Том 36, номер 08, статья № 6

Аннотация:

Рассмотрены характеристики облаков, сформировавших очень интенсивные осадки в Санкт-Петербурге и Ленинградской области 18 июня 2020 г. Рассматривались данные измерений радиолокатора ДМРЛ-С, весовых осадкомеров Pluvio² 200 и грозопеленгационной системы Blitzortung. Оценена возможность применения различных значений коэффициентов в Z–R-соотношении Маршалла–Пальмера для измерения таких осадков. Показано, что целесообразно использовать удельную дифференциальную фазу для расчета интенсивности осадков в случае, когда она превышает 30 мм/ч и осадки состоят из дождевых капель и града.
Верхняя граница облаков была выше 12 км, максимальная отражаемость была больше 52 дБZ, максимальная интенсивность осадков могла превышать 160 мм/ч. Значительный объем облака занимали частицы града, которые фиксировались от земной поверхности вплоть до высоты 10 км. Наибольшая отражаемость регистрировалась в зоне осадков, а также в области таяния гидрометеоров. Все исследованные облака были грозовыми. Отмечено наличие достаточно высокой корреляции между частотой молний и интенсивностью осадков. Коэффициент корреляции Спирмена превысил 0,7.

Ключевые слова:

радиолокация, осадки, гроза, микрофизика

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Краус Т.В., Синькевич А.А, Гхулам А.С. Измерение осадков большой интенсивности дистанционными методами // Метеорол. и гидрол. 2012. № 7. С. 15–27; Krauss T.W., Sin’kevich A.A., Ghulam A.S. High intensity precipitation measurement using remote methods // Russ. Meteorol. Hydrol. 2012. V. 37. P. 438–447. DOI: 10.3103/S1068373912070023.
2. Краус Т.В., Синькевич А.А., Веремей Н.Е., Довгалюк Ю.А., Степаненко В.Д. Исследование развития сверхмощного кучево-дождевого облака (провинция Андхра Прадеш, Индия, 28 сентября 2004) // Метеорол. и гидрол. 2007. № 1. С. 30–42.
3. Bao X.W., Wu L.G., Zhang S., Li Q., Lin L., Zhao B., Wu D., Xia W., Xu B. Distinct raindrop size distributions of convective inner- and outer-rainband rain in Typhoon Maria (2018) // J. Geophys. Res.: Atmos. 2020. V. 125, N 14. Р. e2020JD032482. DOI: 10.1029/2020JD032482.
4. Blanchard D.C. Raindrop size-distribution in Hawaiian rains // J. Meteorol. 1953. V. 10, N 6. P. 457–473. DOI: 10.1175/1520-0469(1953)010<0457:RSDIHR>2.0.CO;2.
5. Zhao D., Gao W., Xu H., Yu Yu., Chen L. A modeling study of cloud physical properties of extreme and non-extreme precipitation in landfalling typhoons over China // Atmos. Res. 2022. V. 277. DOI: 10.1016/j.atmosres.2022.106311.
6. Zhang S., Bao X., Wu L., Yuan H. Dual-polarization radar retrieval during Typhoon Lekima (2019): Seeking the best-fitting shape-slope relationship depending on the differential-horizontal reflectivity relationship // Atmos. Res. 2022. V. 267. DOI: 10.1016/j.atmosres.2021.105978.
7. Степаненко В.Д. Радиолокация в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 343 с.
8. Wang Hao, Yan Yilin, Long Keji, Qingqing Chen, Xingang Fan, Fugui Zhang, Linyin Tan. Relationships between rapid urbanization and extreme summer precipitation over the Sichuan–Chongqing area of China // Front. Earth Sci. 2022. V. 10. DOI: 10.3389/feart.2022.909547.
9. Чернокульский А.В., Елисеев А.В., Козлов Ф.А., Коршунова Н.Н., Курганский М.В., Мохов ИИ., Семенов В.А., Швець Н.В., Шихов А.Н., Ярынич Ю.И. Опасные атмосферные явления конвективного характера в России: наблюдаемые изменения по различным данным // Метеорол. и гидрол. 2022. № 5. С. 27–41.
10. Синькевич А.А., Куров А.Б., Михайловский Ю.П., Торопова М.Л., Веремей Н.Е. Исследование характеристик грозовых облаков на северо-западе России с использованием нейронных сетей // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35. № 12. С. 1008–1014.
11. Павлюков Ю.Б., Коренев Д.П., Травов А.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018665447 Российская Федерация. Программный комплекс вторичной обработки информации доплеровского метеорологического радиолокатора ДМРЛ-С (шифр «ГИМЕТ-2010») версия 02, № 2018662687, заявл. 13.11.2018, опубл. 05.12.2018; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение «ЦЕНТРАЛЬНАЯ АЭРОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ» (ФГБУ «ЦАО»).
12. Marshall J.S., Palmer W.M. The distribution of raindrops with size // J. Meteorol. 1948. V. 5, N 5. P. 165–166. DOI: 10.1175/1520-0469(1948)005<0165:TDORWS>2.0.CO;2.
