Исследование условий развития и оценка последствий сильных шквалов в Прикамье 18 июля 2012 года

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
89

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
2013. Вып. 2

Физико-географические исследования

УДК 551.578.7: 551.515.4

А.Л. Ветров, А.Н. Шихов

ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАЗВИТИЯ И ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ 
СИЛЬНЫХ ШКВАЛОВ В ПРИКАМЬЕ 18 ИЮЛЯ 2012 ГОДА

По данным дистанционного зондирования Земли, выявлены участки массовых ветровалов в лесных массивах на 
севере Пермского края, связанные с сильными шквалами 18 июля 2012 г. В условиях редкой наблюдательной 
сети данные о ветровалах использованы для определения районов, в которых скорость ветра при шквале была 
максимальной. Выполнены оценка процесса развития конвекции с помощью модели WRF-ARW и расчет шквала на основе данных модели и индекса гигротермодинамической неустойчивости.

Ключевые слова: шквал, ветровал, гидродинамическое моделирование.

В Прикамье, в период с мая по сентябрь ежегодно фиксируется несколько случаев опасных ме
теорологических явлений (ОЯ), связанных с развитием интенсивной конвекции (очень сильный 
дождь, сильный ливень, крупный град, шквал). В большинстве случаев конвективные ОЯ имеют локальный характер и отмечаются на одной, реже на двух метеостанциях одновременно или же вообще 
не фиксируются наблюдательной сетью. Значительно реже (один раз в несколько лет) наблюдаются 
сильные фронтальные шквалы, охватывающие в течение нескольких часов значительную территорию. Как правило, они связаны с прохождением контрастных холодных фронтов на фоне значительных барических градиентов и высокой скорости ветра (свыше 20 м/с) в средней тропосфере. Прохождение таких шквалов приводит к значительному материальному ущербу, разрушениям и даже человеческим жертвам. В Прикамье в последние годы наблюдались три подобных случая шквалов: 22 мая 
2001 г., 19 июня 2009 г. и 18 июля 2012 г.

Материалы и методика исследований

18 июля 2012 г., в период с 8 до 15 ч Всемирного скоординированного времени (ВСВ) в При
камье, на Среднем и Северном Урале наблюдался комплекс опасных и неблагоприятных явлений погоды – шквалы (20-28 м/с), сильные ливни и град. В результате шквала был нанесен значительный 
материальный ущерб: повреждено множество зданий, оборваны линии электропередачи, обесточено 
более 3300 трансформаторных подстанций, более 900 населенных пунктов временно остались без 
электроснабжения. На севере Пермского края в лесных массивах произошли ветровалы, на общей 
площади более 8 тыс. га. 

В данной работе приведен анализ условий возникновения и развития сильных шквалов 18 июля 

в Пермском крае, выполненный на основе следующих исходных материалов:

 снимки с метеорологических спутников серии NOAA и EOS;
 результаты счета мезомасштабной численной модели прогноза погоды WRF-ARW;
 оперативные синоптические материалы и данные наблюдательной сети.
По космическим снимкам среднего и высокого разрешения с аппаратов LANDSAT 7, SPOT4 и 

UK-DMC2 выполнены оценка площади ветровалов на территории Пермского края и анализ их пространственного распределения.

Результаты исследований и их обсуждение

Синоптические условия развития опасных явлений погоды 18 июля 2012 г. В первой половине 

дня 18 июля погоду в Пермском крае формировал теплый сектор углубляющегося южного циклона
(рис. 1). Центр циклона на 0 ч ВСВ 18.07.2012 располагался в районе Казани, атмосферное давление в 
центре составляло 998 гПа. В течение дня приземный центр циклона перемещался на северо-восток и к 
18 ч ВСВ находился западнее г. Сыктывкара, атмосферное давление в центре упало до 987 гПа. 

В средней тропосфере циклону соответствовала передняя часть высотной ложбины (ось кото
рой была ориентирована с Балтики на Среднюю Волгу). В течение дня произошло значительное уг

А.Л. Ветров, А.Н. Шихов

2013. Вып. 2
БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ

лубление высотной ложбины, связанное с развитием циклона по вертикали. В 12 ч  ВСВ замкнутая 
циклоническая циркуляция прослеживалась до изобарической поверхности 500 гПа. Одновременно с 
углублением высотной ложбины над Европейской частью России наблюдалось усиление высотного 
антициклона над Западной Сибирью, которое происходило на фоне распространения тропического 
воздуха в эти районы. В течение дня 18 июля над Уралом значительно выросли барические градиенты в средней тропосфере, контраст значений геопотенциала на изобарической поверхности 500 гПа в 
пределах высотной фронтальной зоны увеличился до 30 дам. В средней тропосфере сформировалось 
струйное течение. По данным радиозондирования атмосферы, в 12 ч ВСВ на станции Пермь максимальная скорость ветра (32 м/с) наблюдалась на уровне 417 гПа. 

Рис. 1. Фрагмент синоптической карты за 12 ч ВСВ 18.07.2012 г.

В теплом секторе циклона, с южными потоками наблюдалась адвекция в Зауралье тропической

воздушной массы из Казахстана, с температурой на изобарической поверхности 850 гПа до 25°С, максимальной температурой у земли до 40°С. Ближе к центру циклона эта воздушная масса имела высокое 
влагосодержание (приземная точка росы до 20°С), что способствовало развитию интенсивной конвекции. В тыловой части циклона усиливалась адвекция холода с Центра Европейской территории России
на Поволжье и далее на Средний и Южный Урал. На фоне двусторонней адвекции наблюдался рост 
температурного градиента на холодном фронте. По данным дневного радиозондирования атмосферы, 
температура на изобарической поверхности 850 гПа в теплом секторе составляла 24,8°С, а в тылу ци