Мезомасштабная организация и эволюция систем осадков на юге Бразилии(Автореферат)

На правах рукописи

ЛЕНСКАЯ Ольга Юрьевна

МЕЗОМАСШТАБНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ СИСТЕМ ОСАДКОВ НА ЮГЕ БРАЗИЛИИ

Специальность 25.00.30 — Метеорология, климатология, агрометеорология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

МОСКВА – 2006

2

Работа выполнена в ГУ «Гидрометцентр России» Научный руководитель кандидат физико-математических наук А.А. Желнин Официальные оппоненты доктор физико-математических наук Н.П. Шакина, доктор географических наук П.О. Завьялов Ведущая организация ГУ «Центральная аэрологическая обсерватория»

Защита состоится 25 января 2006г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д327.003.01 Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации, по адресу: 123242, Москва, Большой Предтеченский Гидрометеорологический научно-исследовательский Федерации.

пер., центр

д. 9-13, Российской

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Гидрометцентра России Автореферат разослан 12 декабря 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор географических наук

Нестеров Е.С.

3

1. Общая характеристика работы. Работа обобщает многолетний опыт использования метеорологического радара и других данных в сверхкраткосрочном прогнозе опасных явлений в ранее не изученном климатическом регионе южного полушария и посвящена разработке общих принципов интерпретации полей радиолокационной отражаемости и доплеровских скоростей, которые могут служить для диагноза и прогноза мезомасштабных систем осадков. Детально описана эволюция и циркуляции линий шквалов и подобных им систем. Найдены новые свойства систем, сопровождающихся обложными осадками. Актуальность проблемы. Радиолокационные и спутниковые наблюдения последних десятилетий свидетельствуют, что элементы конвективной и слоистообразной облачности взаимодействуют между собой, организуя мезомасштабные конвективные системы протяженностью в сотни километров и временем жизни от нескольких часов до суток. Генеральное направление исследований в области мезометеорологии – это поиск признаков, по которым распознаются особенности данной системы циркуляций, а поскольку технические проблемы обработки большого количества информации, необходимой для мезомасштабного анализа, преодолены, то найденные признаки возможно использовать в сверхкраткосрочном прогнозе. Именно на этом этапе соединения исследований и практики важна постановка вопроса о том, что собой представляет мезомасштабная конвективная система как объект повседневного прогноза. Помимо этого следует поставить вопрос о том, существует ли момент времени, когда наблюдаемые особенности поля осадков и структура движений, оцениваемых по данным доплеровского радара, с большой достоверностью свидетельствуют о дальнейшей эволюции системы. Основная идея данной работы заключается в предположении о том, что, базируясь на простых признаках организации поля радиоэха осадков в строго определенный период его развития и на положениях о генезисе и движении элементов этого поля, возможно подразделить все мезомасштабные системы осадков на ограниченное число классов, для которых в свою очередь удастся описать характерное направление эволюции. В соответствии с этим, общие направления данной работы были сосредоточены на том, чтобы: а) показать, что на базе радиолокационных наблюдений можно построить непротиворечивую объектно - ориентированную морфологическую классификацию мезомасштабных систем осадков; б) продемонстрировать, что внутри класса конвективных систем с линейной организацией выделяются наиболее общие закономерности взаимодействия элементов мезомасштабной системы, на основе которых в значительной мере удается предсказать эволюцию линий шквалов; в) определить, как закономерности эволюции систем осадков проявляются в приземном поле метеоэлементов и в характере горизонтальных и вертикальных движений, а также оценить, каким способом следует производить такой анализ. Научная новизна. К новым с точки зрения региональной мезометеорологии относятся следующие результаты. Впервые систематизированы

4

радиолокационные наблюдения мезомасштабных систем осадков на юге Бразилии, выделены их основные типы, описаны общие характеристики, сезонный ход, крупномасштабные условия возникновения и др. Впервые произведена мезоклиматологическая реконструкция систем, ответственных за шквалистые усиления ветра в регионе. К новым, имеющим значение для понимания эволюции мезомасштабных систем в целом, следует отнести следующие экспериментально обнаруженные факты. Установлено, что наиболее важные свойства среднеширотных и тропических линий шквалов определяются величиной и направлением нормальной и продольной составляющих вектора развития, который определяется по разности векторов скорости перемещения линии шквалов и скорости пассивного переноса ее элементов (трансляции со среднетропосферным ветром). Обнаружены линии шквалов двух типов эволюции: «быстрые» и «медленные», соответственно, с положительной и отрицательной нормальной составляющей вектора развития относительно направления пассивного переноса. Наблюдения свидетельствуют о том, что элементы зон осадков слоистообразной облачности возникают только в областях диссипации конвективных ячеек, транслируемых потоком; а обширная зона обложных осадков с вторичным максимумом радиолокационной отражаемости возникает позади или впереди конвективной линии «быстрых» и «медленных» систем только том в случае, если модуль нормальной компоненты вектора развития превышает величину нескольких метров в секунду. Продольная компонента вектора развития определяет асимметрию формы таких «сверхбыстрых» и «сверхмедленных» систем. Сопоставление полей горизонтальных и вертикальных скоростей в «сверхбыстрых» и «сверхмедленных» системах демонстрирует особые циркуляции с характерным расположением центров генерации положительной и отрицательной горизонтальной завихренности. Анализ движений в мезомасштабных системах относительно скорости пассивного переноса позволяет обоснованно отнести циркуляции в них к «быстрому» или «медленному» типу, объединив современные представления о движениях в мезомасштабных конвективных системах и фронтальных полосах. В частности, обнаружено, что вток окружающего воздуха в слоистообразный регион является неотъемлемым элементом наклонного мезомасштабного нисходящего потока любой мезомасштабной системы. Практическая значимость работы. Развиваемые в работе методы основаны на анализе данных оперативного доплеровского радара, поэтому легко воспроизводимы и могут быть использованы как в мезоклиматологии, так и в повседневном прогнозе систем осадков. Все найденные статистические связи между радиолокационными параметрами, кинематикой и масштабами систем осадков, интенсивностью грозовых разрядов, шквалистых усилений ветра поддаются физическому обоснованию, и при определенной корректировке могут быть воспроизведены в других регионах. Описана потенциально опасная для авиации область максимума сдвига ветра в тылу слоистообразного региона, показаны примеры практического диагноза и

