Аэрологическая диаграмма. Как читать и что по ней можно узнать.

Что такое Аэрологическая диаграмма? – Это наше все о вертикальной погоде!

По ней можно спрогнозировать? :

  • Базу (нижнюю границу) облаков;
  • Высоту термиков доступных для парения;
  • Силу, среднюю скороподъемность и турбулентность потоков;
  • Задерживающие слои, в которых термик будет изгибаться и вести себя не так как надо;
  • Вид  облаков;
  • Насколько хорошо облака будут работать;
  • Как быстро облака будут испарятся после смерти потока и будут ли они растекаться, закрывая солнце кризами;
  • Будут ли работать “облачные гряды” и можно ли лететь “дельфином”;
  • Как меняется ветер по высоте;
  • Будут ли смерчи, резкие нисходящие потоки и как они будут распределятся по вертикали;
  • Есть ли опасность переразвития облаков;
  • Будут ли дожди, грозы;
  • На какой высоте наиболее эффективно лететь;
  • Можно ли будет выпаривать “с низов”;
  • и многое – многое другое.

 

Давайте разбираться, как же это все прочитать на этом графике.

Для начала, разберем что такое – Аэрологическая диаграмма (АД)? – Итак.

Аэрологическая диаграмма – это ряд данных, описывающих состояние воздуха по высоте. Эти данные, представлены 2-мя кривыми состояния воздуха и значениями о ветра.

  • 1-я кривая расположена слева, обычно жирная, зеленого цвета, называется – депеграмма (depegram ) или же кривая “точек росы”. Эта кривая (в градусах С), показывает температуру насыщения воздуха водой, то есть при какой температуре, начнется конденсация влаги из воздуха находящегося на том или ином уровне. По своей сути, она передает абсолютное содержание влаги в воздухе на данной высоте.
  • 2-я, кривая, справа, обычно жирная красная, называется – “кривая стратификации” и она показывает температуру воздуха на данной высоте. Стратификация может быть устойчивая, неустойчивая и безразличная по отношению к сухому (и ненасыщенному) или насыщенному воздуху.
  • Расстояние между кривой стратификации и депеграммой показывает дефицит точки росы =Т-Тd.
  • Данные о ветре, в основном располагаются справа от бланка АД и указывают направление и скорость ветра на каждом высотном уровне, иногда дополняются годографом смещения зонда по высотам. (кривая показывающая куда смещался зонд в процессе подъема, на ней наглядно видно куда и как доворачивает ветер по высоте).

Эти 2 кривые и данные о ветре, получают по результатам зондирования атмосферы (они часто так и называются – sounding) метеорологическими шарами – зондами (обычно 2-ды в сутки, в 0 часов и 12 часов по стандартному времени UTC), или же их получают по результатам численного моделирования для тех точек где нет зондирования или в прогнозе на будущее.

Кривые наносят на специальный бланк аэрологической диаграммы, этот бланк-номограмма описывает термодинамические свойства воздуха.

Линии аэрологических диаграмм.

На АД наносят следующие линии:

  • Изобар (равного давления) – горизонтальные штриховые линии – показывают одинаковую высоту (давление) вдоль всей линии. Цифры справа – это высота или давление в мбар. Давление показывает высоту.  В первом приближении можно считать что :
    • 1000 мбар = 100м
    • 900 мбар = 1 км
    • 800 мбар = 2 км
    • 700 мбар = 3 км
    • 500 мбар = 5,5 км
  • Изотерм (равной температуры) – вертикальные тонкие красные или коричневые линии на бланке АДП и наклонные направо на бланке АДК , под углом 45 град. к изобарам (высоте) (поэтому бланк и называется косоугольным) – показывают одинаковую температуру вдоль всей линии. Коричневые цифры слева и снизу – это температура изотерм.
  • Изограмм (равных “точек росы”) – обычно зелёный тонкий пунктир, показывают как меняется точка росы при подъеме воздуха определенной влажности. порядка 0.2 градуса на 100м высоты.
  • Сухих адиабат (САГ=DALR) –  наклоненные влево серые линии, – они описывают изменения параметров воздуха двигающегося во сухоадиабатическому закону (то есть при условии отсутствия конденсации влаги). Или просто – линии сухоадиабатического градиента. САГ примерно равен 9.8 град на 1 км высоты.
  • Влажных адиабат (ВАГ=SALR)синие изогнутые линии, изменения параметров воздуха двигающегося во влажноадиабатическому закону (то есть при условии конденсации влаги). Или просто – линии влажноадиабатического градиента.  Линии изогнутые, так как влажная адиабата сильно зависит от давления (высоты) и температуры воздуха. (чем теплее воздух – тем больше в нем растворяется влаги и тем больше “скрытого тепла” выделяется при ее конденсации. ВАГ изменяется от 4 до 8 град на км высоты.  Чем холоднее воздух, тем меньше в нем влаги и тем ближе ВАГ приближается к САГ.

