Том 36, номер 11, статья № 7

Аннотация:

Представлены результаты исследования одиночного грозового облака, которое развивалось в ночное время вблизи побережья Финского залива. С использованием трех метеорологических радиолокаторов, двух грозопеленгационных систем и трехмерной численной модели изучены физические процессы, которые обусловили его электризацию. Показано, что первая молния возникла в период, когда в верхней части облака имелась небольшая область, содержащая частицы крупы. Важнейшую роль в формировании этой области и микроструктуры облака оказали восходящие потоки, что показано как по данным радиолокационных наблюдений, так и численного моделирования. Дальнейшее усиление грозовой деятельности было связано с увеличением объема облака с крупой и градом. Анализ величины заряда отдельных облачных фракций по результатам численного моделирования показал, что градины являлись основными носителями отрицательного заряда.

Ключевые слова:

грозовое облако, молния, радиолокационные характеристики, численное моделирование, микрофизическая структура

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Chang J., Gu J., Ji F., Chang F., Sayit H. Relationship between microphysical properties of convective clouds and lightning activity in a typical thunderstorm in Sichuan Basin // Pol. J. Environ. Stud. 2020. V. 30, N 1. P. 571–583. DOI: 10.15244/pjoes/123291.
2. 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.
3. Синькевич А.А., Михайловский Ю.П., Матросов С.Ю., Попов В.Б., Снегуров В.С., Снегуров А.В., Довгалюк Ю.А., Веремей Н.Е. Связь структуры кон­вективных облаков с частотой молний по результатам радиофизических измерений // Метеорол. и гидрол. 2019. № 6. С. 37–51.
4. Синькевич А.А., Попов В.Б., Михайловский Ю.П., Торопова М.Л., Довгалюк Ю.А., Веремей Н.Е., Старых Д.С. Характеристики кучево-дождевого облака с водяным смерчем над Ладожским озером по данным дистанционных измерений // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 2. С. 153–158; Sin’kevich A.A., Popov V.B., Mikhailovskii Yu.P., Toropova M.L., Dovgalyuk Yu.A., Veremei N.E., Starykh D.S. Characteristics of cumulonimbus with waterspout over Ladoga Lake from remote measurements // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 4. P. 387–392.
5. Qie X., Zhang Y. A review of atmospheric electricity research in China from 2011 to 2018 // Adv. Atmos. Sci. 2019. V. 36. P. 994–1014. DOI: 10.1007/s00376-019-8195-x.
6. Deierling W., Petersen W.A., Latham J., Ellis S., Christianet H. The relationship between lightning activity and ice fluxes in thunderstorms // J. Geophys. Res. 2008. V. 113, N D15. P. D15210. DOI: 10.1029/2007JD009700.
7. Davini P., Bechini R., Cremonini R., Cassardo C. Radar-based analysis of convective storms over Northwestern Italy // Atmosphere. 2012. V. 3, N 1. P. 33–58. DOI: 10.3390/atmos3010033.
8. Sun J., Chai J, Leng L., Xu G. Analysis of lightning and precipitation activities in three severe convective events based on Doppler radar and microwave radiometer over the Central China Region // Atmosphere. 2019. V. 10, N 6. P. 298. DOI: 10.3390/atmos10060298.
9. Веремей Н.Е., Довгалюк Ю.А., Затевахин М.А., Игнатьев А.А., Морозов В.Н., Пастушков Р.С. Описание базовой численной нестационарной трехмерной модели конвективного облака // Труды ГГО. 2016. Вып. 582. С. 45–91.
10. 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, опубл. 05.12.2018; заявитель ФГБУ «ЦАО».
11. Автоматизированные метеорологические радиолокационные комплексы «Метеоячейка» / под ред. Н.В. Бочарникова, Г.Б. Брылева и др. СПб.: Гидрометеоиздат. 2007. 238 с.
12. Михайловский Ю.П., Торопова М.Л., Веремей Н.Е. Довгалюк Ю.А., Синькевич А.А., Янг Дж., Лу Дж. Динамика электрической структуры кучево-дождевых облаков // Изв. вузов. Радиофиз. 2021. Т. 64, № 5. С. 341–353.
13. Фазовый анализатор грозоопасности ФАГ-2Н. URL: http://www.digital-dragon.ru/products/testing-equipment/thunder-analyser/ (дата обращения: 6.03.2023).
14. Xu W., Zipser E.J., Liu C., Jiang H. On the relationships between lightning frequency and thundercloud parameters of regional precipitation systems // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. P. D12203. DOI: 10.1029/2009JD013385.
15. Takahashi T. Riming electrification as a charge generation mechanism in thunderstorms // J. Atmos. Sci. 1978. V. 35. P. 1536–1548. DOI: 10.1175/1520-0469(1978)035<1536:REAACG> 2.0.CO;2.
16. Matrosov S.Y., Cifelli R., Kennedy P.C., Nesbitt S.W., Rutledge S.A., Bringi V.N., Brooks E. 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. P. 952–963. DOI: 10.1175/JTECH1887.1
17. Bringi V.N., Chandrasekar V. Polarimetric Doppler Weather Radar. Cambridge: Cambridge University Press, 2001. 636 p.
18. 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.
19. Kumjian M.R. Principles and applications of dual-polarization weather radar. Part II: Warm- and cold-season applications // J. Operational Meteorol. 2013. V. 1, N 20. P. 243–264. DOI: 10.15191/nwajom.2013.0120.
20. Rigo T., Farnell Barqué C. Evaluation of the radar echo tops in Catalonia: Relationship with severe weather // Remote Sens. 2022. V. 14. P. 6265. DOI: 10.3390/rs14246265.
21. Farnell C., Rigo T., Pineda N. Exploring radar and lightning variables associated with the lightning jump. Can we predict the size of the hail? // Atmos. Res. 2018. V. 202. P. 175–186. DOI: 10.1016/j.atmosres.2017.11.019.