Аэрологические диаграммы и их обработка.

Аэрологическими диаграммами (АД) называются адиабатные диа­граммы, специально приспособленные для обработки данных аэро­логического зондирования атмосферы и определения условий атмо­сферной стратификации. АД отличаются друг от друга располо­жением основных и вспомогательных шкал и изолиний различных характеристик состояния атмосферы. Наиболее известны: 1)эмаграмма Рефсдаля (х=Т, у = —Rln р);2)тефиграмма Шоу (х =Т, у =φ);3)аэрограмма Рефсдаля (x= ln Т,у=—RTln р);4)россбиграмма (х =s, у =Θ); 5)штювеграмма (x = Т, у = ) 6) зондограмма Лайхтмана (x=lnТ, у =Тφ).Здесь Т — температура; р — давление; φ — энтропия; s- отно­шение смеси, близкое по величине к удельной влажности; Θ — по­тенциальная температура; R — газовая постоянная; с_р — теплоем­кость при постоянном давлении; А — термический эквивалент ра­боты. В настоящее время применяются три вида применяется 3 вида АД, одна из кот. построена в прямоугольной системе коод-т (Ф.АДП), а две других – в косоугольной (Ф.АКДТ-для теплого п-да и Ф.АКДХ–для холодного; имеют наклон к изобарам под углом 50°).

АД представляет собой семейство линий: изобары — ко­ричневые горизонтальные линии, проведенные ч/з 10 гПа; изотермы — коричневые прямые линии, наклоненные вправо под углом 50° к изобарам; изограммы (изолинии отношения смеси) — зеленые непрерывные почти прямые линии, наклоненные влево по отношению к изобарам; сухие адиабаты (линии равных значений потенциальной температуры) — коричневые прямые линии, наклоненные влево; влажные адиабаты (линии равных значений псевдопотенциальной температуры) — зеленые пунктирные линии. Кроме того, на них помещены шкалы: виртуальных поправок тем-ры воздуха, расстояний между главными изобарическими поверхностями, энер­гии неустойчивости, высот стандартной атмосферы (СА-64), а также кривая температурной стратификации для стандартной атмосферы.

 Ф.АКДТ и Ф.АКДХ позволяют про­водить более точный термодинамический анализ результатов радио­зондирования по сравнению с применявшимися до настоящего вре­мени бланками АД. Третий бланк (ф. АДП) предназначен для анализа данных температурно-ветрового зондирования в слое атмосферы 1050—10 мбар в любое время года.

На бланке АД по рез-там зондиро­вания атмосферы выполняют следующие операции: 1) Проводят кривую стратификации, показывающую изменение температуры с высотой (сплошной красной линией); 2) Для сравнения проводят кривую стратификации по данным этого же пункта, но за предыдущий срок наблюдения (прерывистой красной линией); 3) Проводят кривую состояния, характеризующую изменения температуры частицы ваз дух а, под­нимающейся до уровня конденсации по сухоадиабатическому закону, выше — по влажноадиабатическому закону. Если в приземном слое воздуха имеется инверсия температуры или изотермия, то подъем частицы начинают с верхней границы этого слоя, где псевдопотен­циальная температура и удельная влажность обычно имеют макси­мальные значения. Кривая состояния проводится тонкой черной линией; 4) Проводят депеграмму — кривую точек росы, которая одно­временно характеризует изменения с высотой отношения смеси или у дольной влажности (прерывистой черной линией); 5) Закрашивают красным карандашом площадь между кривыми стратификации и состояния в слое положительной энергии неустой­чивости (кривая состояния располагается правее кривой стратифи­кации) и синим карандашом — в слое отрицательной энергии не­устойчивости (кривая состояния располагается левее кривой стратификации). Скорость и направление ветра наносятся в столбце, располо­женном в левой части бланка, теми же символами, что и на синоп­тической карте.

Дополнительная обработка аэрологической диаграммы заключается в следующем: 1) Фронтальные слои выделяют цветными (соответственно виду фронта) горизонтальными линиями, пересекающими кривую стра­тификации вдоль нижней и верхней границ слоя (толщина слоя ∆h в м и изменение тем-ры ∆Т) 2) Слои инверсии температуры выделяют желтым карандашом. Отмечают толщину слоя инверсии ∆h в м, значение прироста температуры ∆Т, характер инверсии; 3) Границы тропопаузы отмечаются коричневыми линиями с ука­занием высоты и тем-ры воздуха на соответствующих уровнях. Уровни, на которых температура воздуха равна 0, —10 и —20° С, обозначаются горизонтальными отрезками (красным цветом); 4) По визуальным наблюдениям с самолета отмечают положение слоев облаков (границы слоя сверху и снизу отмечают волнистыми синими линиями, а промежуток между ними заштриховывают на­клонными, редко расположенными прямыми линиями) и проставляют формы облаков; зону осадков отмечают вертикальными зелеными штрихами, вид осадков отмечают знаком; слой обледене­ния самолета отмечают условным знаком Ψ (красным карандашом), от которого вверх и вниз проводят стрелки, указывающие толщину слоя обледенения; слой болтанки отмечают вертикальной волнистой линией справа от кривой стратификации; слой тумана заштриховы­вают желтым карандашом.

АД позволяет вычислять ряд характери­стик состояния атмосферы: массовую долю водяного пара (по изограмме, проходящей ч/з т-ку росы), относительную влажность (отношение масс. доли вод. пара к масс. доле при насыщении, умноженное на 100%, или графически), виртуальную тем-ру Т_w (Т_w=T+∆T_w, Т- тем-ра, ∆T_w-поправка к вирт. тем-ре, определяется по шкале), высоты основных изобарических поверхностей в гп. дкм (Н₈₅₀=Н₁₀₀₀+Н_850/1000, Н₇₀₀= Н₈₅₀+Н_850/700= Н₁₀₀₀+Н_850/1000+ Н_850/700, Н₅₀₀= Н₇₀₀+Н_500/1000= Н₁₀₀₀+Н_850/1000+ Н_850/700+Н_500/700), потенциальную температуру (по специальной шкале сух. адиабаты), псевдопотенциальную температуру (с помощью влажной адиабаты), конвективно-неустойчивый слой.