5

прогноза систем осадков, базирующиеся на методе интерпретации относительных движений и др. Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 40 работ. Результаты работы докладывались на II и VIII Латиноамериканском метеорологическом конгрессе (г. Бело Оризонте, 1994 и Бразилиа, 1998, Бразилия), на 7-й и 8-й Международной конференции по мезомасштабным процессам (г. Рединг, Великобритания, 1996 и г Боулдер, США, 1999), на IX и XI Бразильском метеорологическом конгрессе (г. Кампос до Жордао, 1996 и Рио де Жанейро, 2000), на 28-й Международной конференции по радарной метеорологии (Остин, США, 1997), на 20-й конференции по локальным штормам (Орландо, США, 2000) и ряде региональных конференций. Результаты неоднократно представлялись в госуниверситетах г. Пелотас (Бразилия) и г. Челябинск, в Гидрометцентре России, Центральной аэрологической обсерватории и в других организациях. В 1998 году автор удостоена ученого звания Меstrе em Meteorologia за работу “Эволюция линий глубокой конвекции в штате Рио Гранде до Сул”. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и библиографии. Работа изложена на 220 страницах машинописного текста, включает 11 таблиц и 63 рисунка. Список литературы содержит 142 наименования, из них 120 на иностранных языках. 2. Основное содержание работы. Во Введении рассматривается совокупность наиболее общих положений мезомасштабной метеорологии. Показано, что сложность применения понятия мезомасштабная конвективная система в сверхкраткосрочном прогнозе заключается в неотчетливом толковании пространственных и временных пределов, которое зависит от точки зрения исследователей. Обоснованным следует считать, что мезомасштабной конвективной системе соответствует область развития осадков протяженностью около 300 км, регистрируемых в течение полусуток. Далее формулируются цели и краткое содержание исследования, заключающегося в раскрытии потенциала доплеровского радара для идентификации мезомасштабных систем осадков и прогнозе их эволюции. В обзорной первой главе мезомасштабные системы осадков рассматриваются как объект прогноза. Кратко освещена роль дистанционных средств наблюдений в истории обнаружения новых явлений, от ячеек осадков до мезомасштабной структуры фронтов. Показана уникальность доплеровского радиолокатора как средства изучения структуры полей осадков и циркуляций мезомасштабной системы. Рассматриваются современные представления о структуре и эволюции локальных штормов. В частности, демонстрируется, что видимое движение и форма шторма определяются переносом его ячеек с ведущим потоком, называемым также пассивным переносом или трансляцией элементов, а также периодическим появлением новых ячеек на ведущем фланге шторма (так называемый вектор развития или эволюции). Прогноз явлений, связанных с локальным штормом, ограничен одним - двумя часами.

6

В п.1.3 в качестве объекта прогноза подробно рассмотрен мезомасштабный конвективный комплекс (МКК). Среди прочего, повышенный интерес к МКК стимулировался тем, что при наличии информации с геостационарных спутников его идентификация предельно проста, поэтому общие характеристики МКК описаны для зоны от 400 с.ш. до 400 ю.ш. Окончательно скопление можно идентифицировать как МКК лишь через 4 часа с момента его обнаружения. Это значит, что идентификация МКК по наличию щита облачности с высотами 10-12 км, имеющего эквивалентный диаметр около 250 км, с точки зрения сверхкраткосрочного прогноза лишена смысла, поскольку большая часть опасных явлений к этому моменту уже произошла. Округлая шапка перистых облаков МКК часто маскирует различные по форме скопления кучево-дождевой облачности, в том числе и шторма, организованные в линии – мезомасштабные линии шквалов (МЛШ), кратко описанные в п. 1.4. Такие простые на первый взгляд структуры на экране радара привлекали внимание задолго до появления спутников. Обобщения эволюции МЛШ на разных стадиях с учетом степени организации радиоэха конвективного и слоистообразного регионов, по-видимому, начались с работы Лиэри и Хауза 1979 года, где акцентировалось внимание на стадии зрелости системы, когда линии конвекции сопутствует слоистообразный регион обложных осадков. Проводились также попытки классифицировать МЛШ по способам формирования монолитных сегментов радиоэха. Однако эта стадия заканчивается за 30-90 минут, и МЛШ вступает в стадию интенсификации, что существенно ограничивает время для прогноза. К настоящему моменту существует ряд морфологических классификаций, в которых МЛШ подразделяются на симметричные и аcимметричные по взаимному расположению конвективной линии и тянущейся за нею зоны обложных осадков, которые в стадии зрелости системы вызывают обильные паводки. Другие классификации таких систем со слоистообразным регионом, расположенным позади линии конвекции, определяют степень их организации весовыми коэффициентами более чем десятка морфологических признаков конвективного и слоистообразного регионов, ориентации и скорости движения. В п.1.5 делается вывод об общих для морфологических классификаций недостатках, которые ограничивают их применение в диагнозе и прогнозе систем осадков. Во-первых, такие классификации иногда отражают лишь форму поля осадков без точной привязки к моменту времени жизни системы; во-вторых, основаны на ограниченной выборке систем, обычно производящих какое-либо опасное явление; в-третьих, используют субъективный набор структурных признаков, не воспроизводимых или не значимых в других регионах; и, наконец, страдают многочисленностью типов и подтипов систем, сужая возможности идентификации системы в режиме реального времени. Вопросы пространственно-временного масштаба скопления облачности и описание его эволюции остаются вне поля зрения большинства обобщений. Несомненно, в прогнозе опасных явлений важна геометрическая организация мезомасштабной системы и наличие региона слоистообразных осадков.

7

В итоге главы определены следующие необходимые для прогноза свойства классификации мезомасштабных систем осадков: 1) самодостаточность – классификация должна опираться на признаки, выявляемые только на основе анализа радиолокационных данных и включать системы любой интенсивности и размеров; 2) классификация не должна содержать слишком большое число морфологических признаков, опираясь преимущественно на количественные критерии. Ввиду того, что наиболее распространено отображение радиолокационных данных в виде горизонтального поля радиоэха зон осадков, первым признаком классификации может стать критерий линейности взаимного расположения элементов мезомасштабной системы. С точки зрения практики важна и интенсивность системы – наличие конвективных элементов, отличающих данную зону осадков от преимущественно слоистообразной; 3) идентификация систем должна производиться в определенный момент времени её эволюции, по возможности - наиболее общий для всех систем. Во второй главе дана краткая характеристика региона исследования, используемых радиолокационных данных, их первичной обработки. Наблюдения мезомасштабных систем осадков проводились с использованием доплеровского радиолокатора DWSR-88S (31043' ю.ш., 52018' з.д.) университета г.Пелотас. В максимальную область обзора 480 км этого единственного в регионе метеорадиолокатора входит значительная часть территории штата Рио Гранде до Сул Бразильской Федерации, Республики Уругвай и вод Южной Атлантики. В радиусе обзора 240 км местность в основном равнинная с поднятиями, не превышающими 500 м над у.м., климат здесь в основном субтропический умеренно-влажный без сухого периода, с жарким летом. В год выпадает около 1500 мм осадков с минимумом в апреле (100 мм) и максимумом в августе (140 мм). Особо следует отметить географическую близость региона к таким важным погодообразующим факторам Южной Америки, как: 1) климатический полярный фронт с осью струйного течения, мигрирующей между 30 и 350 ю.ш., который определяет сезонное изменение числа проходящих регион холодных фронтов от 4-5 в январе до 7-8 в июле; 2) область приземного циклогенеза (32,50 ю.ш., 550 з.д.), особенно выраженного зимой и ранней весной; 3) внутриконтинентальная термическая депрессия Baixa do Chaco, центр которой находится северо-западнее региона, которая вносит вклад в генерацию летних конвективных систем; 4) на фоне равномерного распределения по сезонам значительны межгодовые колебания сумм осадков, обусловленных фазой Эль-Ниньо – Южное колебание. Совокупность этих факторов приводит к тому, что территория штата Рио Гранде до Сул круглый год подвержена опасным явлениям погоды: дождевым паводкам, оползням, градобитиям и шквалам. Серьезной проблемой крупных и мелких поселений являются затопления, а также шквалы и грозовые разряды, вызывающие нарушения работы электросетей. Таких событий, относимых гражданской обороной штата к разряду катастроф, происходит около 35 в год. Приведенные факты подчеркивают, что рассматриваемый регион является уникальной природной лабораторией для круглогодичного исследования широкого спектра мезомасштабных систем осадков, предопределив

