Прогноз гроз по
методу А. Симиля.
Метод основан на
расчете и оценке критерия неустойчивости атмосферы Т и суммарного дефицита
точки росы 
.
Критерий неустойчивости атмосферы
определяется по формуле:
,
Где 
- температура воздуха
на уровне 500 мбар, ° С;
,
- температура частицы воздуха, поднятой с уровня 850 мбар или уровня конденсации до уровня 500 мбар по сухой или
влажной адиабате соответственно.
Исходные данные в методе:
,– температура воздуха на уровнях 850 и 500 мбар, ° С;
, 
, 
– дефицит точки росы на
уровнях 850, 700 и 500 мбар,° С;
– переменная, обеспечивающая корректировку метода
применительно к местным условиям путем изменения расчетного значения на величину – систематическую
ошибку;
– величина, обеспечивающая
корректировку метода применительно к местным условиям изменением
порогового значения 
на величину .Значения и находятся путем обработки результатов прошлых наблюдений с
использованием применяемого вычислителя без коррекции эти значения равны нулю.
Алгоритм реализации метода.
1. Приводятся исходные значения и 
к виду:
, ° К ;
;
;
2. Вычисляется температура частицы воздуха
на уровне 500 мбар при ее подъеме с уровня в условиях
сухоадиабатического процесса, используя формулу
,° С
;
3.
Вычисляется
температура частицы воздуха на уровне 500 мбар при ее
подъеме с уровня в условиях влажноадиабатического
процесса, используя формулу
,°С
4.
Вычисляется
критерий неустойчивости атмосферы по формуле
,
и
выдается вместе с его символом на
индикаторы вычислителя для анализа или накопления статистики
.
5. Определяется
знак полученного значения с учетом возможной
поправки .
Если 
< 0 ,то в прогнозе
указывается ,что гроза не ожидается и разработка
прогноза на этом завершается;
Если ≥ 0, то
осуществляется дальнейшая разработка прогноза с привлечением данных о влажности
атмосферы;
6. Вычисляется
суммарный дефицит точки росы
,°С
7. Вычисляется разность между пороговым и вычисленным значениями
суммарного дефицита точки росы с учетом возможной поправки и определяется ее знак
Если 
> 0 , то в прогнозе
указывается « наличие грозы»,
Если ≤ 0 , то в
прогнозе указывается «гроза не ожидается».
Прогноз гроз по
методу Р. Вайтинга
Метод основан на
расчете по данным утреннего зондирования атмосферы критерия грозоопасности 
, зависящего от
температуры воздуха на уровнях 850 и 500 мбар (,) и дефицита точки росы на уровнях 850 и 700 мбар (, ) [ 3].
Алгоритм реализации метода.
1.
Вычисляется
критерий грозоопасности по формуле
,
Если 
, то гроза не ожидается;
Если 
– отдельные грозы;
Если 
– грозы местами ;
Если 
– грозы повсеместно.
В формуле
величина – переменная, обеспечивающая корректировку метода для учета
других влияющих факторов либо для учета
местных условий. Корректировка метода осуществляется изменением критерия на значение величины , определенное по результатам прошлых наблюдений за грозовым
состоянием атмосферы. При = 0 метод используется без корректировки.
Прогноз гроз по
методу Г. Фауста
Метод прогноза основан на определении
разности () между температурой нулевого испарения (
) и температурой воздуха на уровне поверхности 500 мбар () с учетом поправок по формуле
,
Где 
– поправка на кривизну
и 
– поправка на сходимость приземных изобар. При
циклонической кривизне и сходимости изобар поправки положительные, при
антициклонической кривизне и расходимости –
отрицательные.
Алгоритм реализации метода.
1.
Вычисляется
средней дефицит точки росы в слое от 850 до 500 мбар
,°С
2.Вычисляется температура нулевого испарения
,°С
3.Выделяется знак радиуса
кривизны приземных изобар R, который в случае циклонической кривизне изобар в
районе прогноза задается со знаком плюс, а в случае антициклонической – со
знаком минус.
;
4.Вычисляется поправка
по формуле
,°С
полученной
практически абсолютно точной путем
аппроксимации табличных значений 
приведенных в [3].
5. Вычисляется
значение меры вертикальной неустойчивости по Фаусту .
6. Осуществляется
корректировка полученного значения критерия с учетом местных условий на величину и по его знаку
делается прогноз.
Если 
, то следует прогнозировать
грозы;
Если 
, то следует прогнозировать, что грозы не ожидаются.
Прогноз гроз по методу Кокса.
Метод основан [2,3] на расчете и
совместимом попарном анализе следующих четырех
параметров:
─
индекса устойчивости ;
─
дефицита точки росы на уровне 700 мбар ();
─ уровня
конденсации при подъеме частицы воздуха с поверхности земли 
;
─ индекса
устойчивости 
.
Гроза прогнозируется, если на возможность
ее образования указывают обе пары
предикторов (параметров) (,) и (,).
Алгоритм реализации метода.
1.
