Физика атмосферных аэрозольных систем. Довгалюк Ю.А - 93 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Нисходящие же потоки обычно холоднее окружающего воздуха, причем на стадии зрелости они
могут быть холоднее на 4
0
C. В стадии диссипации разность температур уменьшается. Более
подробные сведения о полях температур в кучево-дождевом облаке и его окрестностях можно найти
в монографии С.М.Шметера [84].
Кинематическая модель кучево-дождевого облака. Из приведенного краткого анализа
движений воздуха в конвективных облаках видно, что они представляют собой весьма сложный вид
гидродинамического течения в атмосфере. Известны многочисленные попытки построения
кинематических моделей конвективных,в частности, кучево-дождевых облаков. Схему внутреннего
строения «пузыря», описывающего кучевую стадию развития облаков, мы уже рассмотрели. Теперь
обсудим коротко кинематическую модель Cb и остановимся, в частности, на одной из последних
моделей, являющейся обобщением большого цикла экспериментальных и теоретических
исследований кучево-дождевых облаков.
В одной из первых моделей модели Байерса и Брейама (1946 г.) процесс эволюции Cb
разбивался на три стадии (см. рис.5.4): 1) стадия кучевого облака, когда все оно охвачено
восходящим потоком, скорость восходящего потока возрастает от нижней границы облака к верхней
и от краев облака к его центру, при этом имеется сходимость потока к центру облака, осадков нет
(см. рис.5.4, а ); 2) стадия зрелости облако достигает своего нибольшего развития, но в нижней его
области возникает нисходящий поток, охватывающий часть облака, начинаются осадки (см.
рис.5.4,б); иногда нисходящий поток, достигая земли, обусловливает здесь резкое усиление ветра, в
результате образуются шквалы; 3) стадия диссипации все облако охвачено нисходящим потоком,
скорость которого возрастает по мере приближения к нижней границе облака (см. рис.5.4,в).
Рисунок 5.4
Позднее детальные исследования стадии жизни Cb выполнили советские ученые
Н.Ш.Бибилашвили, Г.К.Сулаквелидзе и другие [17]. Они показали, что к кучевой стадии относится
период жизни конвективного облака, когда восходящие потоки как под ним, так и внутри него
представляют собой поднимающиеся пузыри теплого воздуха. В облаке наблюдается тенденция
роста скорости восходящего потока от его основания к вершине. Однако величина этой скорости
сильно колеблется, максимальное ее значение не превышает 6÷ 7 м/с. В конечный период кучевой
стадии флуктуации скорости восходящего потока сглаживаются и возникают струйные потоки. В
стадии зрелости восходящие потоки уже представляют собой только струи. В конечный период
стадии зрелости скорости вертикальных потоков достигают максимального значения: 20÷ 25 м/с.
Одновременно с максимальными скоростями появляется крупнокапельная зона, дающая интенсивное
радио-эхо. На стадии диссипации наблюдаются сильные нисходящие потоки, связанные с началом
выпадения осадков.
Следует отметить, что когда высота Cb приближается к своему максимальному значению, то
наблюдается замедление роста мощности облака, сопровождающееся расширением его вершины и
образованием «наковальни» (рис.5.5,а). На этой стадии жизни при наличии сдвига ветра с высотой
«наковальня» теряет симметрию и появляется «носик» (рис. 5.5,б), вытягивающийся по ветру на
многие километры.
Оценка продолжительности указанных стадий жизни показала, что кучевая стадия
продолжается примерно 15÷ 20 мин, стадия зрелости 40÷ 50 мин, стадия диссипации 15÷ 20