8

исключительную важность радиолокационных наблюдений в данном месте и основные направления работы. В п.2.2 кратко описаны технические характеристики радара, приводится программа наблюдений, способы архивации данных. Интенсивные радиолокационные наблюдения, включая прогноз, научные исследования и подготовку специалистов, проводились с августа 1993 по октябрь 1999 года, и составили основу первого последовательного описания мезомасштабных систем юга Бразилии. Всего в сочетании с другими данными в работе использованы радиолокационные наблюдения за 282 дня из 303 дней с осадками. На радиолокационных снимках в первую очередь (п. 2.2.1) выделялись зоны конвективных и слоистообразных осадков с учетом формы и интенсивности радиоэха на горизонтальных и вертикальных сечениях. Конвективные осадки соответствовали зонам повышенной отражаемости с горизонтальными градиентами Z не менее двух уровней на масштабе 10 км, подверженные значительным изменениям в течение менее одного часа. Например, на рис.1 к востоку от радара выделяется конвективная линия с Z>45dBZ с ядрами более высоких отражаемостей и градиентами более 10 dBZ/км (т.н. ведущий край линии шквалов). Слоистообразные зоны осадков также имеют ядра больших отражаемостей, которые соответствуют ячейкам с максимумами отражаемости вблизи нулевой изотермы. Однако последние не имеют вертикального развития, характерного для конвективных ячеек, где контуры 30 и 40 dBZ, начинаясь от поверхности земли, достигают высот Н30=11,5 км и Н40=8,2 км. В п.2.2.3 рассматривается важное для работы понятие – скорость потока, который осуществляет пассивный перенос зон осадков, или иначе, вектор трансляции элементов мезомасштабных зон. Сопоставимые оценки этой трансляции могут производиться как по средней скорости отдельно от возникающих конвективных ячеек, так и по смещению фрагментов поля конвективных и слоистообразных осадков, форма которых сохраняется более одного часа. Отметим, что скорость трансляции не является скоростью смещения развивающихся штормов или линий шквалов. Например, если линия на рис. 2 смещается на восток со скоростью около 25 м/с, то скорость пассивного переноса составляет ~ 18 м/с и направлена на юго-восток. В п. 2.2.4 кратко описываются особенности конвективного и слоистообразного регионов мезомасштабных линий шквалов (МЛШ) и способы интерпретации поля доплеровских скоростей (рис.1, внизу). Среди прочего, сложную картину представляют движения на ведущем крае конвективного региона (рис. 1, в 80 км к востоку от радара), где в километровом слое у поверхности земли формируются зона оттоков и фронт порывистости со скоростями более 31,25 м/с, сонаправленными с движением МЛШ на восток. Выше, в слое от 3 до 6 км, скорости уменьшаются до нулевых и даже направлены в сторону, противоположную движению линии, отмечая область явного втока. Вертикальный сдвиг радиальной скорости между зоной втока и оттока, достигая значений бóльших 10-2с-1, ведет к значительному уширению спектра доплеровских скоростей и их «удалению» процессором радара. Выше 8 км движения, вновь поворачиваясь по движению линии, достигают более

9

25 м/с на верхней границе наковальни облака. Своеобразно проявляет себя и отделенный от конвекции транзитной зоной слабых отражаемостей вторичный максимум отражаемости в слоистообразном регионе. В нем (рис. 1, в центре) обнаруживается наклонный поток со скоростями более 25 м/с. В целом, отмеченные особенности соответствуют элементам циркуляций, выделяемых в известной модели МЛШ, предложенной Хаузом, но заметное увеличение скорости более 31,25 м/с сразу вслед за вторичным максимумом отражаемости, называемое в настоящей работе тыловой вток, по-видимому столь явно описано впервые (см. главу 6).

Рис.1 Конвективный и слоистообразный регионы мезомасштабной линии шквалов: вверху – отражаемости, внизу – доплеровские скорости. В третьей главе описана классификация мезомасштабных систем осадков (МСО), определяемых как относительно долгоживущие (более 1 часа) скопления зон конвективной и/или слоистообразной облачности, имеющих линейные размеры более 100 км и отделенные от других не менее, чем на 200 км с учетом их переноса потоком. Всего в 282 днях было зарегистрировано 320 мезомасштабных систем, распределенных приблизительно поровну в теплый и холодный периоды года, при этом максимумы повторяемости приходятся на август-сентябрь и декабрь-январь (35-40 случаев), а минимум – на май-июнь (10-15 случаев). Репрезентативность 7-летней выборки МСО для описания систем осадков региона подтверждена п.3.1.1, где сезонные повторяемости конвективных и слоистообразных систем, максимальных высот радиоэха Н30 и Н40, средней скорости переноса Vm и др. величин, сопоставлены

10

с независимыми источниками данных о МСО – месячными суммами осадков на станциях в радиусе 240 км от радара, повторяемостью опасных явлений погоды, среднемесячной скоростью ветра на уровне 500 гПа и др. Подтвердив полноту выборки, в соответствии с выводами первой главы, в п.3.2 реализованы принципы пошаговой типизации мезомасштабных систем региона (рис.2). Начальным этапом классификации является определение того, какой тип, конвективный и/или слоистообразный, наблюдается в стадии максимального развития системы, т.е. в период, когда в пределах одного часа высоты радиоэха Н30 и Н40 и отражаемость Z достигают максимальных значений (Нmax, Zmax). В настоящей выборке на момент достижения максимальных параметров ¾ систем имели конвективные зоны, остальные были отнесены к «чисто» слоистообразным. Обнаружено, что распределение Zmax конвективных систем имеет две моды: до 50 dBZ и более 55 dBZ, что сопровождается существенным различием в средних максимальных высотах радиоэха Н30 = 8 и 11,5 км (Н40 = 6,5 и 10 км). Высота радиоэха является индикатором опасных явлений погоды, что оправдывает выбор критерия деления конвективных МСО на системы умеренной и глубокой конвекции по пороговому значению Z max= 55 dBZ (2-й шаг, рис.2).