Вычисляется индекс
устойчивости как разность между
фактической температурой на уровне 500 мбар и
приведенной температурой точки росы на том же уровне. Для этого:
Находится средняя температура точки росы в
приземном слое толщиной 100 мбар по формуле
, °С
;
определяется уровень, соответствующий
температуре
,мбар ;
приводится по влажноадиабатическому
закону средняя температура точки росы на
уровне (Р
- 50) к уровню 500 мбар по
формулам:
,
,
, °С
вычисляется индекс устойчивости по формуле
, °С
2.
Вычисляется индекс
устойчивости в следующей
последовательности:
вычисляется потенциальная температура
относительно уровня 850 мбар по формуле
, °К
;
приводится температура 
по влажноадиабатическому закону к
уровню 600 мбар по формуле
, °С
,
где
;
находится 
по формуле
,°С
вычисляется значение индекса устойчивости по формуле
, °С
3. Вычисляется
пороговое значение индекса по уравнению дискриминантной функции
, °С
полученной путем
аппроксимации линии раздела точек (,) на две области .
Рис.1 График для
прогноза гроз по способу Кокса:
А ─ по значениям и ; Б ─ по значениям и индекса
Точки (,) принадлежащие одной из этих областей определяют
условия, при которых с большой вероятностью возможна гроза, а относящихся к
другой области-условия, при которых она маловероятна;
4.Вычисляется
значение критерия 
Если 
> 0, то =1 ,
Если = 0, то =0 ,
Если < 0, то =-1 ,
которое однозначно отражает факт возможности или
невозможности грозы при наблюдаемом условии (,).
Величина ─ переменная ,обеспечивающая корректировку метода для учёта местных
условий.
5. Вычисляется
пороговое значение уровня конденсации по формуле
, мбар ,
полученной путем аппроксимации
линии раздела между областями с большой и малой вероятностью гроз.
6.Вычисляется
значение критерия 
по формуле
Если 
,то =1;
Если 
,то =0;
Если 
,то =-1.
Величина однозначно отражает
факт возможности или невозможности грозы при наблюдаемом условии (,).Величина – переменная,
обеспечивающая корректировку метода для учета местных условий.
7. По полученным
значениям и делается прогноз
если 
= -1, то в прогнозе
указывается отсутствие грозы и дальнейшие расчеты прекращаются;
если = 1, то прогнозируется наличие грозы;
если = 0, то разработка прогноза продолжается для учета типа
кривизны изобар 
.
8.
Принимается
прогностическое решение с учетом
признака типа изобар φ
если 
= 1, то имеет место циклоническая кривизна изобар ( = 1) и прогнозируется наличие грозы;
если = -1 , то
имеет место антициклоническая кривизна изобар ( = -1) и прогнозируется отсутствие грозы.
Прогноз гроз по
методу Р.Бэйли
Метод основан на
использовании двух параметров: сумма дефицитов 
точки росы на
уровнях 700 и 600 мбар и разности температур на уровнях 850 и 500 мбар .Вероятность грозы по этим
параметрам принято определять с помощью графика.
Рис.2.График
прогноза гроз: А ─ область вероятных гроз; В─область маловероятных
гроз; С ─ область отдельных гроз.
Алгоритм реализации метода.
1. Вычисляется
ожидаемый суммарный дефицит точки росы на уровнях 700 и 600 мбар
по формуле:
, °С
2. Вычисляется ожидаемая
разность температур на уровнях 850 и 500 мбар по
формуле:
, °С
3. Вычисляется пороговое значение параметра при заданном значении
параметра , используя формулу
,°С
Данное выражение
описывает дискриминантную линию, отделяющую область
условий (
), при которых вероятность гроз значительна, от
области условий (), при которых она маловероятна;
4. Определяется факт
возможности или невозможности грозы при наблюдаемом условии ().
Если 
, то с достаточно большой вероятностью прогнозируется наличие
грозы и дальнейшие расчеты прекращаются;
Если 
, то разработка прогноза продолжается;
5. Вычисляется
пороговое значение параметра при заданном значении
параметра по формуле
, °С
Данное выражение описывает дискриминантную линию, отделяющую область условий () при которых грозы маловероятны, от области условий () ,при которых возможны отдельные сухие грозы.
5.
Принимается
решения о грозовом состоянии атмосферы.
Если 
, то наличие гроз маловероятно;
Если 
, то можно ожидать
лишь отдельные сухие грозы.
Уравнения дискриминантных линий
и получены на основании аппроксимации графиков, приведенных в [4]
Величины и в формулах и являются переменными, которые обеспечивают
корректировку метода для учета местных условий.
Используемая литература :
1.Отчёт о НИР ”Исследования по математическому
и программному обеспечению специализированных вычислителей, предназначенных для
решения задач метеорологического обеспечения авиации”, ВВВАИУ, Воронеж
2.Руководство
по прогнозированию метеорологических условий для авиации. Л., Гидрометиздат , 1985г.
3.Методические рекомендации “Прогноз опасных
явлений погоды”, Москва, Воениздат, 1988г.
4.М.М.Иоффе, М.Г.Приходько “Справочник
авиационного метеоролога”, М., , Воениздат ,1977г., стр.113