Қарлы борандарды болжау

Күшті қарлы борандарды болжаудың бұл әдісі 1968-70 жж. Батыс Сібір аймақтық ғылыми-зерттеу гидрометеорологиялық институтында Батыс Сібірдің оңтүстігі үшін үшін жасалған. Бұл әдіс Қазақстанның солтүстігінде күшті қарлы борандарды болжау үшін де қолдануға арналған.

Әдіс құбылысты 1-2 күн бұрын болжап қана қоймай, оның территория бойынша таралу деңгейін де қарастырады.

Батыс Сібірдің оңтүстігі мен Қазақстанда уақыты бойынша айтарлықтай ұзақ (продолжительный) қарлы борандардың пайда болуы үшін қауіп туардан 1-2 күн бұрын биік фронтальді аймақты (ары қарай БФА (ВФЗ)) қалыптастыратын қарқынды суық және жылы ошақтар болуы қажет. Жылу жотасының көбісі Батыс Еуропа мен РЕТ аудандары үстінде орналасқан, биік жыралар (высотные ложбины) Сібірдің солтүстігінде орналасқан суықтың тропосфералық облысымен байланысты. Биік жыралардың ерекшелігі сол, олар бағыты ультраполярлы болып келеді және оңтүстікке қарай 35-40° ендіктерге дейін терең созылып жатады. Өзара әрекет ететін жыралар мен жоталардың мұндай орналасуы Батыс Сібір аудандары үстінде үлкен шашырауға ие болып келетін БФА-тың пайда болуына әкеледі.

Бақылаулар көрсеткендей, дивергенция облысы неғұрлым үлкен территорияны алып жатса және ол қауіп кезінде (в стадии угрозы) айқын көрінсе, циклондық және бұрқасындық әрекет келесі екі күнде соғұрлым белсенді жүреді. Дивергенция аймақтары көбінесе Орта және оңтүстік Орал және оларға жақын Батыс Сібір, Қазақстан мен РЕТ аймақтарының үстінде жиі туындайды. Дивергенция аймақтары әдетте батыс-шығыс бағытта созылыңқы келеді, олардың созылу ұзындығы көп жағдайда 20-60° бойлық арасында жатады.

Дивергенция дәрежесі келесі суреттегідей (1-сурет) бағаланады.

1-сурет. Қарлы боранды болжау үшін АТ500 деңгейіндегі предикторларды (болжамдық параметр) есептеу сызбасы.

1. 
   АТ 500 картасына циклон орталығының жер бетіндегі орны көшіріледі. Осы нүктеден БФА осіне перпендикуляр сызық жүргізіледі, бұл сызық ретінде биік фронталды аймақты түзетін тұйықталмаған изогипстердің ортаңғысы алынады. БФА осіне перпендикуляр сызық негізінде орналасқан нүкте негізгі деп саналады.
   
2. 
   БФА осі бойымен негізгі нүктеден ағынға қарсы жоғары қарай 1000 км қашықтыққа орын ауыстырған соң, ағын бойымен нормаль бойынша 1000 км қашықтықта геопотенциалдың горизонтальді градиент шамасы есептеледі (ΔH₁ = H₁-H₂). Дәл осылай БФА дельтасы облысында градиент мәні негізгі нүктеден ағын бойымен төмен қарай есептеледі (ΔH₂ = H₃-H₄).
   

500 гПа деңгейінде температура мен жел сипаттамалары ретінде мыналар алынды:

1. 
   Температураның горизонтальді градиенті (Δt = t₁ – t₂), яғни бұл циклонның жер беті проекциясынан суық ошағы жағына қарай 1000 км қашықтықтағы температураның максимальді айырмашылығы; (1(б)-сурет);
   
2. 
   АТ500-дегі циклон орталығының үстіндегі жел жылдамдығы (V₅₀₀).
   

Біраз аумаққа таралатын қарлы бұрқасын қаупі байқалғанда қарастырылып отырған предикторлардың сандық мәндерінің байланысы бұрқасындарды болжаудың негізгі бір құралы ретінде қолданылады және әдістің негізі болып табылады.