Рис.2.Классификация мезомасштабных систем осадков. Вверху – пошаговая схема типизации, внизу, как результат,– типичные представители шести классов МСО.

11

Перед тем, как перейти к следующему шагу, касающемуся структурных признаков МСО, необходимо оценить характерный масштаб таких структур. В этих целях в 3.2.2 вводится понятие области развития МСО, ограниченной эллипсом, бóльшая ось которого равна расстоянию между наиболее удаленными элементами осадков, принадлежащими к одной МСО в момент её максимальной интенсивности; а малая ось – это максимальное расстояние между элементами в направлении, перпендикулярном большой оси. Среднее геометрическое этих осей составляет около 250 км, последняя величина и фигурирует далее как эквивалентный диаметр МСО. На третьем шаге МСО были разделены по степени соответствия их структуры пропорциям идеализированной линии конвекции, длиной не менее ¾ среднего эквивалентного диаметра МСО и шириной не более двух характерных масштабов индивидуального шторма, т.е. линии длиной около 200 км и шириной не более 50 км, и соотношением продольного и поперечного размера 4:1.Конвективные МСО относились к линейным, если на стадии максимального развития зоны конвективных осадков формировали полосу длиной не менее 200 км, превышающую её ширину в 4 раза. В результате такой трехступенчатой типизации выделены 72 линейные системы L1 глубокой конвекции (Z max ≥55 dBZ), или линии шквалов, 51 линия L2 умеренной конвекции, или полосы ливневых осадков, а также 40 линейных слоистообразных систем SL. Среди МСО, не отнесенных к линейным, выделено 59 глубоких систем N1 с произвольным распределением элементов: комплексы локальных штормов; 60 умеренных конвективных систем N2: скопления ливневых осадков без линейной организации, – и 38 слоистообразных нелинейных SN (см. рис.2). Обнаружены связи между величиной трансляции, ориентацией и типом МСО. Перенос систем чаще происходит с З-СЗ, причем более 50% систем ориентированы под углом менее 300 к направлению движения, и лишь в 30% систем глубокой конвекции их бόльшие оси перпендикулярны потоку. Кроме того, скорость переноса линейных МСО обычно превышает средние скорости нелинейных систем: так, медианные значения скоростей равны 17 м/с и 11 м/c. Анализ показывает, что по крайней мере в диапазоне скоростей от 10 до 20 м/с с усилением среднетропосферного потока увеличивается повторяемость систем с линейной организацией. Размеры в 250-300 км и квазикруговая форма систем нелинейного типа почти удовлетворяют идентификационным критериям мезомасштабных конвективных комплексов по спутниковым данным, т.е. к моменту, когда регистрируются максимальные радиолокационные характеристики, область дальнейшего развития облачности большей частью уже обозначена зонами осадков. С точки зрения прогноза это дает шанс к ограничению области поиска новых элементов МСО кругом масштаба около 250 км, последовательно смещаемым с потоком. Сочетание почти продольной ориентации SL и округлой формы N1, N2 и SN ведет к тому, что оценочное время прохождения их области развития через пункт наблюдения ≈20 часов – в два-три раза больше, чем у линейных конвективных систем. Кроме этих и других практических приложений описанной выше классификации МСО в п. 3.4 обсуждается другой её аспект – универсальность,

12

т.е. способность совмещать радиолокационные и другие данные, как не классифицированные, так и уже подвергнутые классификации. Применение разработанной выше схемы к системам осадков в экваториальной части Тихого океана и на побережье Мексиканского залива, на территории США и Европы показало, что с определенными допущениями наблюдаются все шесть типов МСО. Отметим, что применяемые в части классификаций термины «хаотический» и «неорганизованный», имеют принципиальное отличие от введенного выше понятия «комплекс локальных штормов» N1. Терминологическая разница возникает из-за отличия взглядов на проблему организации конвекции. В настоящей работе показано, что супер-, мультиячейковые и изолированные «неорганизованные» Cb могут наблюдаться одновременно в пределах области развития мезомасштабной системы класса N1, но в то же время самоорганизуются в ряд доминирующих скоплений, подчиняясь типичной эволюции α-мезомасштабного кластера. Первоначальная ошибка предыдущих систематизаций – это направленность на поиск крупномасштабных условий, благоприятных возникновению систем линейной организации, без учета сопоставимости масштаба выделяемых линейных систем и объектов синоптического масштаба. Действительно, многие из наблюдавшихся в настоящей работе мезомасштабных систем нелинейного типа содержали и мощные шторма линейной формы (см. например, N1 рис. 2), но меньшего масштаба. С другой стороны, повышенная скорость переноса линий шквалов, полос осадков, линейных слоистообразных систем, очевидно, свидетельствует, что такая форма становится преимущественной модой в бароклинных возмущениях. Проведенный в п.3.4.1 синоптический анализ для 120 дней показал, что oколо 55% МСО связано с циклонами и фронтами, а остальные - с ложбинами и малоградиентными полями давления. Линии шквалов «предпочитают» формироваться в условиях холодного фронта, в теплом секторе циклона, а комплексы штормов – в малоградиентных полях, что в целом и ожидалось. Между тем в термических депрессиях появление комплексов штормов и линий шквалов имеет сравнимую частоту. Предложенная классификация может стать потенциальной базой для независимой интерпретации данных, связанных с системами осадков. При сопоставлении радиолокационной и спутниковой информации с данными сети современных грозоотметчиков помимо прочего получено, что при увеличении окна осреднения данных грозоотметчиков с 240 до 320 км и в большей мере с 320 до 480 км количество разрядов практически не возрастало. Это свидетельствует о том, что оценки эквивалентного диаметра МСО в 250-300 км, сделанные выше, проявляются и в других свойствах скоплений облачности. Таким образом, разработанная классификация мезомасштабных систем адекватно отражает крупномасштабные условия возникновения классов, обнаруживает устойчивость выделенного масштаба явления, способность ассимилировать и интерпретировать различного рода данные, поэтому целесообразно использовать её как базовую для более детальной классификации МСО по характерным типам эволюции.

