показана возможность широкомасштабного внедрения предложенного метода оповещения на базе создаваемой радиолокационной сети штормооповещения Северного Кавказа. Это позволит значительно сократить расходы по созданию системы оповещения о паводках и селях, повысит информативность системы штормооповещения и создаст экономический эффект порядка нескольких миллионов рублей на каждый радиолокационный центр оповещения.
Проведена апробация метода на основе данных радиолокационной системы АСУ «Антиград» на примере 25 паводков на территории Кабардино-Балкарии и Ставропольского края, которая показала положительные результаты.
В таблице 4 приведены данные расположения плювиографов на местности. Таблица 4 - Местоположение плювиографов.
Рассмотрим несколько примеров измерений осадков. 22.06.2003 г. погода определялась гребнем повышенного давления с запада и влиянием фронта окклюзии вдоль гор на высотах отмечалась термобарическая ложбина с севера. Ведущий поток был юго-западный, со скоростью 100 км/час, прогностические скорости вертикальных потоков составляли - 10 м/с. приземный ветер – северо-западный от 5 до 10 м/с. высота нулевой изотермы располагалась на уровне 2900 м. влажность в активном слое облакообразования составляла 58 %. ожидалось развитие облачности кучевых и кучево-дождевых форм, дожди, и грозы внутримассового характера. температура воздуха днем была 20 - 25, ночью 10 – 15 0c. Радиолокационные наблюдения за облаками велись с 15 часов дня до 22 часов вечера. Практически все это время в районах расположения дождемеров № 1, 5 и 6 наблюдались дожди. В таблице 5 приводятся параметры дождей, полученные наземными и радиолокационными измерениями. Таблица 5 - Параметры дождей 22.06.2003 г.
Для иллюстрации радиолокационного измерения интенсивности осадков на рисунке 22 приведена карта количества осадков, на фоне которой показано местоположение плювиографов П1, П5 и П6. С помощью палитры цветов можно оценить количество осадков в каждой точке поля. 18.07.2003 погода определялась ложбиной с юга и влиянием фронта окклюзии вдоль гор и холодным фронтом с северо-запада, расположенного по линии Ростов – Сочи. На высотах отмечалась термобарическая ложбина с северо-запада от высотного циклона с центром в районе Ростова. Ведущий поток - юго-западный 60 км/час; скорости вертикальных потоков - 20 м/с; ветер - юго-восточный во второй половине северо-западный 5 - 10 м/с. Высота H0 – 3500 м, H-6 – 4900 м. Влажность в активном слое 65 %.  Рисунок 22 - Фрагмент горизонтального разреза осадков, полученный на автоматизированном комплексе в 1533 , показывающий расположение плювиографов № 6, № 1 и № 5.на фоне поля интенсивность дождя. По прогнозу ожидалось развитие кучевой, кучево-дождевой облачности, кратковременные грозовые ливни, местами с градом, при грозе порывы ветра более 20 м/с. Температура днем: +22 - +27, ночью: +13 - +16 0С. Таблица 6 - Параметры дождей 18.07.2003 г.
На рисунке 22 представлена карта интенсивности дождя, выпадающего над плювиографом П1 в различные моменты времени. Из рисунка видно, что с 1555 до 1626 над плювиографом П1 наблюдался дождь, интенсивность которого в разные моменты времени существенно отличалась.  Рисунок 23 - Карты интенсивности осадков в указанные моменты времени, на фоне которых отображена позиция плювиографа П1. Из рисунка 23 следует, что максимальная интенсивность дождя наблюдалась над плювиографом П1 в 1610. На рисунках 24 и 25 представлены аналогичные карты интенсивности осадков в районе размещения плювиографов П3 и П4.  Рисунок 24 - Карты интенсивности осадков в районе размещения плювиографа П3.  Рисунок 25 - Интенсивность дождя для плювиографа № 4. 24.07.2003 г. погода определялась ложбиной повышенного давления с юга и влиянием фронта окклюзии вдоль гор, на высотах отмечался циклон с центром над Минеральные Воды. Ведущий поток имел ЮЮВ направление и скорость 15 км/час. Скорости вертикальных потоков достигала 12 м/с. Ветер в приземном слое юго-восточный 3 – 7 м/с. Высота изотерм 0 оС и –6 оС составляла: H0 = 3600 м и H-6 = 4800 м соответственно. Влажность в активном слое составляла 89 %. Температура воздуха днем 18 - 23, ночью 12 – 17 оС. В этот день по прогнозу ожидалось развитие кучево-дождевой, слоисто-кучевой облачности, дожди, местами сильные. Таблица 7 - Параметры дождей 24.07.2003 г.
29.07.2003 г. погода определялась ложбиной повышенного давления с юга и влиянием теплого фронта вдоль гор и холодного фронта с юго-запада во второй половине дня по высотам тыловой частью термобарического гребня с юго-запада днем и передней частью термобарической ложбины от высотного циклона с центром над южной частью черного моря. ведущий поток – южный 50 км/час. скорости вертикальных потоков – 15 м/с. Ветер юго-восточный от 3 до 7 м/с. Высота изотерм 0 оС и –6 оС составляла: H0 = 4000 м и H-6 = 4800 м соответственно. Влажность в активном слое 85%. Температура воздуха днем 25 – 30, ночью 14 –19 оС. В этот день по прогнозу ожидалось развитие кучевой облачности, во второй половине дня кучево-дождевой, кратковременные грозовые дожди, ливни местами с градом. Предполагалось развитие многоячейкового неупорядоченного процесса, при грозе порывы ветра до 20 м/с. В этот день дождь был отмечен в пяти точках наблюдения, на плювиографах № 1, № 2, № 3, № 4 и № 6. Дожди наблюдались с 15 до 20 часов. В таблице 8 приводятся данные измерения характеристик дождя по наземным данным. По радиолокационным данным в этот день так же наблюдались дожди. Радиолокационные данные, полученные над точками расположения указанных плювиографов, представлены в таблице 8. Таблица 8 - Параметры дождей 29.07.2003 г.