Штормдық аймақтың көлеміне байланысты қауіпті қарлы борандардың екі түрі ажыратылады:

Батыс Сібір оңтүстігінің немесе оның кез келген бір облысының 30%-нан аз емес территориясында байқалған күшті қарлы борандар.

Үлкен емес аудан аумағындағы бірнеше станцияда (барлық территорияның немесе оның кез келген облысының 30%-нан аз аумағында) байқалған кей жерлердегі күшті қарлы борандар (местами сильные метели).

Циклондар ықпалымен Батыс Сібір оңтүстігінде байқалған қарлы борандар екі күн бұрын жақсы дамыған барикалық құрылымдар түрінде болғаны анықталды. Циклогенездің келесі аудандарын ажыратуға болады – батыс циклондар үшін – Шығыс Атлантика, Скандинавия, РЕТ-ның батысы; солтүстік-батыс циклондар үшін – РЕТ-ның солтүстігі, Баренц және Карск теңізі; оңтүстік-батыс циклондар үшін – Арал-Каспий бассейні. Күшті қарлы борандар басталардан екі күн бұрын, барлық жағдайдың шамамен жартысында, батыс циклондардың жылы секторы Шығыс Атлантиканың және оған жақын теңіздердің мұздан бос еркін су үстінде орналасады. Осы себепті циклон облысындағы ауа массалары ылғалға қаныққан болып келеді.

2-сурет. Жер беті картасында циклон орталығын шартты түрде сипаттайтын нүктені анықтау (▲ үшбұрышымен белгіленген).

Күшті қарлы борандар әдетте арктикалық фронттарда қалыптасатын (регенерация) полярлы-фронтты циклондардың облысында туындайды. Эмпирикалық түрде мына жағдайлар дәлелденді, яғни циклон орталығын шартты түрде сипаттайтын нүктені табу үшін есептеулерді жүргізген кезде жер беті картасындағы изобаралар симметриясының геометриялық орталығы емес, полярлы фронттағы толқын шыңын немесе окклюзия нүктесін (егер циклон окклюзияланса) пайдаланған дұрыс (2-сурет).

Есептеу тәртібі

500 гПа деңгейінде ағын дивергенциясы айқын көрінетін БФА осі, сонымен қатар жер бетіндегі циклондар мен онымен байланысқан фронталды бөліктер Қазақстан аудандары арқылы өту керек.

850 гПа деңгейінде циклон орталығынан 1000 км дейін қашықтықтағы циклонның жылы секторындағы шық нүктесі тапшылығы 3°С –дан аспау керек.

Егер осы екі шарт орындалмаса, онда күшті қарлы борандардың туындауы неғайбыл.

Осы шарттарды сақтау үшін мыналар қажет:

БФА кіру облысынан (ΔH₁ = H₁-H₂) және дельта облысынан (ΔH₂ = H₃-H₄) ағын бойымен нормальға қатысты 1000 км қашықтықта геопотенциалдың горизонтальді градиентінің шамасын (величина) есептеу және ΔH₂ - ΔH₁ айырмашылығын табу керек (1-суреттің а) бөлігі).

Температураның горизонтальді градиентін анықтау (Δt = t₁ – t₂) (1-суреттің б) бөлігі).

АТ 500 деңгейіндегі циклон орталығы үстіндегі жел жылдамдығын анықтау (V₅₀₀).

3-сурет. Қарлы боран қаупі төнген кездегі шторм аймағындағы АТ500 деңгейінде предикторлар байланысы.

Циклон траекториясына байланысты қарлы борандарды графиктер көмегімен (3-сурет) есептеу. Графиктерді қолдану тәртібі келесідей:

1. 
   Егер 1 мен 2-графиктерде болжау параметрлеріне ие нүктелер I мен I, I мен II, II мен I аймағына түссе, онда күшті қарлы боранды болжауға болады, яғни 1/3-тен көп станцияларда байқалады деуге болады;
   
2. 
   Егер бастапқы параметрлерге ие нүктелер I-III, II-III, III-II аймақтарына түссе, онда кей жерлерде күшті қарлы борандар байқалады;
   
3. 
   Егер нүктелер III-III аймақтарына түссе, онда жәй қарлы борандарды күту керек.
   

Барахтин әдісі бойынша күшті қарлы борандарды есептеу жазбасы 4-суретте көрсетілген.