13

В четвертой главе исследуется эволюция линий глубокой конвекции L1 или, согласно общепринятой терминологии, мезомасштабных линий шквалов. Предпочтение в выборе данного класса конвективных мезомасштабных систем для исследования обусловлено следующими причинами: а) в условиях южной Бразилии возможно наблюдать «внетропические» и «тропические» линии; б) будучи главным источником торнадо и шквалов (см. главу 5), а также паводков и наводнений во многих регионах планеты, мезомасштабные линии шквалов являются наиболее изученным объектом, что позволяет детально сопоставить выявляемые закономерности эволюции с результатами других исследований линий шквалов. Основные результаты главы получены из анализа 38 линий шквалов, эволюция которых наблюдалась в течение нескольких часов, а высоты Н30(Н40) достигали 10(8) км. Эволюция этих линий за период наблюдений проходила три условные стадии: начальную – с момента формирования линейной структуры ~100 км, зрелости – с момента формирования сегментов радиоэха отражаемости Z = 40 dBZ протяженностью ~ 50 км, и диссипации, которая начиналась со значительного уменьшения максимальной радиолокационной отражаемости (более чем на 10 dBZ) и высоты радиоэха, которое фиксировалось в течение 1 часа. В регионе наблюдаются как линии конвекции, сопровoждаемые выраженной зоной осадков слоистообразной облачности (ЗОСО), так и без неё. Ниже приводятся аргументы в пользу того, что принципиальное значение для формирования ЗОСО и морфологической структуры мезомасштабной системы данного типа имеют направление и модуль вектора развития линии, связанного с возникновением ее новых элементов, т.е., собственного говоря, с эволюцией конвективного региона. В п.4.1 показано, что наиболее целесообразно определять вектор развития, сопоставляя среднюю скорость смещения МЛШ VL в стадии зрелости и скорость трансляции её элементов Vm. Первая определяется по смещению ведущего края конвективного региона в направлении, перпендикулярном линии, а вторая, как было определено выше, по смещению фрагментов поля осадков, сохраняющих свою конфигурацию, либо по средней скорости смещения радиолокационных ячеек. Действительно, если бы сегмент конвективной линии сохранял свои элементы на протяжении стадии зрелости без появления новых ячеек, т.е. диссипация и развитие отсутствовали бы, то положение данного сегмента в пространстве определялось бы только его перемещением со скоростью переноса Vm (рис. 3 а). Составляющая этого вектора, параллельная оси, Vml смещала бы сегмент вдоль оси, a компонента Vmn, перпендикулярная оси линии, воспринималась бы нами как скорость линии VL. В реальности конвективные элементы появляются и исчезают, и фактическое положение ведущего края в направлении, перпендикулярном оси, не совпадает с ожидаемым при трансляции. Скорость линии VL будет отличаться от Vmn на величину нормальной к оси составляющей вектора развития Vpn, или просто на величину скорости развития, которая положительна, если векторы Vpn и Vmn сонаправлены.

14

Рис. 3. Линии шквалов: соотношение между векторами скорости линии шквалов VL,, её трансляции Vm и развития VP. Схема разложения векторов на компоненты (а), и примеры быстрых (б) и медленных (в) линий. Средние характеристики движения, трансляции и развития МЛШ описаны в п. 4.2. Отражая общие свойства систем класса L1, трансляция МЛШ происходила как правило с севера – северо-запада со скоростями от 7,7 до 28 м/с, при среднем значении 15-16 м/с. Однако, в соответствии с ориентацией, скорость смещения линий обычно была направлена на северо-восток, восток, юго-восток и имела величину от 0 до 24,4 м/с. Среди исследованных линий обнаружены как те, у которых скорость развития сонаправленна со скоростью переноса (быстрые линии), так и с противоположно направленными векторами этих скоростей (медленные линии). Для того, чтобы выделить линии конвекции, развитие которых заведомо обусловлено появлением новых конвективных ячеек, в настоящей работе был введен следующий критерий. Модуль нормальной компоненты вектора развития Vpn должен превышать отношение диаметра ядра радиолокационной ячейки (~5 км) к периоду её регистрации (~30 минут), т.е. быть более 3 м/с. После принятия данного ограничения было обнаружено, что ровно в половине случаев исследуемые линии имели значимое развитие в направлении, перпендикулярном оси. Такие линии названы «сверхбыстрыми» и «сверхмедленными». Для количественной оценки степени развития зоны осадков слоистообразной облачности в п. 4.3 введен термин «ширина ЗОСО», определяемая как максимальный размер области осадков слоистообразной

15

облачности с отражаемостью более 29 dBZ в направлении, перпендикулярном оси МЛШ. В среднем, имея ширину 50-60 км, ЗОСО в быстрых линиях возникает позади нее относительно направления Vmn (рис.3 б) (в медленных – впереди, рис.3 в). Наблюдается почти равное количество случаев, когда размеры ЗОСО были меньше и больше 50 км. Линии с обширной ЗОСО около 100 км отличаются, среди прочего, значительной средней величиной модуля вектора развития ~7 м/с, что более чем в 2 раза превышает критерий значимости развития. К такому выводу можно было прийти, сопоставляя размер ЗОСО и скорость развития «сверхбыстрых» и «сверхмедленных» линий с параметрами тех МЛШ, которые имеют небольшой по значению вектор развития. Оценки по методу наименьших квадратов показывают, что с коэффициентом корреляции большим 0,8 в качестве первого приближения можно считать, что увеличение скорости развития линии на 1 м/с соответствует приращению поперечного размера слоистообразного региона на 12-13 км. Наблюдаемая зависимость размеров слоистообразного региона от модуля вектора нормального развития Vpn подтверждена и на основе независимых оценок этих параметров для 8 тропических и 7 линий шквалов умеренных широт, наблюдавшихся в различных регионах северного и южного полушарий. В п.4.4 рассмотрены вопросы, касающиеся процесса формирования слоистообразного региона осадков. В частности, доказывается предположение, что статистическую связь между размером ЗОСО и модулем Vpn можно интерпретировать следующим образом: максимальная ширина зоны осадков слоистообразной облачности прямо пропорциональна скорости развития, умноженной на длительность стадии зрелости, приблизительно на 3,5 - 4 часа. Иными словами, возникновение ЗОСО полностью определено развитием конвекции, т.е. элементы зоны осадков слоистообразной облачности появляются в тех местах воздушной массы, переносимой со скоростью потока, где ранее диссипировали конвективные ячейки. Обнаруживается, что вследствие неравномерности развития конвекции внутри ЗОСО образуются зоны без осадков, существующие вплоть до диссипации. На основе обнаруженных закономерностей, в п.4.5 предложена эволюционная классификация линий шквалов масштаба малого мезо-α, основанная на направлении и величине нормальной компоненты скорости развития Vpn, которая включает «быстрые», «сверхбыстрые», «медленные» и «сверхмедленные» линии шквалов. В п.4.5.1 обсуждаются известные классификации тропических линий, наблюдавшихся в течение эксперимента GATE, которые основаны на сопоставлении скоростей смещения линий VL. Показано, что при малых сдвигах ветра, обычно наблюдаемых в тропиках, при прочих равных условиях линии, обладающие бóльшими скоростями, будут иметь обширную зону осадков слоистообразной облачности. Однако главным фактором в развитии зоны осадков слоистообразной облачности, очевидно, является не сама абсолютная величина скорости смещения линии VL, а то, насколько сильно она отличается от компоненты трансляции Vmn . В п.4.5.2 обсуждается сопоставимость введенной эволюционной классификации с морфологическими классификациями начальной стадии

