Опубликована новая климатология шквалов и смерчей в Пермском крае

В журнале Atmosphere издательства MDPI опубликована статья о климатологии и условиях возникновения шквалов и смерчей в Пермском крае за период с 1984 по 2020 гг.  Скачать статью можно по ссылке https://www.mdpi.com/2073-4433/12/11/1407.

Авторы статьи – доцент каф. картографии и геоинформатики ПГНИУ А.Н. Шихов (автор данного интернет-ресурса), к.ф-м.н., с.н.с. Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН А.В. Чернокульский, д.г.н., зав. кафедрой метеорологии и охраны атмосферы ПГНИУ Н.А. Калинин, к.г.н., ст. преп. этой же кафедры А.В. Быков, к.г.н., руководитель отдела прогнозов погоды Пермского ЦГМС Е.В. Пищальникова.

Статья подготовлена на основе материалов, которые в течение многих лет собирались и публиковались на данном интернет-ресурсе, а также в Базе данных опасных погодных явлений Пермского края (http://accidentbase.maps.psu.ru/) и в Атласной информационной системе (http://ais.maps.psu.ru/). Информация о каждом случае представлена в дополнительных материалах (Supplementary) к статье на английском языке, на русском языке она доступна на перечисленных интернет ресурсах.

Для получения наиболее полной информации о случаях шквалов и смерчей  в Пермском крае использовались самые разные данные – архив наблюдений метеостанций Пермского края, спутниковые снимки Landsatи Sentinel-2 для оценки ветровалов, отчеты об ущербе, предоставленные Пермским ЦГМС, снимки с метеорологических спутников, архив данных радиолокатора МРЛ-5 с кафедры метеорологии и охраны атмосферы ПГНИУ, а также прочие сведения о шквалах, смерчах и ущербе от них, опубликованные в электронных и печатных СМИ, в научных журналах и различных базах данных. Также были использованы и уточнены данные из недавно опубликованной климатологии смерчей в России (http://mig-journal.ru/archive?id=5433).

Всего база данных включает 100 случаев сильных шквалов, 59 смерчей и 6 событий смешанного характера (шквал + смерч). Учитывались только те случаи шквалов, при которых измеренная скорость ветра достигала критерия опасного явления (≥ 25 м/с), или же характер ущерба указывал на то, что явление достигало такой интенсивности. Количество случаев значительно больше, чем в официальной статистике, особенно для смерчей, поскольку только 11 из 65 случаев проходили через населенные пункты (и то большинство из них не были распознаны как смерчи), и ни один смерч не был зафиксирован метеостанцией. Из 100 случаев шквалов метеостанциями было зафиксировано 48.

Большую роль в получении данных о шквалах и особенно о смерчах сыграли спутниковые снимки ветровалов. Сам выбор исследуемого периода обусловлен этим же фактором – доступностью данных о ветровалах. Так, 51 из 65 случаев со смерчами выявлены только по этому источнику данных. Всего смерчами и шквалами за рассматриваемый период было повалено 33250 гектаров леса, что составляет 0,27% от лесопокрытой площади. Интересно, что две трети этой площади приходится на одну дату – 18 июля 2012 г., когда два разрушительных шквала прошли над западными и восточными районами Пермского края. 

Пространственное распределение случаев шквалов и смерчей в Пермском крае (1984–2020 гг.).

Плотность отчетов о шквалах и смерчах и  процент поврежденных ветровалами лесов в Пермском крае за 1984-2020 гг.

Было выделено 11 наиболее значимых случаев шквалов и смерчей в Пермском крае по интенсивности, охвату территории, нанесенному ущербу для лесного покрова. Подробная информация о некоторых  из них приведена на данном сайте или в других источниках (см ссылки). Характерно, что 7 из этих 11 событий произошли в первой половине рассматриваемого периода. Так что говорить о росте их частоты или интенсивности в нашем регионе пока не приходится.
 

Выдающиеся случаи шквалов и смерчей в Пермском крае за период 1984-2020 гг.

Таким образом, за рассматриваемый период вспышки смерчей (с тремя и более торнадо) происходили в Пермском крае в среднем один раз за десятилетие (последняя была 13 сентября 2018 г., а самая мощная – 7 июня 2009 г.). Разрушительные шквалы также отмечались 1-2 раза за десятилетие (самый разрушительный шквал прошел 18 июля 2012 г.). Чаще их воздействию подвергается западная и северо-западная часть региона. Большинство же явлений, включенных в базу данных, были локальными. Однако и они наносили значительный ущерб, если проходили через г. Пермь или другие крупные населенные пункты.

8 случаев шквалов и один случай смерча наблюдались непосредственно в г. Пермь, причем только один из них (22 мая 2001 г.) был зафиксирован метеостанциями. Остальные случаи, даже такие известные жителям Перми как 16.06.1998, 24.06.2015 и 10.07.2019, проходили мимо метеостанций.

Далее для каждого случая были проанализированы условия возникновения на основе реанализа ERA5 (синоптические условия, параметры неустойчивости, завихренности и сдвига ветра) и сопоставлены с таковыми для шквалов и смерчей в Европе и в Северной Америке. Наиболее интересный результат − статистически значимые различия в условиях возникновения смерчей и шквалов, которые вызывают ветровалы или проходят без повреждения лесного покрова. Первые возникают при значительно более высоких значениях параметров атмосферы, характеризующих условия развития так называемой организованной конвекции (т.е. подвижных мезомасштабных конвективных систем и суперячеек). Таким образом, наличие ветровала является объективным признаком интенсивности явления и благоприятных условий для его возникновения.

Выявленные завиномерности возникновения шквалов и смерчей (синоптические условия и хахактерные значения параметров неустойчивости) будут полезны для повышения точности краткосрочных прогнозов этих явлений в Пермском крае.