ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ НАЗЕМНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРАДА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГРАДОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

Введение. Градовые процессы наносят значительный ущерб сельскому хозяйству, приводят к повреждению строений, к гибели животных и к человеческим жертвам. Для снижения отрицательного последствия градовых явлений проводятся работы по активным воздействиям на градовые процессы. В данной работе проведена оценка изменений наземных (спектральных и энергетических) характеристик града при проведении активного воздействия по данным наземной градомерной сети и радиозондирования атмосферы. Материалы и методы исследований. При исследовании наземных характеристик градобитий были использованы данные, полученные на градомерной сети во время проведения Комплексного градового эксперимента Высокогорного геофизического института (1983-1997 гг.), данные Северо-Кавказской военизированной службы по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы (СК ВС) о градобитиях за период 2011-2012 гг., а также данные радиозондирования атмосферы. Используя метод кластерного анализа (статистическая программа SPSS) все процессы с активным воздействием (АВ) и без активного воздействия (всего 91 процесс) были разбиты от 2 до 5 кластеров для выявления максимального влияния параметров атмосферы на характеристики градовых процессов и дальнейшего выбора оптимального числа кластеров. Далее был проведен корреляционный анализ для выявления связи наземных характеристик града с параметрами атмосферы. Были построены уравнения множественной линейной регрессии взаимосвязи наземных характеристик града (средний диаметр, средняя поверхностная плотность кинетической энергии, средняя концентрация) с параметрами атмосферы. Полученные уравнения можно использовать для анализа изменений спектральных и энергетических характеристик градобитий при проведении активного воздействия. Результаты исследования и их обсуждение. Анализ данных о наземных характеристиках градовых процессов с АВ и без АВ показал, что выборки неравнозначны. В процессы с АВ, вероятнее всего, попали более мощные градовые процессы, поэтому для их корректного сравнения с процессами без АВ необходимо произвести деление на кластеры. Для проведения кластерного анализа использовались характеристики атмосферы, полученные по данным радиозондирования, произведенного в момент времени, ближайший ко времени выпадения града. Результаты кластерного анализа, подтвержденные Т-тестом, показали, что оптимальным является разделение на 2 кластера. Из характеристик параметров атмосферы в двух кластерах следует, что в 1-ый кластер вошли параметры атмосферы, приводящие к более мощным градовым процессам. Для исследования взаимосвязи между параметрами, характеризующими состояние атмосферы и наземными характеристиками града, были определены зависимые и независимые переменные. В процессах, отнесенных к 1-му кластеру и 2-му кластеру, были выбраны значимые корреляции наземных характеристик града с параметрами атмосферы при уровнях значимости Sig < 0,05 и близких к нему. Проведен множественный регрессионный анализ с использованием выбранных характеристик и построены регрессионные уравнения взаимосвязи наземных характеристик града с параметрами атмосферы для процессов 1-го и 2-го кластера. Полученные уравнения были использованы для анализа изменений спектральных и энергетических характеристик градобитий в результате активного воздействия. Выводы. Проведен анализ изменений спектральных и энергетических характеристик градобитий в результате активного воздействия с использованием полученных регрессионных уравнений связи наземных характеристик града с параметрами атмосферы. Анализ показал, что изменения наземных характеристик градовых осадков в результате АВ в процессах 1-го кластера, к которому относятся более мощные градовые процессы, не приводят к значимому изменению наземных характеристик града. Для процессов 2-го кластера (слабые процессы) активное воздействие приводит к уменьшению значений наземных характеристик градовых осадков.

градовые процессы, градомерная сеть, параметры атмосферы, активные воздействия, кластерный анализ, уравнения регрессии, наземные характеристики града

1. Акимов В.А. , Соколов Ю. И. Глобальные и национальные приоритеты снижения риска бедствий и катастроф / МЧС России. М. : ФГБУ ВНИИ ГО ЧС (ФЦ), 2016. 396 с.

2. РД 52.37. 722-2009. Районирование территории по градоопасности / М. Т. Абшаев, А. М. Малкарова, Н.А. Борисова. Нальчик: Изд. «Эльбрус», 2009. 16 с.

3. Тлисов М. И. Физические характеристики града и механизм его образования. С. -Пб.: Гидрометеоиздат, 2002. 386 с.

4. Тлисов М. И., Таумурзаев А. Х., Федченко Л. М., Хучунаев Б. М. Физические характеристики града и повреждаемость сельскохозяйственных культур // Труды ВГИ, 1987. Вып. 74. С. 137-145.

5. Беленцова В. А., Федченко Л. М. О влиянии циркуляции термодинамического состояния нижнего слоя тропосферы на локализацию и интенсивность конвективных процессов на Северном Кавказе // Труды ВГИ, 1979. Вып. 44. С 48-59.

6. Гораль Г. Г., Мальбахова Н. М. Оценка потенциальной неустойчивости атмосферы при развитии градовых процессов. Метеорология и гидрология, 1985. № 3. С. 36-45.

7. Кагермазов А. Х. Прогноз града по выходным данным глобальной модели атмосферы (Т254 NCEP). Метеорология и гидрология, 2012. № 3. С. 28-34.

8. Федченко Л. М., Кагермазов А. Х. Использование статистических методов для прогноза градовых процессов и их характеристик. Метеорология и гидрология, 1988. № 4. С 41-50.

9. Кагермазов А. Х. Цифровая атмосфера. Современные методы и методология исследования опасных метеорологических процессов и явлений. Монография. Нальчик: Печатный двор, 2015. 210 с.

10. Бююлъ А., Цефель П. SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей. СПб.: ДиаСофтЮП, 2002. 608 с.

11. Хучунаев Б. М. Микрофизика зарождения и предотвращения града: автореф. дис. докт. физ. -мат. наук. 25.00.30 / Хучунаев Б. М., Нальчик, 2002. 44 с.

12. Ташилова А. А. Исследование взаимосвязи микрофизических характеристик града на земле с параметрами атмосферы: дис.. канд. физ. -мат. наук. Нальчик, 2002. 158 с.

13. Хучунаев Б. М., Ташилова А. А., Теунова Н. В. Оценка физической эффективности активных воздействий на градовые процессы. «Известия КБНЦ РАН», № 6. Нальчик, 2008. C. 169-175.

14. Хучунаев Б. М., Ташилова А. А., Теунова Н. В. Некоторые результаты оценки активных воздействий на градовые процессы // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2009. № 2. С. 72-75.

15. Тлисов М. И., Хучунаев Б. М., Ташилова А. А., Теунова Н. В. Оценка физической эффективности активных воздействий на градовые процессы по радиолокационным данным с использованием регрессионных уравнений связи параметров атмосферы с характеристиками града. «Известия КБНЦ РАН», № 3, Нальчик, 2012. C. 81-85.