16

линий и зрелой стадии мезомасштабной конвективной системы. Показано, в какой степени начальное распределение радиоэха в течение промежутка времени до формирования монолитного сегмента отражаемости 40 dBZ характеризует дальнейшее развитие МЛШ. Среди четырех возможных типов формирования линии в половине случаев наблюдалось обратное по отношению к скорости трансляции появление ячеек вдоль оси конвективной линии. Начальная стадия данного типа линий вместе с теми, которые формируются из поля распределенных в пространстве ячеек, характерна для ¾ наблюдавшихся случаев, причем 90% линий выборки в настоящей работе, имевших модуль вектора развития более 3 м/с, формировались именно таким путем. Значительная величина модуля параллельной компоненты вектора развития Vpl. многих «сверхбыстрых» линий объясняет и наблюдаемую асимметричную форму мезомасштабных систем, у которых центр ЗОСО смещен относительно конвективного региона; такая асимметрия характерна для большинства линий со слоистообразным регионом (см. рис. 3). В главе 5 показано, что, последовательно применяя морфологическую и эволюционную классификации для анализа рядов приземного ветра, осадков, температуры и давления, можно произвести климатологическую реконструкцию конвективных систем в регионе и обосновать подход к оперативному прогнозу шквалов. В п.5.1 анализируется 11–летняя выборка из 190 эпизодов шквалистых усилений ветра, зарегистрированных на метеостанции, ближайшей к радару. Согласно принятой за рубежом практике, это пики скорости ветра длительностью более 2 минут, превышающие более чем на 8 м/с фоновые значения. Шквалы обычно возникают в теплый период года во второй половине дня, в целом соответствуя сезонной повторяемости систем L1 и N1 и моментам их интенсификации. Проведенное разделение порывов на ливневые и сухие, а также порывы неливневых осадков, выявило исключительную роль глубокой конвекции в формировании шквалов. При регистрации интенсивности дождя в интервале ±10 мин от момента порыва ветра обнаружено, что в 60% случаев он связан с осадками (с преобладанием ливневых, более 1 мм/10 мин, т.е. Z >35 dBZ ), а в 40% – вне зон выпадения дождя. Сухие порывы обычно не превышали 12 м/с, но шквалы свыше 17 м/с почти всегда связаны с ливневыми осадками. Однако, рассмотрение связи шквалов с осадками не поясняет типа и стадии жизни конвективных систем, роли их слоистообразного региона и числа «сухих» шквалов, вызванных такими системами. Следуя предположению, что особенности развития мезомасштабных систем осадков находят отражение в эволюции приземной температуры и давления, в п.5.2-5.4 проведен детальный анализ радиолокационных данных 20 дней со шквалами, которые были связаны с формированием систем типа L1, и 12 дней – с комплексами локальных штормов N1. Обнаружено, что прохождению ведущего края МЛШ обычно сопутствуют дождевые шквалы, совпадающие со скачком давления и температуры; а доплеровским радаром регистрируется максимум радиальных скоростей на высотах около 1 км от поверхности земли (см. напр., рис. 1). Зависимость максимума порыва ветра от скорости линии может быть выражена

17

как Vmax = 0,8 ⋅ VL + 1,9 м / с с коэффициентом корреляции 0,82. В ряде МЛШ наблюдаются также дополнительные шквалы на фронте порывистости, который имеет вид линии радиоэха малой отражаемости шириной до 2 км впереди зоны осадков. Анализ доплеровских скоростей и отражаемости в локальных штормах систем N1 показал, что наряду с дождевыми, здесь часты и «сухие» шквалы, как следствие дивергенции холодных оттоков под зрелой ячейкой шторма. Шквалам такого рода сопутствует лишь слабый скачок давления и кратковременное понижение температуры.

Рис.4 Пространственные закономерности поля давления, осадков и ветра симметричной (а) и асимметричной (б) мезомасштабной системы. Кружки 1 - 4– предположительные траектории станций относительно «неподвижных» мезомасштабных систем. Особенностью зрелых сверхбыстрых МЛШ (рис.4) является обширная зона осадков слоистообразной облачности, поэтому эти системы в отличие от других при прохождении через станцию оставляют следующие следы на барограмме: 1) область мезомасштабного понижения давления В непосредственно перед ведущим краем МЛШ; 2) скачкообразное повышение давления ∆РA на ведущем крае линии на несколько гПа, с которым связан основной пик ветра. Давление остается высоким в зоне осадков слоистообразной облачности, образуя мезомасштабную область повышенного давления (мезомасштабный гребень) А; 3) вслед за областью А, сразу за зоной осадков слоистообразной облачности, следует новое понижение давление ВW , при котором градиент давления ∆Рw обычно меньше, чем ∆РA и который называется «тыловой депрессией». В зоне ВW, на краю ЗОСО возможно усиление ветра вплоть до значительных величин. Базируясь на форме хода давления (п.5.5), можно выделить три категории событий со шквалами, произошедших на метеостанции: «классический» ход давления (C) – своеобразный триплет: мезодепрессия В - пологий гребень А – тыловая депрессия Вw. Такая запись соответствует прохождению над пунктом симметричной по форме МЛШ с развитой зоной осадков слоистообразной