Изменение ВАГ в зависимости от давления и температуры.

t, oC

40 20 10 0 -10 -20 -30

1000мб

0,32 0,44 0,54 0,66 0,78 0,88

0,98

500мб 0,26 0,34 0,41 0,52 0,66 0,78

0,93

 

  • Справа от поля АД стоят “флажки”, показывающие направление и скорость ветра в метрах в секунду или узлах и направление в градусах. Например 90 (5) означает, что на данной высоте дует восточный ветер 5 м/с.
  • Слева в верхнем углу, часто рисуют годограф дрейфа зонда. Концентрические круги указывают скорость, а смещение графика в ту или иную сторону – направление дрейфа.

Бланки Аэрологических диаграмм.

Существуют 3 основных вида бланков, эмаграмма (она же АДП), Тепиграмма и Skew-T log P (она же АДК) отличаются они углами пересечения линий, описывающих основополагающие характеристики воздуха (в первую очередь давление (высота), температура, и сухоадиабатический закон.

Бланки аэродинамических диаграмм удовлетворяют следующим требованиям:

  1. Разработаны таким образом, что площадь на диаграммах была пропорциональна энергии.
  2. Основополагающие линии были – прямые и следовательно ими легко пользоваться.
  3. На АДК /аэрологическая диаграмма в косоугольной системе координат/ (Skew-T log P)   – косые изотермы (T) являются почти перпендикулярны к САГ (сухоадиабатический градиент).

Важно, чтобы САГ (isentropes) и изотермы быть далеко друг от друга, чтобы помочь нам увидеть небольшие изменения температуры относительно САГ, который важен в определении стабильности.

 

Давайте разберем на примере АДК (она же Skew-T log P).

Изобары (высота)

Изобары

Давление (hPa) Высота (m)
100 16,180
150 13,608
200 11,784
250 10,363
300 9164
350 8117
400 7185
450 6344
500 5574
550 4865
600 4206
650 3591
700 3012
750 2466
800 1949
850 1457
900 988
950 540
1000 111

 

Изограммы

Изограммы

Изограммы –  линии равной удельной влажности при состоянии насыщения. Показывают при какой температуре и на какой высоте воздушная масса данной влажности достигнет состояния насыщения (точки росы).

Дальнейший подъем этого воздуха привел бы к конденсации и образованию облаков.

Изотермы

Изотермы – прямые постоянных температур. Для удобства, в АДК, они располагаются наискосок слева направо.

Сухие адиабаты (изантропы) или САГ (DALR в англоязычных диаграммах)

САГ или изантропы

Линии САГ (сухоадиабатического градиента) – показывают адиабатическое изменение температуры частицы сухого или влажного ненасыщенного воздуха при его опускании или подъёме.

Сухое адиабатическое понижение температуры поднимающегося воздуха составляет примерно  0.98°С/100м.

Линии САГ направлены справа – налево.

Влажные адиабаты или линии ВАГ (SALR на англоязычных)

ВАГ

Показывают адиабатическое изменение температуры частицы влажного воздуха при его опускании или подъёме при условии конденсации(испарения)  влаги.

При конденсации влаги, происходит выделение дополнительной “скрытой” энергии что уменьшает понижение температуры при подъеме воздуха по сравнению с ненасыщенным состоянием как при САГ.

ВАГ (влажно-адиабатический градиент) сильно зависит от объема выделяемого тепла (следовательно от температуры воздуха и давления(высоты)) ВАГ может колебаться от 0,3 до 0,98°С/100м).

В очень холодном воздухе – влажные адиабатические параметры близки к сухо-адиабатическим.

Все вместе линии – образуют бланк АДК (Skew-T log P)

Бланк АДК

На Бланк АД, как уже говорилось выше, наносятся данные точек росы (депеграмма), данные о фактических температурах воздуха (кривая стратификации) и данные о ветре.