21.06.2005 г. Погода определялась ложбиной с северо-востока и влиянием холодного фронта с северо-запада, по высотам термобарическая ложбина с севера от высотного циклона с центром южнее Москвы. Ведущий поток юго- западный 40 км/час, скорость вертикальных потоков – 16 м/с. Высота изотерм 0 оС и –6 оС составляла: H0 = 3000 м и H-6 = 4000 м соответственно. Влажность в активном слое 60%. Температура воздуха днем 22 – 27, ночью 11 –16 оС. Ветер юго-западный 3 – 7 м/с, при грозе порывы ветра до 15 - 18 м/с. Ожидалось развитие облачности кучевой на фронте кучево-дождевой, грозовые кратковременные дожди, местами с градом. В этот день наблюдались одиннадцать конвективные ячейки. В основном все конвективные ячейки двигались с юго-запада на северо-восток в среднем со скоростью 30 км/ч. В этот день показания радара зафиксировали характеристики всех градовых ячеек. Градовой процесс, наблюдавшийся 21 июня, в 2026 давал град на территории с. Каменомост. Значительную часть времени, около 2 часов, градовое облако наблюдалось районе с. Каменомост. За это время облако двигалось со средней скоростью 17 км/ч и охватило территорию в 37 км. На рисунке 26 показано карта количества выпавших осадков над плювиографом расположенным в селении Каменомост. Из рисунка 26 следует, что сформировались паводки, красный цвет показывает районы наибольшего количества осадков. Радиолокационных исследований облаков и осадков показали, что на Северном Кавказе формирование паводков и селей чаще всего связано с выпадением интенсивных ливней с градом.  Рисунок 26 - Количество выпавших осадков над плювиографом в с. Каменомост 21.06.05 г. Красный цвет показывает районы наибольшего количества осадков, где сформировались паводки. Таблица 9 - Параметры дождей 21.06.2005 г.
21.06.2010 г. Погода определялась циклоном на северо-востоке Турции и влиянием теплого фронта с волнами вдоль гор и холодного фронта с запада. По высотам передняя часть термобарического высотного циклона с центром на северо-западе Турции, и термический гребень с юга. Влажность 49%, ведущий поток южный 28 км/ч, высота нулевой изотермы Hо = 4100 м., скорость восходящего потока 11 м/с. Ожидалось развитие кучевой, кучево-дождевой облачности, во второй половине дня дождь, местами сильный, гроза, град. Радиолокационные наблюдения за облаками велись с 13 до 23 часов в районах расположения дождемеров, наблюдались дожди. В таблице 10 приводятся данные о количестве выпавших осадков, измеренные наземными и радиолокационными измерениями [2]. Таблица 10 - Количество выпавших осадков за 21.06.2010 г.
Для иллюстрации радиолокационного измерения интенсивности осадков на рисунке 27 приведена карта количества выпавших осадков, на фоне которой показано местоположение плювиографов. С помощью палитры цветов можно оценить количество осадков в каждой точке поля.  Рисунок 27 - Карта распределения количества осадков за 21.06.2010г. на территории КБР. Показания наземных измерений (количество осадков, температура, давление) даны на рисунке 28 на примере автоматического осадкомера (Davis) под номером №1, отмеченного кружком на рисунке 27.  Рисунок 28 - Показания осадкомера 21.06.2010г. Результаты наземных и радиолокационных наблюдений за все дни 2010г. сведены в таблице 11. При сопоставлении результатов нами использована методика совместных наблюдений. Таблица 11 - Сводная таблица количества осадков по наземным и радиолокационным данным.
При сопоставлении результатов необходимо иметь в виду используемую методику совместных наблюдений. Радиолокационные измерения осадков проводились в километровом слое осадков строго над местом расположения плювиографов. Уровень наблюдений располагался на высоте 1 км, поэтому все представленные для анализа радиолокационные данные относятся к этому уровню. Наземные измерения в каждой точке проводились на одном плювиографе и давали, поэтому очень локальную картину осадков. Такая методика использовалась из-за недостатка финансирования для разворачивания более частой сети плювиографов. При этом не учитывались многие факторы, влияющие на точность измерений интенсивности дождей и, следовательно, суммы всех выпавших за время наблюдения осадков. Анализ таблицы 11 показал следующее: Такая же картина наблюдается при сопоставлении данных по средней за дождь интенсивности осадков: По данным наземных и радарных измерений проводимых на территории Кабардино-Балкарии в летно-осенний период 2003 – 2010 гг. был построен график. из которого следует, что наземные и радарные данные не сильно разнятся, в пределах погрешности, величина достоверности аппроксимации R2 = 0,92. На рисунке 29 представлена цифровая карта селевой и паводковой опасности Кабардино-Балкарской Республики, созданная на основе многолетних исследований селевой и паводковой опасности региона в цветовых градациях по степени опасности. Бассейны водосбора селевых и паводковых очагов оконтурены пунктирной линией. Из карты следует, что селеопасные районы охватывают верховья рек Малка, Баксан, Чегем и Черек. Наиболее селеопасными районами КБР (выделено красным цветом) являются верховья рек Баксан и Черек.  Рисунок 29 - Карта селевой опасности территории Кабардино-Балкарской Республики.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