18

облачности. С другой стороны, когда мезомасштабный гребень давления ограничен только с фронта или тыла мезодепрессиями, предполагается, что над пунктом наблюдения прошла МЛШ асимметричной формы, которая характерна для конца стадии зрелости сверхбыстрой МЛШ. Действительно, этот тип, названный «классический слабый» (СF), имеет в среднем меньшие градиенты давления и интенсивность шквалов, чем «классические» системы с ходом давления типа С. Наконец, в случаях, когда шквал наблюдался без явного обособления области А, выделялся «единичный» ход (U). В таких случаях точная интерпретация происхождения шквала затруднена – это могли быть локальные шторма, МЛШ с не сформировавшейся зоной осадков слоистообразной облачности, отдельные фронты порывистости и др. Мезомасштабные особенности, выделенные в записях хода давления, позволили в 53% шквалов однозначно связать их с прохождением МЛШ с развитой ЗОСО, т.е. отнести 29% шквалов к типу С и 24% к СF. Хотя большинство таких шквалов – «дождевые», 10% шквалов типа С и 30% СF наблюдались вне зон осадков, поскольку связаны с фронтами порывистости и тыловой мезодепрессией. Учитывая это, а также то, что среди шквалов типа U, были и «дождевые», можно утверждать, что более 70% рассмотренных за 11 лет случаев шквалов однозначно связаны с развитием систем осадков. В целом же более 80% шквалов так или иначе имеют отражение на разного рода изменениях, фиксируемых на стандартных барограммах. Это дает основание утверждать о их связи с мезомасштабными системами. Анализ приземных метеовеличин демонстрирует особую важность для прогноза сверхбыстрых линий шквалов, сопровождаемых обширным регионом слоистообразной облачности: во-первых, будучи ответственными только за треть шквалистых усилений ветра в целом по региону, симметричные МЛШ с ЗОСО определяют до 80% экстремальных шквалов; во-вторых в половине случаев в тыловых депрессиях симметричных и асимметричных линий регистрируется новый порыв ветра; в-третьих, величина максимального ветра Vmax, очевидно, связана со скачком давления ∆РA между фронтальной депрессией и гребнем А, и выражается как Vmax = k1 ∆Pa , где k1≈0,8-0,9, интерпретируется в терминах числа Фруда в выражении для скорости движения потока постоянной плотности. Представление движения линии шквалов как плотностного потока в свою очередь обосновывает и то, что в качестве предиктора максимального ветра можно использовать скорость ведущего края линии VL , определяемой по радиолокационным данным. Подводя итоги, в п. 5.6 подчеркнуто, что в исследуемом регионе доплеровский радар является главным источником информации об образовании «сухих» и «мокрых» шквалов, по своей природе мезо-β-масштабных. Там, где такая информация отсутствует, следует обратиться к морфологической и эволюционной классификации мезомасштабных систем, позволяющих предложить несложный способ типизации шквалов: сопоставить шквалистые порывы с градациями интенсивностей осадков на пространственно-временном интервале масштаба мезо-γ, а затем типизировать события, базируясь на ходе

19

давления в «классической сверхбыстрой» МЛШ масштаба малого мезо-α. Оценка повторяемости мезомасштабных систем как элемент мезоклиматологии – важная составная часть сверхкраткосрочного прогноза. Предложенная методика расширяет возможности стандартной наблюдательной сети в анализе типов систем и их параметров в регионах, где радиолокационная информация отсутствует или недостаточна. В главе 6 рассматривается возможность интерпретации данных доплеровского радара в рамках современных концептуальных моделей мезомасштабных систем осадков, в частности о применимости двух «независимых» взглядов на мезомасштабные потоки в системах осадков: известная модель квазидвумерной линии шквалов Р. Хауза и коллег и модели субсиноптического теплого и холодного «конвейера» в циклонах К. Браунинга. Важно, заметить, что оба представления движений жестко связаны с выбором системы координат (frame of reference), относительно которых рассматриваются движения, причем в первом случае – это средняя скорость ведущего края МЛШ, а во втором – циклона или фронтального раздела. В п.6.3 ставится вопрос: какая система координат адекватна для отображения структуры циркуляций в конвективных и слоистообразных элементах МСО? В первую очередь, естественным выбором является неподвижная относительно радара система координат (Ground Relative Wind - GRW), в ней получают всю необходимую информацию о радиальных скоростях. В GRW возникают трудности в интерпретации характера циркуляций, поскольку элементы системы осадков перемещаются, поэтому большинство исследователей отдает предпочтение другому способу, обозначенному термином Storm Relative Wind (SRW, ветер относительно шторма), где воздушные потоки рассматриваются относительно «неподвижного» шторма, причем под штормом по умолчанию могут подразумеваться явления разного масштаба: от одиночной ячейки и шторма до линии шквалов (Рис. 5). В последнем случае движения воздуха рассматриваются относительно ведущего края линии, скорость которого VL вычитается из компоненты скорости движения частиц воздуха, перпендикулярной МЛШ. Собственно, этот подход и заложен в основу вышеупомянутых моделей. Кажущаяся простота и практичность такого отображения скрывает ряд проблем, вызванных неравномерным развитием систем: во-первых, скорость линии или фронта непостоянна в течение эволюции, т.е. зависит от интервала осреднения; во-вторых, одновременно существующие шторма могут иметь различные направления развития, а участки фронта двигаться с различными скоростями. Таким образом SRW подходит для реанализа относительных движений на некотором промежутке времени жизни зрелой линии шквалов (фронта), когда их скорость почти постоянна. Для диагноза и прогноза SRW не подходит – средняя скорость шторма, линии, фронта неизвестны, и сами эти скорости – объект для прогноза. Поскольку выше показано, что главные особенности системы осадков (скорости развития и диссипации, наличие ЗОСО, степень симметрии и др.) проявляются лишь при сопоставлении перемещения ведущего края МЛШ и компонент скорости переноса ее элементов со среднетропосферным потоком

20

Vm, то в настоящей работе предложена система отсчета, названная по аналогии с предыдущим термином Mean Wind Relative (MWR), что означает, что циркуляции в МСО рассматриваются относительно скорости ведущего потока в средней тропосфере Vm. С точки зрения практики важно, что Vm легко может быть оценена по среднему смещению центроидов отдельных ячеек Cb или по консервативным фрагментам поля, что позволяет использовать инерциальную систему отсчета по крайней мере в течение нескольких часов, а поскольку элементы слоистообразного региона осадков транслируются со скоростью пассивного переноса Vm, то MWR удобна для анализа циркуляций в линии шквалов в целом. Обнаружено важное преимущество MWR в сравнении с другими координатами: в ней наклонные восходящие и нисходящие мезомасштабные потоки явно выражены и разнонаправлены, что позволяет проводить детальную интерпретацию относительных движений и типов систем, таких как линии шквалов, сопровождаемых зоной обложных осадков (Рис. 5). Рис.5 Представление движений (линии тока) в мезомасштабной линии шквалов 11/01/96 в трех системах координат. Отражаемости от 29 до 55 dBZ представлены в оттенках серого. Конвективный регион от 0 до –40 км; зона обложных осадков (ЗОСО) от -52 до –130 км от ведущего края, движущегося слева направо. Пунктир – линия нулевых скоростей в MWR, которая отделяет втекающий в ЗОСО мезомасштабный восходящий поток от нижележащего нисходящего потока. Следующее важное преимущество MWR – это возможность интерпретации вертикальных сечений радиальной скорости в плоскостях, не перпендикулярных оси конвективной линии. В п.6.4 показано применение MWR в диагнозе циркуляций и прогнозе эволюции различных мезомасштабных

