Картографирование конвективных опасных явлений погоды на основе разных данных (на примере Пермского края)

DOI: 10.35595/2414-9179-2025-1-31-325-340

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

С.В. Пьянков

Пермский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Букирева, д. 15, Пермь, Россия, 614990,
E-mail: pyankovsv@gmail.com

Р.К. Абдуллин

Пермский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Букирева, д. 15, Пермь, Россия, 614990,

А.Н. Шихов

Пермский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Букирева, д. 15, Пермь, Россия, 614990,

Аннотация

Рассматриваются закономерности пространственного распределения локальных конвективных опасных явлений погоды (шквалов и смерчей) на территории Пермского края, а также их связь с пространственным распределением молниевой активности и конвективных параметров атмосферы по данным реанализа ERA5. Данные о шквалах и смерчах собраны из нескольких источников, основным из которых были спутниковые снимки вызванных ими ветровалов в лесных массивах. Всего анализировалось 397 случаев за 1984–2024 гг. Рассчитана также доля площади ветровалов, вызванных этими явлениями, от общей площади лесов и от площади смешанных и хвойных лесов. Пространственное распределение молниевой активности оценивалось по данным сети грозопеленгации WWLLN. На основе полученных данных построена серия карт пространственного распределения шквалов и смерчей, ветровалов, молниевой активности и повторяемости закритических значений конвективных параметров атмосферы по данным реанализа ERA5. В результате их сопоставления установлено, что корреляция между пространственным распределением явлений и ветровалов (с одной стороны) и молниевой активности и конвективных параметров (с другой стороны) отсутствует. Это может объясняться небольшой площадью анализируемой территории, а также тем, что ветровалы в основном отмечались в северной части Пермского края, где леса более уязвимы к ветровому воздействию. В то же время наиболее высокие значения конвективных параметров по данным реанализа отмечаются в южной и восточной части края. Тем не менее, максимум плотности случаев шквалов и смерчей на северо-западе края подтверждается локальным максимумом молниевой активности в этом районе, что позволяет считать его объективно существующим.

Ключ. слова

конвективные опасные явления погоды, картографирование, молниевая активность, реанализ ERA5, конвективные параметры атмосферы

