Выбор и обработка уровней особых точек по температуре и влажности

Особые точки выбирают для того, чтобы по ним можно было восстановить вертикальный температурный профиль в атмосфере с точностью 1°С -  в тропосфере и 2°С – в стратосфере и распределение влажности в атмосфере с точностью 15%. Особые точки выбирают по графикам температуры и влажности (рисунок 29).

Особыми точками по температуре являются:

· Уровень станции, т.е. первая точка графика температуры;

· Конечная высота зондирования, т.е. последняя точка графика температуры;

· Начало и конец температурной инверсии в тропосфере. (Инверсия – это увеличение температуры с высотой).

· Начало и конец изотермии (t - const) в тропосфере продолжительностью более 30 секунд. (Изотермия – это постоянство температуры с высотой).

· Резкие изломы графика температуры, если данный излом в тропосфере >1°С и в стратосфере >2°С. Чтобы проверить является ли излом графика особой точкой необходимо определить разность между измеренной температурой в точке излома графика и линейно интерполированной. Практически линейную интерполяцию осуществляют графическим способом. Для этого нужно приложить линейку к предыдущей особой точке и к последующей предполагаемой особой точке. Если расстояние от исследуемой точки до линейки (по вертикали – при ручной обработке) >1°С  (>0,5 см) в тропосфере и >2°С (>1 см) в стратосфере, то точка излома графика является особой.

· Начало тропопаузы. Тропопауза – это переходный слой между тропосферой и стратосферой, толщиной около 2 километров, располагается выше изобарической поверхности 500гПа (т.е. выше ≈5,5км), температура в тропопаузе или повышается или изменяется незначительно, т.е. вертикальный температурный градиент g £0,2°С /100м. (Высота тропопаузы в арктических широтах 8-9 км, в умеренных широтах 10-12км, над экватором 17-18км. В циклонах тропопауза опускается, в антициклонах поднимается. Зимой тропопауза располагается ниже чем летом).

На графике температуры  намечают точку предполагаемого начала тропопаузы, а затем ее исследуют следующим образом (Рисунок 31):

1. определяют высоту и температуру в точке предполагаемого начала тропопаузы (в точке А температура -56°С, а высота 9,8 км);

2. на графике высоты находят точку, лежащую на 2км выше;

3. для времени этой точки на миллиметровку наносят точку с температурой на 4°С ниже температуры в точке предполагаемого начала тропопаузы (в точке D температура -60°С, а высота 11,8 км);

4. полученную точку (D) и точку предполагаемого начала тропопаузы (А) соединяют демаркационной линией АD (линия раздела), которая отделяет зону с g <2°С/1км от зоны с g >2°С /1км (выше демаркационной линии g >2°С /1км, а ниже демаркационной линии g <2°С/1км);

5. если демаркационная линия не пересекает график температуры, а располагается выше или совпадает с кривой температуры, то предполагаемая точка является началом тропопаузы.

6.  если демаркационная линия пересекает график температуры или располагается ниже его, то предполагаемая точка не является началом тропопаузы.

Особыми точками по влажности являются:

· Начало и конец слоя со значением относительной влажности равным 100%;

· Резкие изломы графика влажности, если данный излом >15%. Чтобы проверить является ли излом графика особой точкой необходимо определить разность между измеренной влажностью в точке излома графика и линейно интерполированной. Практически линейную интерполяцию осуществляют графическим способом. Для этого нужно приложить линейку к предыдущей особой точке и к последующей предполагаемой особой точке. Если расстояние от исследуемой точки до линейки (по вертикали – при ручной обработке) >15% (>1,5 см).

Обрабатывают уровни особых точек следующим образом:

· При ручной обработке по графику обработки в выбранных особых точках определяют высоту с точностью 10 метров, температуру с точностью 0,1°С, влажность с точностью 1% и записывают в таблицу ТАЭ-4б.  (При автоматизированной обработке высота, температура и влажность в особых точках определяется методом линейной интерполяции).

· Давление в особых точках рассчитывают по барометрической формуле

(48)

где Р_в — атмосферное давление (гПа) на уровне особой точки, которое необходимо определить; Р_н — давление (гПа) на нижележащей  стандартной высоте h_н; h_в – высота особой точки; Т_ср.в — средняя виртуальная температура  того слоя между стандартными высотами, в котором лежит особая точка. Давление определяют с точностью 0,1 гПа, если Р ≥ 100гПа и с точностью 0,01гПа, если Р < 100гПа. Давление в особых точках рассчитывают с помощью П.К. или с помощью круга А-57 при ручной обработке. Давление записывают в таблицу ТАЭ-4б.

· В особых точках определяют дефицит точки росы с точностью 0,1°С, аналогично его определению на изобарических поверхностях.