Так же на бланке АД, обычно строят “кривую состояния“.

Кривая состояния – характеризует изменения температуры воздуха в адиабатически поднимающейся частице воздухаОбычно воздух содержит то или иное количество водяного пара, поэтому до уровня конденсации кривая состояния проводится по сухой адиабате (САГ), выше уровня конденсации – по влажной адиабате (ВАГ).

Проще говоря, кривая состояния описывает – что будет происходить с поднимающимся изолированным объемом воздуха заданной температуры у поверхности, в атмосфере с заданными значениями кривой стратификации и депеграммой. Если мы строим кривую состояния для температуры равной средней у поверхности , то она покажет закон подъема воздуха при механическом (например орографическом – из-за рельефа) переносе, если мы берем начальную температуру равную слою воздуха “перегретому” над зоной формирования термика (обычно на 3-4 градуса выше чем средняя у поверхности) то кривая состояния опишет – что будет происходить с воздухом поднимающемся в термике (пузыре).

По результатам взаимного анализа кривых стратификации, состояния и депеграммы проводят АНАЛИЗ НЕСТАБИЛЬНОСТИ, и можно найти ряд интересующих нас параметров погоды и базовых уровней.

Такие как:

  • Реальную температура на любой высоте – берем нужную нам высоту (или давление) на правой шкале, проводим горизонтальную линию до пересечения с красным графиком кривой стратификации, и от точки пересечения проводим линию вниз, параллельную изотерме.
  • Уровень конденсации – уровень, до которого нужно подняться, чтобы содержащийся в воздухе водяной пар при адиабатическом подъёме достиг состояния насыщения (или 100% относительной влажности) и началась конденсация влаги. Этот уровень поможет предсказать будут ли облака и какая база у них будет. Для определения уровня конденсации нужно выбрать какой именно тип уровня нам необходим – при конвекции (термический) или при механической переносе (например орографическом подъеме). Для механического подъема (Lifting Condensation Level (LCL)) – нужно от высоты зондирования (поверхности) от значения температуры воздуха перемещаться по сухой адиабате, а от значения точки росы – по изограмме, уровень их пересечения является уровнем конденсации. Для термической конвекции,(Convective Condensation Level (CCL)) необходимо у земли взять температуру на несколько градусов выше, чем измеренная зондом. Эта будет температура “перегрева термика” относительно окружающего воздуха.
  • Уровни температурных инверсий.
  • На какой высоте присутствует плотная облачность, и какой слой она занимает по высоте (если такая есть). Например, если графики температуры и точки росы соприкасаются мы имеем плотное слоистое облако. Слоистое, а не кучевое, потому что такие условия имеются по всему нашему району.
  • Дождливый день – если эти два графика одновременно идут снизу и до большой высоты (это означает, что по всей высоте мы имеем 100% влажность)
  • Силу и направление ветра на заданной высоте по правой части диаграммы и годографу (если он есть).

 

Так же по анализу диаграммы можно судить о прогнозной динамике погоды, например о приближении атмосферного фронта, о возможности растекания облаков и т.д. Сам процесс определения разных уровней и распознавания разных типов погоды я буду описывать в отдельных статьях, в разделе теоретическая метеорология. А эту статью хочу закончить ссылками на ресурсы, где можно скачать актуальные диаграммы.

  • В первую очередь Flymeteo.org – на этом сайте можно скачать актуальные реальные данные АДП на 00 и 12 UTC по множеству точек в России и в мире. Все диаграммы в отлично читаемом виде и обработаны, то есть на них выделены базовые уровни и метеорологические явления.

Пример натурная АДП

  • Во вторую очередь сайт meteo.paraplan.ru на нем огромное количество прогнозных модельных аэрологических диаграмм в формате АДК 

 

 

  • Так же прогнозные АДК для любой точки на планете (по клику на карте) можно посмотреть на сайте XCSkies.com
ADK XCSkies

ADK XCSkies.com

Есть множество других источников, где можно смотреть натурные и прогнозные (модельные) аэрологические диаграммы, но приведенных выше – вполне хватает для анализа погоды в любительских условиях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться статьей в социальных сетях

Line Para2000.ru

Добавить комментарий

Ближайшая лекция. (не назначено)