21

систем: линий шквалов в процессе изменения ориентации конвективного региона (п.6.4.1); случай слияния «медленного» мультиячейкового шторма и «сверхбыстрой» МЛШ (п.6.4.2). Взаимное положение восходящих и нисходящих мезомасштабных потоков, различное для «быстрых» и «медленных» МЛШ и им подобным системам, позволяет по наклону линии нулевых относительных движений (см. Рис.5) и локализации тылового втока однозначно интерпретировать «теплыe» и «холодные» участки фронтов и циклонов (п.6.4.3 и 6.4.4). Так, в сочетании с аккумуляцией радиоэха осадков в движущейся со скоростью переноса системе координат показано, что даже в случаях стационарных фронтов с характерным сочетанием двух αмезомасштабных продольных полос, на фоне которых периодически смещаются поперечные β-мезомасштабные возмущения, возможно сделать обоснованные прогнозы о начале и направлении смещения участка фронта. В п.6.5 на основе МWR обнаружено, что на краю ЗОСО «быстрых» и «медленных» систем осадков проявляются значительные локальные усиления или ослабления относительных движений, что свидетельствует о втоках воздуха из средней тропосферы (4-6 км), направленных внутрь зоны слоистообразных осадков, причём вертикальный сдвиг ветра во втоках превышает 10-2 с-1. Очевидно, соответствуя положению «тыловых» мезомасштабных депрессий, сильные нисходящие втоки могут привести к опасным «теплым» порывам ветра вне зон осадков. 3. В Заключении формулируются результаты, выносимые на защиту: 1. Морфологическая классификация систем осадков масштаба мезо-α (размером – 250-300 км) по степени организации элементов и их интенсивности в момент максимального развития. Выделяются системы глубокой конвекции: линии шквалов и комплексы локальных штормов без линейной организации; системы умеренной конвекции: полосы ливневых осадков и скопления ливневых осадков без линейной организации – и системы слоистообразных обложных осадков с линейной организацией и произвольным расположением генерирующих ячеек. 2. Эволюционная классификация линий шквалов с разделением на «быстрые» и «медленные» в зависимости от направления нормальной компоненты вектора развития линий, а по величине модуля последней – на «сверхбыстрые» и «сверхмедленные» линии, в зрелой стадии которых формируется обширный регион осадков слоистообразной облачности (обложных осадков). 3. Способ мезоклиматической реконструкции систем, ответственных за происхождение шквалов в регионе, базирующийся на сопоставлении записей давления, характерных для симметричных и асимметричных линий шквалов. 4. Метод интерпретации доплеровских скоростей в системе координат, движущейся со скоростью пассивного переноса, который позволяет обоснованно выделить направление и интенсивность мезомасштабных потоков в системах осадков, обнаруживая как ранее наблюдаемые, так и новые элементы циркуляций таких систем.

22

4. Основные публикации по теме диссертации (в скобках соавторы): 1. Linear mesoscale convective system in Southern Brazil. Prepr. 7th Conf. on Mesoscale Processes, Reading, UK, 1996, p.479-481(С. Абдуллаев) 2. Mesoscale precipitation systems in Rio Grande do Sul. Part 1: General characteristics and classification. Prepr. 28th Conf. on Radar Meteorology, Austin, Texas, USA, 1997, p.487-488 (С. Абдуллаев, А.Старостин, R. Gomes) 3. South Brazilian squall lines: variations of propagation. Там же p.592-593 (С. Абдуллаев) 4. Mesoscale precipitation systems in Rio Grande do Sul. Part 2: Synoptic and satellite overview. Там же, p.489-490 (J. Marques и С. Абдуллаев). 5. Эволюционная классификация мезомасштабных линий шквалов. Метеорология и Гидрология, 1998, n.3, с.24-32 (С. Абдуллаев). 6. Evolution of Squall Lines. Part 1. Classification. Revista Brasileira de Meteorologia, 1998, v.13, n.2, p.15-36 (С. Абдуллаев) 7. Mesoscale precipitation systems in Rio Grande do Sul. Part 1: Classification of mesoscale systems. Там же, p.57-74 (С. Абдуллаев, А. Старостин, R. Gomes) 8. Evolução das linhas de convecção severa no Estado do Rio Grande do Sul. Dissertação Меstrado em Meteorologia, 1998, Universidade Federal de Pelotas, 94 рр. 26 рисунков, резюме англ. 9. Mean wind relative motions and typical evolution of mesoscale convective systems having complex organization. Prep. 8th Conf. оn Mesoscale Proc., 1999, Boulder, Colorado, USA, p.115-116 (С.Абдуллаев и А. Желнин) 10. Structure of motions in linear mesoscale convective systems accompanied by stratiform region. Там же, p.113-114 (С. Абдуллаев) 11. Relative motions in squall lines accompanied by stratiform region. Rev. Brasileira de Meteorologia 2000, v.15, n.2, p.87-102 (С. Абдуллаев, V. Marques, F. Pinheiro) 12. Severe local storms in Southern Brazilian non-line convective systems. Prep. 20th Conf. on Severe Local Storms, Orlando, Florida, 2001, p.84-85 (С.Абдуллаев, А. Старостин) 13. Analysis of mesoscale system using сloud-to-ground flash data. Brazilian Journal of Geophysics, 2001, v.19, n.1, р.75-95 (С. Абдуллаев, V. Marques, F. Pinheiro, Е. Мartinez) 14. Doppler radar study of quasi-stationary mesoscale frontal systems, Part 1: Periodical structures. Revista Brasileira de Meteorologia, 2002, v.17, n.1, р.53-68 (С. Абдуллаев, V. Marques, F.Pinheiro) 15. Использование доплеровского радара и данных наземных наблюдений для изучения и прогноза шквалов. Вестник Челябинского Университета, Серия 12, 2005, n.1, с.131-143 (С.Абдуллаев) 16. Метод реконструкции типа мезомасштабных систем осадков, генерирующих шквалы, по особенностям изменения приземного давления. Там же, с.143-151 (С.Абдуллаев) 17. Методические вопросы использования спутниковой и радиолокационной информации в мезомасштабном прогнозе (на примере прогноза смерчей в Москве, 24 июля 2001г.). Там же, 2006, 10 страниц, в печати О.Ю. Ленская