Список литературы

  1. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 с.
  2. Шихов А.Н., Абдуллин Р.К., Чернокульский А.В., Ажигов И.О., Ярынич Ю.И., Спрыгин А.А., Коренев Д.П. Создание картографической базы данных и веб-сервиса «Конвективные опасные метеорологические явления на территории Центрального федерального округа». ИнтерКарто. ИнтерГИС. Материалы международной конференции. М.: МГУ, Географический факультет, 2021. Т. 27. Ч. 3. С. 120–135. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-120-135.
  3. Шихов А.Н., Чернокульский А.В., Калинин Н.А., Пьянков С.В. Ветровалы в лесной зоне России и условия их возникновения. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2023. 284 с.
  4. Chernokulsky A.V., Eliseev A.V., Kozlov F.A., Korshunova N.N., Kurgansky M.V., Mokhov I.I., Semenov V.A., Shvets’ N.V., Shikhov A.N., Yarinich Yu.I. Atmospheric Severe Convective Events in Russia: Changes Observed from Different Data. Russian Meteorology and Hydrology, 2022. V. 47. P. 343–354. DOI: 10.3103/S106837392205003X.
  5. Chernokulsky A., Kurgansky M., Mokhov I., Shikhov A., Azhigov I., Selezneva E., Zakharchenko D., Antonescu B., Kühne T. Tornadoes in Northern Eurasia: From the Middle Age to the Information Era. Monthly Weather Review, 2020. V. 148. Iss. 8. P. 3081–3111. DOI: 10.1175/MWR-D-19-0251.1.
  6. Diffenbaugh N.S., Scherer M., Trapp R.J. Robust Increases in Severe Thunderstorm Environments in Response to Greenhouse Forcing. PNAS, 2013. V. 110. Iss. 41. P. 16361–16366. DOI: 10.1073/pnas.1307758110.
  7. Doswell C.A. Severe Convective Storms—An Overview. Severe Convective Storms. Meteorological Monographs. Boston, MA: American Meteorological Society, 2001. DOI: 10.1007/978-1-935704-06-5_1.
  8. Edwards R., LaDue J.G., Ferree N.T., Scharfenberg K., Maier C., Coulbourne W.L. Tornado Intensity Estimation: Past, Present, and Future. Bulletin of the American Meteorological Society, 2013. V. 94. Iss. 5. P. 641–653. DOI: 10.1175/BAMS-D-11-00006.1.
  9. Feng Z., Leung L.R., Liu N., Wang J., Houze R.A., Li J., Hardin J.C., Chen D., Guo J. A Global High-Resolution Mesoscale Convective System Database using Satellite-Derived Cloud Tops, Surface Precipitation, and Tracking. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2021. V. 126. Iss. 8. Art. e2020JD034202. DOI: 10.1029/2020JD034202.
  10. Groenemeijer P., Kuhne T. A Climatology of Tornadoes in Europe: Results from the European Severe Weather Database. Monthly Weather Review, 2014. V. 142. Iss. 12. P. 4775–4790. DOI: 10.1175/MWR-D-14-00107.1.
  11. Groenemeijer P., Púčik T., Holzer A.M., Antonescu B., Riemann-Campe K., Schultz D.M., Kühne T., Feuerstein B., Brooks H.E., Doswell C.A., Koppert H., Sausen R. Severe Convective Storms in Europe: Ten Years of Research and Education at the European Severe Storms Laboratory. Bulletin of the American Meteorological Society, 2017. V. 98. Iss. 12. P. 2641–2651. DOI: 10.1175/BAMS-D-16-0067.1.
  12. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hirahara S., Horányi A., Muñoz-Sabater J., Nicolas J., Peubey C., Radu P., Schepers D., Simmons A., Soci C., Abdalla S., Abellan X., Balsamo G., Bechtold P., Biavati G., Bidlot J., Bonavita M., De Chiara G., Dahlgren P., Dee D., Diamantakis M., Dragani R., Flemming J., Forbes R., Fuentes M., Geer A., Haimberger L., Healy S., Hogan R.J., Hólm E., Janisková M., Keeley S., Laloyaux P., Lopez P., Lupu C., Radnoti G., De Rosnay P., Rozum I., Vamborg F., Villaume S., Thépaut J.N. The ERA5 Global Reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2020. V. 146. Iss. 730. P. 1999–2049. DOI: 10.1002/qj.3803.
  13. Kaplan J.O., Lau K.H.-K. The WGLC Global Gridded Lightning Climatology and Time Series. Earth System Science Data, 2021. V. 13. Iss. 7. P. 3219–3237. DOI: 10.5194/essd-13-3219-2021.
  14. Lepore C., Abernathey R., Henderson N., Allen J.T., Tippett M.K. Future Global Convective Environments in CMIP6 Models. Earth’s Future, 2021. V. 9. Iss. 12. Art. e2021EF002277. DOI: 10.1029/2021EF002277.
  15. Radler T., Groenemeijer P., Faust E., Sausen R., Púčik T. Frequency of Severe Thunderstorms Across Europe Expected to Increase in the 21st Century Due to Rising Instability. NPJ Climate and Atmospheric Science, 2019. V. 2. Art. 30. DOI: 10.1038/s41612-019-0083-7.
  16. Shikhov A., Chernokulsky A., Kalinin N., Bykov A., Pischalnikova E. Climatology and Formation Environments of Severe Convective Windstorms and Tornadoes in the Perm Region (Russia) in 1984–2020. Atmosphere, 2021. V. 12. Iss. 11. Art. 1407. DOI: 10.3390/atmos12111407.
  17. Shikhov A.N., Yarinich Yu.I., Chernokulsky A.V. Association of Spatial and Temporal Windthrow Distribution with Convective Parameters and Lightning Density in Russia. Geography. Environment. Sustainability, 2025. V. 18. No. 1. P. 75–88. DOI: 10.24057/2071-9388-2025-3590.
  18. Taszarek M., Allen J.T., Marchio M., Brooks H.E. Global Climatology and Trends in Convective Environments from ERA5 and Rawinsonde Data. NPJ Climate and Atmospheric Science, 2021. V. 4. Art. 35. DOI: 10.1038/s41612-021-00190-x.
  19. Taszarek M., Allen J.T., Púčik T., Hoogewind K.A., Brooks H.E. Severe Convective Storms Across Europe and the United States. Part II: ERA5 Environments Associated with Lightning, Large Hail, Severe Wind, and Tornadoes. Journal of Climate, 2020. V. 33. Iss. 23. P. 10263–10286. DOI: 10.1175/JCLI-D-20-0346.1.
  20. Tippett M.K., Allen J.T., Gensini V.A., Brooks H.E. Climate and Hazardous Convective Weather. Current Climate Change Reports, 2015. V. 1. P. 60–73. DOI: 10.1007/s40641-015-0006-6.

Для цитирования: Пьянков С.В., Абдуллин Р.К., Шихов А.Н. Картографирование конвективных опасных явлений погоды на основе разных данных (на примере Пермского края). ИнтерКарто. ИнтерГИС. M.: Географический факультет МГУ, 2025. Т. 31. Ч. 1. С. 325–340. DOI: 10.35595/2414-9179-2025-1-31-325-340

For citation: Pyankov S.V., Abdullin R.K., Shikhov A.N. Mapping of convective hazardous weather events based on various data sources (on the example of the Perm Region). InterCarto. InterGIS. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2025. V. 31. Part 1. P. 325–340. DOI: 10.35595/2414-9179-2025-1-31-325-340 (in Russian)