detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...

More documents

Recommendations

Info

PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZACJA WYŁADOWAŃ ATMOSFERYCZNYCH właściwej wartość natężenia pola elektrycznego odzwierciedlającego ładunek chmury burzowej. [96] Hole i Maier przestudiowali dużą liczbę burz na Florydzie, pod kątem prawdopodobieństwa wystąpienia wyładowań atmosferycznych w zależności od wysokości osiągniętych przez wierzchołki chmur. Zgodnie z przewidywaniami pewność wystąpienia wyładowań rośnie wraz z wysokością osiąganą przez wierzchołki chmur, osiągając 100 % pewności przy rozpiętości pionowej chmur do ok. 16 km. Podobna zależność istnieje w przypadku maksymalnej odbiciowości, przy najniższej wartości kąta elewacji i prawdopodobieństwa wystąpienia wyładowań, dla radarowych obserwacji chmury burzowej. Prawdopodobieństwo wystąpienia wyładowań, a więc i burzy, jest tym wyższe im wyższa jest wartość zmierzonej odbiciowości. Zmiany prawdopodobieństwa okazały się podobne w dwóch różnych miejscach obserwacji w USA. Należy jednak pamiętać, że w przypadku powyższych dwu kryteriów, tj.: stopniu wypiętrzenia wierzchołków chmur i odbiciowości przy najniższym kącie elewacji, istotne znaczenie mają czynniki takie jak: lokalny klimat, pora roku itp. [96] Kolejnym istotnym kryterium jest dynamika wzrostu komórki burzowej, a zwłaszcza jej prędkość wzrostu pionowego. Na podstawie badań stwierdzono, że wyładowania atmosferyczne pojawiają się przy silnym wzroście konwekcyjnym przy temperaturach niższych niż wartość oszacowana pomiędzy –10º C i - 20º C. Jednakże, czas pojawienia się pierwszych wyładowań nie pokrywa się z tak silną konwekcją, właściwie elektryzacja wystarczająca do wyzwolenia wyładowania, wydaje się być osiągana podczas lub na końcu wzrostu konwekcyjnego [113]. Wyniki badań określają te wartości na ok. 6-7 m/s dla burz tropikalnych i ok. 7 m/s, w przypadku burz występujących w Japonii [96]. Duże prędkości są potrzebne w obszarze wymieszania faz, gdzie bardziej efektywny jest mechanizm nieindukcyjny. W przypadku burz występujących nad powierzchniami oceanów, dla których obserwuje się dużo mniej wyładowań, uwalnianie ciepła utajonego podczas formowania chmurowych cząsteczek lodowych może zwiększać prędkość prądów wznoszących w górnych rejonach chmury, podczas gdy w obszarach mieszania faz prądy wznoszące są słabsze. Obserwacje rozwoju chmur burzowych wykazały wzrost liczby wyładowań wraz ze wzrostem prędkości prądów wznoszących do wartość ponad 20 m/s, przy temperaturach rzędu –10º C [96]. Inne obserwacje pokazały zależność ilości wyładowań od energii konwekcji, która jest opisywana wskaźnikami konwekcji, takimi jak CAPE - wskaźnik dostępnej, potencjalnej energii konwekcyjnej (CAPE, z ang. Convective Available Potential Energy). Duże wartości wskaźnika CAPE generalnie odpowiadają dużej ilości generowanych - 61 -
PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZACJA WYŁADOWAŃ ATMOSFERYCZNYCH wyładowań atmosferycznych. Jednak, mały przyrost liczby wyładowań był obserwowany w warunkach wysokiej niestabilności tak, więc muszą tu odgrywać rolę inne czynniki, takie jak np.: dystrybucja pionowa opadu wewnątrz chmury. Ostatnie obserwacje pokazały związek między obecnością krup w chmurze i wystąpieniem wyładowań w tym obszarze. Obserwacje te przeprowadzono z wykorzystaniem radarów polaryzacyjnych, które umożliwiają zidentyfikowanie dominującego w chmurze rodzaju cząsteczek. W wyniku obserwacji stwierdzono, że wystąpienie wyładowania doziemnego jest najbardziej prawdopodobne w obszarach, gdzie występuje mieszanka krup i gradu. Na tej podstawie można stwierdzić, że istnieje silna zależność między liczbą wyładowań oraz dużymi wartościami odbiciowości ponad daną wysokością lub temperaturą. Jak widać bardzo ważną rolę, tak w przypadku wyładowań atmosferycznych, jak i dynamice oraz mikrofizyce systemów konwekcyjnych odgrywają różne czynniki m.in.: rodzaj hydrometeorów, w szczególności krupy oraz kryształków lodu, prądy wznoszące, stopień wzrostu pionowego oraz poziomego i inne. Są one znaczącymi elementami procesu elektryzacji chmury burzowej oraz wyzwalania wyładowań atmosferycznych, a co za tym idzie elementami łączącymi kompleksowo wyładowania atmosferyczne i parametry chmury. Informacje na temat związków pomiędzy aktywnością piorunową, a dynamiką i mikrofizyką systemów konwekcyjnych można znaleźć także m.in. w [114, 115, 116, 117, 118]. 3.9.4. Związki pomiędzy aktywnością wyładowań atmosferycznych, a zmianami klimatu. Aktywność wyładowań atmosferycznych jest związana z głęboką konwekcją, podczas której wytwarzane są hydrometeory o dużych rozmiarach. Zderzenia cząsteczek lodowych i separacja ładunków wskutek różnej prędkości cząsteczek, powoduje elektryzację chmury. Duże krople wody sprzyjają inicjacji procesu wyładowania atmosferycznego. Konwekcja jest napędzana głównie przez profile pionowe temperatur oraz pary wodnej przez dostępną potencjalną energią konwekcji (CAPE). Temperatura i para wodna są ściśle związane ze zmianami klimatu. Właściwie, efekt cieplarniany prowadzący do globalnego ocieplenia wraz z towarzyszącym wzrostem temperatur na powierzchni Ziemi ma dwojakie skutki. Po pierwsze indukuje wyższą niestabilność powietrza prowadzącą do powstawania silniejszych prądów wznoszących, w których opadające cząsteczki mogą przez długi czas przebywać, wzrastać oraz nabywać lub oddawać ładunek. Po drugie para wodna, która jest głównym gazem cieplarnianym, może akumulować się w atmosferze dzięki procesowi parowania. - 62 -
Page 1 and 2:
PAWEŁ BODZAK DETEKCJA I LOKALIZACJ
Page 3 and 4:
PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 5 and 6:
Page 7 and 8:
Page 9 and 10: PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 59: PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 111 and 112:
Page 113 and 114:
Page 115 and 116:
Page 117 and 118:
Page 119 and 120:
Page 121 and 122:
Page 123 and 124:
Page 125 and 126:
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
Page 149 and 150:
Page 151 and 152:
Page 153 and 154:
Page 155 and 156:
Page 157 and 158:
Page 159 and 160:
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Page 177 and 178:
Page 179 and 180:
Page 181 and 182:
Page 183 and 184:
Page 185 and 186:
Page 187 and 188:
Page 189 and 190:
Page 191 and 192:
show all

detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...