Formation and Development of Powerful Convective Clouds with Different Characteristics of Wind in the Atmosphere
The description of the developed three-dimensional mathematical model of convective cloud, which includes the equations of hydrothermodynamics, microphysics and electrostatics is given. The model uses an explicit description of microphysical processes based on kinetic equations for particle mass distribution functions. The result of modeling the formation and development of convective clouds at different characteristics of the horizontal wind field in the atmosphere are considered. It is determined that the thermodynamic parameters of clouds, the shape and size of the areas of localization of drops and ice crystals are significantly influenced by changes in the wind direction and velocity in the atmosphere. There was an increase in the parameters of the cloud in the absence of wind rotation with height.
1. Ашабоков, Б. А., Шаповалов, А. В. Конвективные об- лака : численные модели и результаты моделирования в естественных условиях и при активном воздействии. Нальчик : Изд-во Института информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН, 2008. 257 с.
2. Бекряев, В. И., Гурович, М. В. Нестационарная числен- ная модель Сb // Труды / ГГО. 1991. № 538. С. 109–121.
3. Довгалюк, Ю. А. Концепция разработки трехмер- ной модели осадкообразующего конвективного облака. I. Структура модели и основные уравнения гидротермоди- намического блока // Труды / ГГО. 2008. № 558. С. 102–142.
4. Довгалюк, Ю. А. Концепция разработки трехмерной модели осадкообразующего конвективного облака. II. Микрофизический блок модели // Труды / ГГО. 2010. № 562. С. 7–39.
5. Коган, Е. Л., Мазин, И. П., Сергеев, Б. Н., Хворостья- нов, В. И. Численное моделирование облаков. М. : Гидро- метеоиздат, 1984. 186 с.
6. Пастушков, Р. С. Физико-математические модели конвективных облаков (краткий обзор и классифика- ция) // Труды / ЦАО. 1973. № 112. С. 3–14.
7. Сергеев, Б. Н., Смирнов, В. И. Численное моделирова- ние микрофизических процессов в капельных конвектив- ных облаках // Труды / ЦАО. 1980. № 137. С. 3–26.
8. Berry, E. X., Reinhard, R. L. An analysis of cloud drop growth by collection. Part I. Double distributions // Journal of the Atmospheric Sciences. 1974. Vol. 31, № 7. P. 1825–1831.
9. Clark, T. Numerical Simulation with a Tree-Dimention Cloud Model : lateral Boundary Condition Experiments and Multiceller Severe Storm Simulations // Journal of the Atmospheric Sciences. 1979. Vol. 36, № 11. P. 2191–2215.
10. Cotton, W. R., Stephens, M. A., Nehrkorn, T., Tripoli, G. J. The Colorado State University three-dimensional cloud model – 1982. Part II : An ice phase parameterization // Journal de Recherches Atmospheriques. 1982. № 16. P. 295–320.
11. Farley, R. B. Numerical Modeling of Hailstone Growth. Part III : Simulation of an Alberta Hailstorm – Natural Seeded Cases // Journal of Climate and Applied Meteorology. 1987. Vol. 26, № 7. P. 789–812.
12. Orville, R. D., Kopp, F. J. Numerical simulation of the life history of a hailstorm // Journal of the Atmospheric Sciences. 1977. Vol. 34, № 10. P. 1596–1618.
13. Rawlins, F. A numerical study of thunderstorm electrifi - cation using a three dimentional model incorporating the ice phase // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1982. Vol. 108. P. 779–801.
14. Straka, J. M. Cloud and precipitation microphysics. Principles and Parameterizations. Cambridge : Cambridge University Press, 2009. 392 p.
15. Пастушков, Р. С. О влиянии вертикального сдвига ветра на развитие конвективной облачности // Известия АН СССР. ФАО. 1973. Т. IX, № 1. С. 12–26.
16. Куповых, Г. В., Ашабоков, Б. А., Бейтуганов, М. Н., Шаповалов, А. В., Продан, К. А., Шаповалов, В. А. Числен- ное моделирование электрических характеристик конвек- тивных облаков // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2012. № 6. С. 65–68.
17. Шаповалов, А. В., Шаповалов, В. А. Трехмерная визуализация геофизической информации для решения прикладных задач // Наука. Инновации. Технологии. 2014. № 1. С. 65–71.
18. Довиак, Р., Зрнич, Д. Доплеровские радиолокаторы и метеорологические наблюдения. Л. : Гидрометеоиздат, 1988. 511 с.