Владимир Чередниченко - Тропопaузa и мaксимaльный ветер нaд территорией Кaзaхстaнa

Работа выполнена по материалам температурно-ветрового зондирования на сети аэрологических станций Казахстана за 1966-1970 годы в сроки 03 и 15 часов московского времени, а при необходимости – за все четыре срока. Распределение станций по территории показано на рис. 1.

Рис. 1.Расположение пунктов зондирования

Материалы этого периода наблюдений наиболее полные и однородные из всех имеющихся. В данных каждой станции отсутствует в среднем не более 5 наблюдений в год. При этом случаев отсутствия зондирования за несколько сроков подряд почти нет.

Известно, что для получения надежных среднемесячных данных о высоте итемпературе тропопаузы достаточно 150-200 случаев наблюдений, т.е. в 2-1,5 раза меньше, чем использовано [30]. За меру точности средних значений основных характеристик тропопаузы принята средняя квадратическая ошибка

где δ x– среднее квадратическое отклонение соответствующей характеристики;

n– число наблюдений.

Ошибки вычисления средних месячных значений характеристик тропопаузы для всех станций не превышают для высоты 0,03-0,06 км, для давления 1±2 мб, для температуры 0,1-0.4 °C. Следовательно, ошибкивычисления существенно меньше ошибок измерений.

Следует отметить, однако, что полученные данные о высоте и температуре тропической тропопаузы в зимний период для большей части и территории не имеют достаточной надежности из-за малого числа случаев наблюдений.

Тропопаузой называют слой, отделяющий тропосферу от стратосферы.

В то времякак тропосфера характеризуется сравнительно большими устойчивыми положительными градиентами, а стратосфера – слабыми как положительными, так и отрицательными градиентами, для слоя тропопаузы характерно резкое непостоянство температурных градиентов, как по величине, так и по знаку.

Критерии для определения уровня и характера тропопаузы, рекомендованы Всемирной метеорологической организацией (ВМО).

Указания ВМО предназначены для того, чтобы максимально стандартизировать условия выбора уровня и типа тропопаузы разными исследователями в разных регионах. Это позволяет сравнивать результаты [59] и др.

Ранее уровень и характер тропопаузы определялись с помощью анализа хода кривой температуры на графике обработки радиозондов. В настоящее время такие радиозонды не используются, однако, в данном случае важен не тип радиозонда, а ход кривой температуры, который подвергается анализу, не важно, какая кривая температуры у Вас имеется.

При определении уровня тропопаузы необходимо иметь в виду следующее:

1. Уровень тропопаузы определяется независимо от того, является ли он особой точкой по температуре или нет. Необходимо, чтобы средний вертикальный градиент температуры между уровнем тропопаузы и любым уровнем, расположенным выше в пределах двух километров, не превышал 2 °C/км, т. е. он может быть равен +2 °C/км, либо меньше +2 °C/км, в частности, он может быть равен нулю или любому отрицательному значению. Уровень, удовлетворяющий этому критерию, расположенный ниже поверхности 500 мб, может быть тропопаузой только в случае, если он удовлетворяет еще трем условиям, указанным в пунктах «а», «б», «в» на стр. 21 кода КН‐04.

Если разность между конечной высотой зондирования, полученной при обработке, и уровнем тропопаузы меньше 2 км, то в этом случае между уровнем тропопаузы и всеми более высокими уровнями средний вертикальный градиент температуры также не должен превышать 2 °C/км.

2. В тексте в соответствии с терминологией ВМО, введен так называемый средний вертикальный градиент температуры. Он определяется как разность температуры на границах слоя, деленная на толщину слоя. Для толщины слоя в 1 км средний вертикальный градиент численно равен разности температур на границах слоя. Средний вертикальный градиент в слое 2 км численно равен разности температур на границах этого слоя, деленной на два. Таким образом, средний вертикальный градиент температуры определяется независимо от хода кривой температуры внутри слоя (внутри слоя могут быть инверсии, изотермии или резкие изломы кривой температуры).

3. Для того, чтобы определить, действительно ли между предполагаемым уровнем тропопаузы и любым уровнем, лежащим выше него в пределах двух километров, средний вертикальный градиент температуры не превышает 2 °C/км, предлагается следующий графический способ.