Как распознать приближение грозового шторма?

Грозы и связанные с ними явления погоды образуются при наличии в атмосфере достаточного количества энергии, которая называется энергия неустойчивости или в английском эквиваленте - Convective available potential energy (CAPE). Жаркая погода и достаточное количество влаги в воздухе – одни из главных параметров для развития бурной конвекции. Грозовые шторма могут наблюдаться во время прохождения атмосферных фронтов и циклонов, либо возникать в неустойчивой воздушной массе без непосредственного влияния циклонической деятельности.

Как показывает статистика, наиболее разрушительные грозовые системы фиксируются на холодных фронтах II рода, которые отличаются высокой скоростью передвижения и значительными контрастами температуры воздуха и атмосферного давления. При этом, наибольшая вероятность развития опасных сценариев бывает в случае прохождения фронта во второй половине дня и вечером на фоне значительного дневного прогрева воздуха. Если же фронт проходит утром или ночью, то он проявляет себя более спокойно – воздух не успевает достаточно прогреться для усиления контрастов температуры по обе стороны от фронта. И в этом случае вместо мощного шторма может наблюдаться просто гроза с небольшим кратковременным дождём.

Можно ли, не зная прогноза, распознать признаки приближения стихии? В отличие от тёплого фронта, предвестники которого могут появиться на небе за несколько часов в виде тонких перистых облаков, приближение холодного фронта чаще всего можно распознать не более чем за час, максимум два. Главные его предвестники – перисто-кучевые и высоко-кучевые облака. Вслед за облаками верхнего и среднего ярусов на горизонте преимущественно со стороны юга или запада можно разглядеть надвигающуюся темноту. Атмосферное давление перед приближающимся фронтом немного падает, иногда достаточно резво, ветер постепенно усиливается, выпадает ливневой дождь. Без дополнительных приборов косвенно можно почувствовать только усиление ветра, дождь, а также изменение температуры. Но если вы сперва замечаете появление высоко-кучевых облаков, затем черноту и усиление ветра на фоне жаркого дня – можно с большой долей вероятности утверждать, что к вам приближается стихия.

Одним из внешних признаков мощной грозы является шкваловый ворот (по-другому называемый грозовым валом) – низкая и тёмная, с рваной структурой облачность, связанная с линией шквалов. Её прохождение вызывает резкое и внезапное усиление ветра у земли, за счёт того, что воздух с большой скоростью устремляется вниз от основания грозового облака, ударяется о земную поверхность и растекается во все стороны. При определённых условиях можно различить мезоциклон – когда в отдельном грозовом облаке возникает локальный вихрь. Он чаще всего является причиной аномально крупного града и смерчей над сушей. Кстати, проследить мезоциклон на картах погоды практически не удаётся возможным, поскольку масштаб явления небольшой, а время существования недолгое. Специалисты фиксируют эти явления при помощи метеорологических радаров и спутников.

После прохождения фронтального раздела, атмосферное давление быстро растёт, ветер резко поворачивает вправо и существенно усиливается, принимая характер штормового. Температура воздуха при этом понижается порой на 10 – 15 °С всего в течение 1 – 2 часов.

Если грозовая деятельность развивается в неустойчивой воздушной массе, а не на самом фронте, тогда над большими территориями хаотически возникают отдельные мощные кучево-дождевые облака и их скопления (комплексы) и заранее «угадать» точное место их образования весьма сложно. В данном случае визуальными признаком возможного шторма будет являться быстрый рост кучево-дождевой облачности до больших высот, жаркая и достаточно влажная погода.

Шторма, связанные с прохождением атмосферных фронтов, в наши дни прогнозируются довольно успешно. Но если мы имеем дело с внутримассовой конвекцией, то спрогнозировать конкретное местоположение конвективных ячеек практически невозможно, можно лишь дать прогноз условий их образования над определённой территорией.

Положение и передвижение грозовых систем успешнее прогнозируется при помощи методов наукастинга (от англ. – Nowcasting) – детализированного прогноза погоды на ближайшие часы. В этом подходе привлекаются данные метеорадаров, спутниковые снимки облачности, расчёты численных погодных моделей и алгоритмы искусственного интеллекта. Наукастинг позволяет выпускать предупреждения о суровых погодных условиях с целью снижения воздействия опасных явлений погоды на общество и минимизации ущерба.