събота, 16 декември 2017 г.

Ще има ли сняг за коледните празници?

Христо Чипилски 
научен асистент по метеорология
University of Oklahoma
School of Meteorology
Multi-scale data Assimilation and Predictability (MAP) Lab


Прогнозата за коледните празници е пословично една от най-дългоочакваните прогнози през годината, особено за малките децата, които чакат с нетърпение да извадят своите шейни и да направят няколко снежни човеци насред отрупаната със сняг детска градина. Въпреки че до началото на светлите коледни и новогодишни празници има повече от седмица, аз реших да направя анализ на атмосферните процеси, които ще определят характера на времето в последните дни от декември. Трябва да подчертая, че този анализ не е опит за прогнозиране времето в рамките на толкова дълъг период от време. Идеята му е да акцентира върху тези процеси, които ще бъдат ключови за точността на прогнозите за идващите празници.

Фигура 1 (кликни за оригиналния размер)

В днешно време прогнозите за времето се основават до голяма степен на така наречените числени модели за прогнозиране на времето, които смятат най-различни физични уравнения с помощта на мощни суперкомпютри. Синоптиците имат за задача да сравнят изходите на различните числени модели и да преценят кой е най-вероятният сценарий за развитието на времето. Едно такова сравнение е представено на Фиг. 1 - между американския глобален модел GFS (Global Forecasting System) и европейския глобален модел ECMWF (European Centre for Mid-Range Weather Forecasts). През годините двата центъра са се доказали на метеорологичната сцена с едни от най-точните и надеждни модели за изготвяне средносрочни прогнози за времето (т.е. прогнози за следващите 4-10 дни). Фиг. 1 ни показва полето на така наречената абсолютна топография на барично ниво 500 hPa (АТ500), т.е. каква е надморската височина, на която налягането е 500 hPa. В своята практика синоптиците ползват това поле, за да анализират каква е общата атмосферна циркулация. Прогностичните данни от EC са оцветени с червено, докато тези от GFS – със синьо. Наложените цветове показват разликата в AT500 между ECMWF и GFS. От последния панел на Фиг. 1 се вижда, че двата модела показват съществени разлики помежду си на 24 декември. Високата барична долина при американците е разположена директно над Балканския полуостров, докато при европейския модел тя се намира на изток над Черно море. Както ще видим и след малко, вероятността за сняг по време на коледните празници зависи именно от разположението на тази висока барична.

Фигура 2 (кликни за оригиналния размер)

Откъде идват разликите между двата модела? За да отговорим на този въпрос, е нужно да се върнем малко назад във времето. Нека оградим зоната, в която двата модела се различават, с черен квадрат и проследим движението на тази квадрат в по-ранни прогностични срокове. Стигаме до 19 декември 2017, където разликата между моделите е малка и се изразява най-вече в повишената амплитуда на високата барична долина в американския модел. С течението на времето обаче разликите между двете долини се увеличават. Изходът на GFS продължава да задълбава високата барична долина, с което тя не само i) забавя своето движение, но и ii) скъснява своята характеристична ширина (т.е. имаме по-малка дължина на вълната). Ефектът от i) и ii) води и до съществено изменение в приземното барично поле, както е показано на Фиг. 2. Високата барична долина в решението на GFS взаимодейства с Алпите, което води до образуването на зона с понижено приземно налягане в подветрената част на планинската верига. Под влияние на благоприятните синоптични условия, зоната на ниско налягане се организира и превръща в средиземноморския циклон, показан в десния пален на Фиг. 2. Тъй като траекторията на средиземноморския циклон минава южно от България, то страната ни остава в студената част на циклона, където има условия за продължителни валежи от сняг. По-източно разположената висока барична долина в изхода на ECMWF (ляв панел на Фиг. 2) съответства с пълната липса на средиземноморски циклон. Това е така, защото взаимодействието на въздушния поток с Алпите е кратък и възпрепятства циклогенеза в подветрената част на планинската верига.

Фигура 3 (кликни за оригиналния размер)

Но нека да върнем лентата още по-назад. На Фиг. 3 виждате разликите между ECMWF и GFS над Северна Америка. Една от най-съществените такива е оградена със зелен квадрат и се отнася до амплификацията на баричната долина, намираща се на границата между САЩ и Канада. С течение на времето разликите в амплитудите на баричните долини не само се увеличават, но започват да се усещат и далече на изток, към Атлантическия океан. Обърнете внимание на тясната връзка между амплификацията на американската барична долина и разликите в АТ500 на юг от Гренландия, за които говорихме малко по-рано на Фиг. 1 (те са означени със зелен квадрат на втория ред от Фиг. 2). Това бързо разпространение на разликите от запад на изток не е никак случайно. То представлява верижна реакция, при която амплификацията на дадена вълна на Росби (т.е. на дадена висока барична долина) води до амплификацията на други вълни на Росби, намиращи се по посока на направляващия западно-източен пренос. С други думи характерът на времето в България за повече от седмица напред ще зависи до голяма степен от динамиката на процесите в САЩ. Точността на Коледните прогнози за нашата страна ще се обуславят от това как числените модели описват потока над Скалистите планини, вследствие на което ще стане и задълбаването на високата барична долина над Северна Америка.

Фигура 4 (кликни за оригиналния размер)

Взимайки предвид казаното дотук, прогнозата за коледните празници у нас ще попадне в една от трите категории, описани на Фиг. 4. При първия сценарий високата барична долина над Централна Европа е плитка, с което над България преминава бърз студен атмосферен фронт без съществени валежи. При вторият вариант баричната долина е по-дълбока и нейното взаимодействие с Алпите води до образуването на средиземноморски циклон. Последният минава южно от страната ни и се изнася на север през Черно море (път 3а), с което носи обилни снеговалежи за Коледните празници. При третия вариант високата барична долина значително увеличава амплитудата си и се превръща във висок баричен циклон под натиска на прииждащия от запад азорския гребен. Средиземноморският циклон при тази конфигурация е блокиран, с което България остава в топлия му сектор и валежите са предимно от дъжд. Разпределението на баричното поле при тези три варианта е показано в малко по-голям мащаб на Фиг. 5.

Фигура 5 (кликни за оригиналния размер)

Надявам се, че с анализа на метеорологичните процеси преди коледните празници успях да ви убедя, че прогнозирането на времето е не е никак лесна задача и е свързана с метеорологични процеси, случващи се в другата част на земното полукълбо. За да направим точна прогноза за коледните празници, ще се наложи да обърнем специално внимание на баричните образувания, описани тук. Според очакваното развитие на метеорологичните процеси, по-точни прогнози за коледните празниците ще може да направим едва след 19 декември, когато ще стане ясно какво е поведението на високата барична долина над Северна Америка. Дотогава може само да продължим да се радваме на предколедното настроение, обхванало страната ни!

Весели празници на всички читатели на нашия блог!

Няма коментари:

Публикуване на коментар