Состояние и основные направления исследований физики облаков и активных воздействий

Объектом исследования является состояние физики конвективных облаков и активных воздействий. Отмечено, что темпы развития данного научного направления существенно снизились с конца 80-х годов. Традиционные методы анализа, фокусирующиеся на состоянии исследований «элементарных» процессов в облаках, не позволили выявить причины замедления его развития. По результатам анализа состояния физики конвективных облаков и активных воздействий с точки зрения этапов развития систем удалось установить эти причины. Оказалось, что они заключаются в том, что настоящий период времени является переходным для данного научного направления. Он состоит в переходе от изучения «элементарных» процессов к изучению облаков как целостных систем. Цель работы – анализ основных направлений развития физики конвективных облаков и активных воздействий, формулировка задач этих направлений, анализ методологий моделирования роли системных свойств в формировании облаков. Обсуждаются некоторые результаты исследований роли таких системных свойств, как взаимодействие облаков с окружающей атмосферой и взаимодействие процессов в облаках в формировании их структуры. Рассмотрены проведенные ранее исследования, основанные на использовании трехмерной нестационарной модели и двумерной модели микрофизических процессов в градовых облаках с заданной термогидродинамикой. Установлено, что процессы облакообразования наиболее чувствительно к вариациям скорости ветра в нижних слоях тропосферы. Выявлено, что рост града происходит в температурном интервале -10°С…-25°С, а процессы осадкообразования носят циклический характер. Предложен алгоритм разработки метода активного воздействия на градовые облака с учетом их синергетических свойств.

1. Ашабоков Б. А., Калажоков Х. Х. Численное моделирование градовых облаков. М.: Гидрометеоиздат, 1992. 135 с.

2. Численное моделирование облаков / Е. Л. Коган, И. П. Мазин, Б. Н. Сергеев, В. И. Хворостьянов. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 185 с.

3. Физика облаков и активных воздействий на них / Б. А. Ашабоков, Л. М. Федченко, А. В. Шаповалов, В. А. Шаповалов. Нальчик: Печатный двор, 2017. 240 с.

4. Описание базовой численной нестационарной трехмерной модели конвективного облака / Веремей Н. Е., и др. // Труды Главной геофизической обсерватории. 2016. Вып. 282. С. 45–91.

5. Straka J. Cloud and Precipitation Microphysics: Principles and Parameterizations. Cambridge: Cambridge University Press, 2009. 408 р.

6. Руководство по организации и проведению противоградовых работ / М. Т. Абшаев, А. М. Абшаев, М. В. Барекова, А. М. Малкарова. Нальчик: Печатный двор, 2014. 508 с.

7. Колосков Б. П., Корнеев В. П., Щукин Г. Г. Методы и средства модификации облаков, осадков и туманов. СПб.: Издательство РГГМУ, 2012. 342 с.

8. Мазин И. П., Шметер С. М. Облака, строение и физика образования. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 279 с.

9. Методы анализа нелинейных динамических систем / М. Холодниок, А. Клич, М. Кубичек, М. Марек. М.: Мир, 1991. 368 с.

10. Pruppacher H. R., Klett J. D. Microphysics of Clouds and Precipitation. D. Reidel Publishing Company, 1978. 714 p.

11. Хоргуани В. Г. Микрофизика зарождения и роста града. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 186 с.

12. Численное моделирование влияния структуры поля ветра в атмосфере на макро- и микроструктурные характеристики конвективных облаков / Б. А. Ашабоков и др. // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58, № 6. С. 669–680.

13. Мазин И. П., Шметер С.М. О деформации полей метеорологических элементов в зоне кучевого облака // Вопросы физики облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 135-167.

14. Browning K. A., Foote G. B. Airflow and hail growth in supercell storms and some implications for hail suppression. National Hail Research Experiment, 1975. Tech. Rep. № 75/1. 75 p.

15. Пастушков Р. С. Численное моделирование активных воздействий на конвективные облака: актуальные направления, нерешенные задачи, возникающие вопросы (по публикациям 2007–2010 гг.) // Доклады Всероссийской конференции по физике облаков и активным воздействиям на гидрометеорологические процессы. Нальчик: Печатный двор, 2013. С. 16–25.