Временные характеристики и синоптические условия образования экстремальной новороссийской боры

В. В. Ефимов✉, О. И. Комаровская, Т. М. Баянкина

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: vefim38@mail.ru

Аннотация

Цель. Изучены характеристики и повторяемость новороссийской боры по данным стандартных измерений на гидрометеорологической станции Новороссийск и данным климатического реанализа RegCM с использованием региональной численной модели c повышенным пространственным разрешением. Общефизический интерес представляют случаи боры с максимальной скоростью U ≥ 30 м/с и минимальной отрицательной температурой.

Методы и результаты. По многолетним ежедневным данным из архивов станции Новороссийск и информации баз данных Росгидромета (https://rp5.ru/) за 1901–2017 гг. получены статистические значения по числу суток с борой за холодный и теплый периоды, количеству случаев боры при различной их продолжительности в сутках и повторяемости по месяцам за 1901‒2017 гг. Современные региональные численные модели, разработанные в Морском гидрофизическом институте, позволяют учесть роль орографии в генерации новороссийской боры, определить ее локализацию и изучить эволюцию термодинамических полей сильной боры в процессе ее развития и затухания. Дана оценка повторяемости экстремальных скоростей ветра при истинной боре методом аппроксимации кумулятивной функции ряда распределением Вейбулла. При анализе синоптических особенностей формирования боры использованы данные регионального RegCM и ERA-Interim реанализов за 1979–2013 гг. на поверхности и на модельных уровнях. Построены розы ветров для точек у наветренного и подветренного склонов.

Выводы. Получено среднегодовое число суток с борой за исследуемый временной ряд, равное 30. Наибольшая продолжительность случаев боры приходится на зимние месяцы и может составлять до 7 сут. Из массивов модельных расчетов выбраны поля давления и скорости ветра, соответствующие сильной боре, и классифицированы методом кластерного анализа. Построены композиты полей давления и ветра. Показано, что условием развития сильной боры является формирование двух центров давления – северного циклонического и южного антициклонического. Приведены вертикальные профили температуры, скорости ветра и частоты плавучести для двух основных кластеров. По данным измерений на гидрометеорологической станции Новороссийск оценены временные характеристики боры. Показано, что для формирования истинной боры необходимо интенсивное низкотропосферное течение воздуха со скоростью 10–15 м/c, сопровождающееся инверсией температуры на высоте около 1 км и формированием нижележащего слоя устойчиво стратифицированного воздуха.

Ключевые слова

новороссийская бора, повторяемость, кластерный анализ, число Фруда, частота плавучести

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0827-2018-0001 «Фундаментальные исследования процессов взаимодействия в системе океан – атмосфера, определяющих региональную пространственно-временную изменчивость природной среды и климата».

Для цитирования

Ефимов В. В., Комаровская О. И., Баянкина Т. М. Временные характеристики и синоптические условия образования экстремальной новороссийской боры // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 409–422. EDN XAHKNF. doi:10.22449/0233-7584-2019-5-409-422

Efimov, V.V., Komarovskaya, O.I. and Bayankina, T.M., 2019. Temporal Characteristics and Synoptic Conditions of Extreme Bora Formation in Novorossiysk. Physical Oceanography, 26(5), pp. 361-373. doi:10.22449/1573-160X-2019-5-361-373

DOI

10.22449/0233-7584-2019-5-409-422

Список литературы

  1. Новороссийская бора / Отв. ред. А. М. Гусев. М. : Изд-во АН СССР, 1959. 140 c. (Труды Морского гидрофизического института / АН СССР; Т. 14).
  2. Васильев А. А., Вильфанд Р. М., Голубев А. Д. Совместное использование численных мезомасштабных и концептуальных моделей при оперативном прогнозе опасных явлений погоды // Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. М. : ГНИЦ РФ, 2016. Вып. 359. С. 48–57. URL: http://method.meteorf.ru/publ/tr/tr359/vasiliev.pdf (дата обращения: 20.03.2019).
  3. Гавриков А. В., Иванов А. Ю. Аномально сильная бора на Черном море: наблюдение из космоса и численное моделирование // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2015. Т. 51, № 5. С. 615–626. doi:10.7868/S0002351515050053
  4. Вильфанд Р. М., Ривин Г. С., Розинкина И. А. Система COSMO-Ru негидростатического мезомасштабного краткосрочного прогноза погоды Гидрометцентра России: первый этап реализации и развития // Метеорология и гидрология. 2010. № 8. С. 5–20.
  5. Ефимов В. В., Барабанов В. С. Моделирование новороссийской боры // Метеорология и гидрология. 2013. № 3. С. 171–176.
  6. Ефимов В. В., Комаровская О. И. Сезонная изменчивость и гидродинамические режимы новоземельской боры // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2018. Т. 54, № 6. С. 684–698. doi:10.1134/S0002351518060056
  7. Анисимов А. Е., Яровая Д. А., Барабанов В. С. Реанализ атмосферной циркуляции для Черноморско-Каспийского региона // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 4. С. 14–28. doi:10.22449/0233-7584-2015-4-14-28.
  8. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system / D. P. Dee [et al.] // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2011. Vol. 137, iss. 656. P. 553–597. doi:10.1002/qj.828
  9. Шаймарданов В. М. Организация контроля качества информации, включаемой в фонд данных // Труды Главной геофизической обсерватории им А. И. Воейкова. СПб., 2011. Вып. 564. С. 166–177. http://voeikovmgo.ru/download/564.pdf
  10. Alpers W., Ivanov A., Horstmann J. Observations of bora events over the Adriatic Sea and Black Sea by spaceborne synthetic aperture radar // Monthly Weather Review. 2009. Vol. 137, no. 3. P. 1150–1161. https://doi.org/10.1175/2008MWR2563.1
  11. Семенов Е. К., Соколихина Н. Н., Соколихина Е. В. Синоптические условия формирования и развития новороссийской боры // Метеорология и гидрология. 2013. № 10. С. 16–28.
  12. Hartigan J. A., Wong M. A. Algorithm AS 136: A K-Means Clustering Algorithm // Journal of the Royal Statistical Society. Series C (Applied Statistics). 1979. Vol. 28, no. 1. P. 100–108. doi:10.2307/234683014
  13. Smith R. B. Hydrostatic airflow over mountains // Advances in Geophysics. 1989. Vol. 31. P. 1–41. doi:10.1016/S0065-2687(08)60052-7
  14. Momentum Fluxes of Gravity Waves Generated by Variable Froude Number Flow over Three-Dimentional Obstacles / S. D. Eckermann [et al.] // Journal of the Atmospheric Sciences 2010. Vol. 67, no. 7. P. 2260–2278. https://doi.org/10.1175/2010JAS3375.1

Скачать статью в PDF-формате