13. Marshall J.S., Langille R.C., Palmer W.M. Measurement of rainfall by radar // J. Meteorol. 1947. V. 4, N 6. P. 186–192. DOI: 10.1175/1520-0469(1947)004<0186:MORBR>2.0.CO;2.
14. Fulton R.A., Breidenbach J.P., Seo D.J., Miller D.A. The WSR-88D rainfall algorithm // Weather Forecast. 1998. V. 13, N 2. P. 377–395. DOI: 10.1175/1520-0434(1998)013<0377:TWRA>2.0.CO;2.
15. Lang J.L., Barros A.P. An investigation of the onsets of the 1999 and 2000 monsoons in central Nepal // Mon. Weather Rev. 2002. V. 130, N 5. P. 1299–1316. DOI: 10.1175/1520-0493(2002)130<1299:AIOTOO>2.0.CO;2.
16. Morin E., Maddox R.A., Goodrich D.C., Sorooshian S. Radar Z–R relationship for summer monsoon storms in Arizona // Weather Forecast. 2005. V. 20, N 4. P. 672–679. DOI: 10.1175/WAF878.1.
17. List R.A. Linear radar reflectivity – rainrate relationship for steady tropical rain // J. Atmos. Sci. 1988. V. 45, N 23. P. 3564–3572. DOI: 10.1175/1520-0469(1988)045 <3564:ALRRRF>2.0.CO;2.
18. Uijlenhoet J., Smith A., Steiner M. The microphysical structure of extreme precipitation as inferred from ground-based raindrop spectra // J. Atmos. Sci. 2003. V. 60, N 10. P. 1220–1238. DOI: 10.1175/1520-0469(2003)60<1220:TMSOEP>2.0.CO;2.
19. Matrosov S.Y., Cifelli R., Kennedy P.C., Nesbitt S.W., Rutledge S.A., Bringi V.N., Brooks E. Martner a comparative study of rainfall retrievals based on specific differential phase shifts at X- and S-band radar frequencies // J. Atmos. Ocean. Technol. 2006. V. 23, N 7. P. 952–963. DOI: 10.1175/JTECH1887.1.
20. Bringi V.N., Chandrasekar V. Polarimetric Doppler Weather Radar: Principles and Applications. Cambridge: Cambridge University Press, 2001. 636 p. DOI: 10.1017/CBO9780511541094.
21. Fehr T., Dotzek N., Höller H. Comparison of lightning activity and radar-retrieved microphysical properties in EULINOX storms // Atmos. Res. 2005. V. 76, N 1–4. P. 167–189. DOI: 10.1016/j.atmosres.2004.11.027.
22. Giangrande S., Ryzhkov A. Estimation of rainfall based on the results of polarimetric echo classification // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2008. V. 47, N 9. P. 2445–2462. DOI: 10.1175/2008JAMC1753.1.
23. Dolan B., Rutledge S.A., Lim S., Chandrasekar V., Thurai M. A robust C-band hydrometeor identification algorithm and application to a long-term polarimetric radar dataset // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2013. V. 52, N 9. P. 2162–2186. DOI: 10.1175/JAMC-D-12-0275.1
24. Chen G., Zhao K., Wen L., Yang J., Zheng Yu., Xu F., Lyu F., Sun K., Sun L. Linking ice-phase microphysics to raindrop characteristics in deep convection: A warm-sector extreme rainfall case study in Eastern China // Earth Space Sci. 2023. V. 10. DOI: 10.1029/2022EA002697.
25. Mosier R.M., Schumacher C., Orville R.E., Carey L.D. Radar nowcasting of cloud-to-ground lightning over Houston, Texas // Weather Forecast. 2011. V. 26, N 2. P. 199–212. DOI: 10.1175/2010WAF2222431.1.
26. Sin’kevich A., Boe B., Pawar S., Yang J., Abshaev A., Dovgaluk Yu., Gekkieva J., Gopalakrishnan V., Kurov A., Mikhailovskii Yu., Toropova M., Veremei N. Investigation of thundercloud features in different regions // Remote Sens. 2021. V. 13, N 16. DOI: 10.3390/rs13163216.
27. Vincent B.R., Carey L.D., Schneider D., Keeter K., Gonski R. Using WSR-88D reflectivity data for the prediction of cloud-to-ground lightning: A central North Carolina study // Natl. Weather Dig. 2003. V. 27, N 1. P. 35–44.
28. Yang Y.H., King P. Investigating the potential of using radar echo reflectivity to nowcast cloud-to-ground lightning initiation over southern Ontario // Weather Forecast. 2010. V. 25, N 4. P. 1235–1248. DOI: 10.1175/2010WAF2222387.1.
29. Инюхин В.С., Макитов В.С., Кущев С.А. Радиолокационные исследования формирования и развития градовых очагов в мощных конвективных облаках // Метеорол. и гидрол. 2017. № 7. C. 103–111.
30. Методические указания по производству метеорологических радиолокационных наблюдений на ДМРЛ-С на сети Росгидромета. Санкт-Петербург, 2013. 173 c.
31. Pessi A.T., Businger S. Relationships among lightning, precipitation, and hydrometeor characteristics over the North Pacific Ocean // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2009. V. 48, N 4. P. 833–848. DOI: 10.1175/2008JAMC1817.1.