Пространственно-временное распределение грозовой активности на юге Европейской части России

• Автор: Керефова, Залина Музариновна
• Шифр специальности: 25.00.30
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА I. РАЗРЯДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОБЛАКАХ. ГРОЗОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ
1.1 Молниевые разряды, характеристики, параметры молнии
1.2. Условия развития грозовых явлений
1.3 Технические средства контроля и регистрации грозовых явлений.
ГЛАВА 2 ФИЗИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГРОЗОВОЙ АКТИВНОСТИ НА СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ
2.1 Анализ среднестатистических данных о грозовой активности
2.2 Количество дней с грозой в зависимости от площади территории.
2.3 Продолжительность гроз
ГЛАВА 3 ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГРОЗОВОЙ АКТИВНОСТИ НА СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ
3.1 Оценка числа дней с грозой на основе инструментальных наблюдений с использованием грозорегистратора ЕБ8
3.2 Сравнительный анализ грозовой активности на территории Западного Кавказа по данным инструментальных регистраций и наблюдений на метеостанциях
3.3 Создание карты поражаемости территории разрядами молнии и карты районирования по опасности возникновения чрезвычайных ситуаций при грозах
на Северном Кавказе
Заключение
ЛИТЕРАТУРА
Введение
Актуальность темы диссертации
С вопросами молниезащиты и мониторингом пространственного распределения молниевых разрядов приходится сталкиваться специалистам многих отраслей, таких как энергетика, связь, строительство, авиация, космическая промышленность, сельское и лесное хозяйство [1-5]. Возрастает количество высотных зданий и площадей застроек; в промышленности применяются горючие и взрывоопасные вещества; в электронике и связи чаще применяются чувствительные электронные приборы, которые чутко реагируют на возмущения, вызванные грозовыми разрядами. Результатом повреждений могут быть нарушения нормального функционирования производства, и в отдельных случаях поражения молнией приводят к трагическим последствиям [6,7].
Таким образом, правильная организация молниезащитных мероприятий и своевременное обнаружение местоположения опасного явления во многих случаях позволяет избежать ущерба или существенно снизить его.
Для повышения надежности молниезащиты очень важно иметь информацию об общих характеристиках гроз и среднестатистических параметрах молниевых разрядов различных типов для конкретных географических районов, а также надежные, удобные и оперативные методы получения этой информации в связи с развитием техники, освоением новых горных территорий [8-11].
В последнее время, с появлением исследовательской аппаратуры нового поколения, в физике грозового электричества наибольший интерес исследователей вызывают инструментальные измерения параметров молний и грозовой активности активно-пассивными радиотехническими средствами, сочетающимися с современными информационно-аналитическими средствами [12-16]. Это связано с возрастанием требований к эффективности защиты объектов жизнедеятельности человека от воздействия грозовых явлений: разрядов молний, повышенных электрических полей, электромагнитного излучения и т.д.
В этой связи представляются актуальными проведение сравнительного анализа пространственно-временного распределения грозовой активности на различных территориях по данным метеостанций и инструментальных наблюдений; анализа временных рядов грозовой активности многофакторных корреляционных взаимосвязей между различными характеристиками грозовой активности на различных территориях Северного Кавказа; разработка способа косвенной оценки числа дней с грозой на юге Европейской части России, основанная на взаимосвязи между площадью территории и числом регистрируемых гроз в течение года [17].
В настоящее время в климатических описаниях территорий ограничиваются приведением средних данных о числе дней с грозой только для пункта, например, на метеостанции, аэропорта и т.д., в то время как для оценки метеоусловий территории, по трассе самолета, линии электропередач и др. необходимо знать о грозах на ограниченной территории. Для этих целей на Сети Росгидромета используется визуально-слуховой метод наблюдений за грозами [18-20]. Вероятность обнаружения гроз указанным методом не превышает 60%. Метод не позволяет оценить интенсивность грозовых явлений, пространственно-временное их развитие, грозопоражаемость и т.д. [21,22].
Несмотря на сокращение количества метеостанций, их достаточно плотная сеть сосредоточена на Европейской территории России. Только на Северном Кавказе их количество составляет около 700 метеостанций. Повышение эффективности обнаружения распознавания гроз возможно с помощью грозопеленгационных систем, работа которых основана на регистрации источников электромагнитных полей [16]. Современная система мониторинга гроз должна обеспечить потребителей сведениями о местоположении грозового разряда (с погрешностью не более 2-3 км), а также сведениями об электрических характеристиках (токов молний, их полярностей и т.д.) [23] и обеспечить информацией для дальнейшего картирования грозовой деятельности по плотности числа ударов молний с приложением статистических сведений об электрических грозовых разрядах [24-26]. Эти задачи и являются предметами исследования в

Выводы
В последнее время возрастает необходимость в исследовании пространственного распределения инструментальных характеристик грозовой деятельности, в частности плотности разрядов молний в землю, токи молний и др., что актуально для территории Юга Европейской части России.
Ущерб от воздействия молниевых разрядов на различные энергетические сооружения, линии электропередач, летательные аппараты, системы аэронавигации и т.д. обусловлен следующими факторами:
1. Непосредственное воздействие молнии (прямой удар молнии).
2. Изменение электропроводности.
3. Индукция (занос высокого напряжения).
Выявлены основные параметры молнии: амплитуда тока молний (JM), длительность его нарастания до максимального значения (Тф), крутизна тока молнии (отношение JM к Тф). Для эффективного решения задач по защите от гроз различных сооружений, высоковольтных линий и др. необходимы точные знания параметров молний, характерных для данной территории.
В целом в организациях Росгидромета (ВГИ, ГГО, НИЦ ДЗА) создан значительный научно-технический потенциал в области исследования грозовых процессов, на основе которых можно в настоящее время приступить к разработке и созданию российской грозорегистрационной сети.
Мировая практика в решении данной проблемы состоит в следующем. В настоящее время за рубежом наиболее широко используются две конкурирующие системы: широкополосная пеленгационная система, выпускаемая фирмой «LLP», и разностно-дальномерная система LPATS, выпускаемая фирмой Vaisala.
Облачные процессы достаточно широко исследуются метеорологическими и доплеровскими радиолокаторами. Для улучшения качества и эффективности оповещения штормов можно соединить их методологию с возможностями грозорегистратора.