Индекс неустойчивости, разработанный в ВВС США. SWEAT — комплексный критерий для диагноза и прогноза опасных и стихийных явлений погоды, связанных с конвективной облачностью. SWEAT включает в себя влажность нижнего уровня тропосферы, степень неустойчивости, скорость ветра в средней и нижней тропосфере и адвекцию тёплого воздуха (отклонение тем-ры между уровнями 850 и 500 гПа). Поэтому данный показатель является попыткой совместить кинематические и термодинамические характеристики атмосферы в один индекс:
SWEAT = 12⋅Td850 + 20⋅(TT- 49) + 3,888⋅F850 + 1,944⋅F500 + (125⋅[sin(D500 - D850)+0,2]), где
- Td850 — температура точки росы на 850 гПа (в градусах Цельсия),
- TT — Total Totals индекс,
- F850 — скорость ветра на 850 гПа (в м/с),
- F500 — скорость ветра на 500 гПа (в м/с),
- D500 и D850 — направление ветра на соответствующих поверхностях (в градусах).
Последнее слагаемое в формуле будет равно нулю, если не выполняется любое из следующих условий:
- D850 в диапазоне от 130 до 250 градусов;
- D500 в диапазоне от 210 до 310 градусов;
- Разность в направлении ветра (D500 - D850) положительна;
- F850 и F500 скорости ветра ≥ 7 м/с.
SWEAT < 250 — нет условий для возникновения сильных гроз;
SWEAT 250-350 — есть условия для сильных гроз, града и шквалов;
SWEAT 350-500 — есть условия для очень сильных гроз, крупного града, сильных шквалов, смерчей;
SWEAT ≥ 500 — условия для очень сильных гроз, крупного града, сильных шквалов, сильных смерчей.
Ti — Thompson index
Ещё один индекс, используемый для оценки силы грозы. При тестировании данного показателя на територии США, была получена хорошая связь между суровыми погодными условиями и Ti >40. Расчитывается по формуле:
Ti = Ki- Li, где
Ki — К-индекс, Li — Lifted index.
Ti < 25 — Без гроз.
TI 25 - 34 — Возможны грозы.
TI 35 - 39 — Грозы, местами сильные.
TI ≥ 40 — Сильные грозы.
S Index
Данный показатель используется для прогнозирования интенсивности грозы и её покрытие территории по площади (охват грозовой деятельностью). Его рассчитывают на основании значений TT index. При расчёте используют температуру, точку росы на уровне 700 гПа и коэффициент А. Его обычно применяют с апреля по сентябрь.
SI = TT - (T700гПа-Td700гПа) – A,
коэффициент А зависит от разности температур на уровнях 850 и 500 гПа:
- A= 0 когда T850-T500 > 25;
- A= 2 когда T850-T500 равно 22-25;
- A= 6 когда T850-T500 < 22.
- SI < 39: вероятность грозы не более 11%;
- SI от 40 до 45: вероятность грозы 42%;
- SI > 46: вероятность гроз 75% и более.
KO index
KO-Index предназначен для определения конвективной неустойчивости воздушного слоя. Он представляет собой в конечном итоге средний вертикальный градиент эквивалентно-потенциальной (псевдопотенциальной) температуры и рассчитывается по следующей формуле:
KO-Index = 0.5 · [ Te(700hPa) + Te(500hPa) ] - 0.5 · [ Te(1000hPa) + Te(850hPa) ],
где Te – значение эквивалентно-потенциальной тем-ры на определённой поверхности.
- KO-Index > 6: вероятность возникновения грозы нулевая;
- KO-Index от 2 до 6: возможно развитие слабых гроз;
- KO-Index < 2: значительная вероятность развития гроз.
СIN — Convective INhibition
СIN — количество энергии, необходимой частице воздуха для преодоления в нижней тропосфере задерживающего слоя. В этом слое перемещение воздушных частиц по вертикали вверх затруднено или полностью исключено. В частности, слои инверсии температуры воздуха имеют наиболее устойчивую стратификацию и препятствуют развитию восходящих движений воздуха. На аэрологической диаграмме CIN — область от поверхности земли до нижней границы КНС. Значение CIN больше 200 Дж/кг достаточно для полного предотвращения конвекции в атмосфере. Энергию CIN принято записывать отрицательными числами.
При прогнозе конвективных явлений, следует учитывать значения СIN (в Дж/кг):
≤ -10 - конвекция возможна;
-10...-40 - конвекция возможна лишь при наличии триггера, в/м КД обычно не возникают;
≥ -40 - Конвекция возможна лишь при наличии мощных вынужденных конвективных движений.
К разрушению задерживающего слоя приводят:
- интенсивный дневной прогрев;
- увлажнение пограничного слоя атмосферы (адвекция влажного воздуха или испарение с местных источников влаги);
- подъем воздуха синоптического масштаба.
Cap/Lid Strength Index (LSI)
Индекс LSI является мерой способности устойчивого слоя подавлять (препятствовать) подъёму частичек воздуха с нижних слоёв. Если задерживающий слой достаточно мощный, то глубокая влажная конвекция будет погашена, даже если воздушная масса очень неустойчива. Тем не менее, задерживающий слой способствует увеличению влажности и температуры, что в конечном итоге создаст хороший потенциал для развития конвективных ячеек, которые могут разрушить этот слой. Таким образом, грозы, которые быстро развиваются в пределах или вблизи области с сильным задерживающим слоем, могут стать мощными. С другой стороны, отсутствие этого слоя способствует развитию многим грозам, которые затем конкурируют за имеющуюся влагу. Индекс расчитывается следующим образом:
LSI = Qsw - Qwmax
где Qsw - максимальная птенциальная температура смоченного термометра в слое между поверхностью и 500 гПа; Qwmax - максимальная потенц. тем-ра смоченного термометра в нижнем 100-гектопаскалевом слое атмосферы.
- LSI < 2: глубокая конвекция не должна быть подавлена;
- LSI > 2: глубокая конвекция может быть подавлена.
Индекс Фатеева
Для прогноза конвективных ячеек и гроз, Н.П. Фатеев предложил использовать параметр А, который практически в полной мере учитывает распределение влажности по высотам. Данный параметр расчитывается по формуле:
А = Т850- Т500- (D850+ D700+ D600+ D500 ), где
Т - температура на соответствующем уровне;
D - дефицит точки росы на указанных уровнях.
Если в результате расчётов параметр А окажется ≥ 0, то можно ждать грозу. И чем выше значения, тем более сильной может быть гроза. Однако, недостатком этого метода является то, что происходит завышение индекса в холодных ВМ, поэтому его, как и другие показатели следует использовать в комбинации с другими параметрами.
Индекс Пескова
Согластно даному методу, гроза является возможной, если параметр u принимает положиетльные значения. Он рассчитывается по следующей формуле:
где (T*-T)600 - отклонение кривой состояния от кривой стратификации на уровне 600 гПа;
(T - Td)500 - дефицит точки росы на уровне 500 гПа;
- лапласиан приземного давления, характеризующий приземную конвергенцию потоков, рассчитывается по 8 точкам, удалённых от центральной точки на 250 км;
|ΔV|300/700 - модуль разности векторов ветра на уровнях 700 и 300 гПа.
Критерий u может несколько меняться в зависимости от местных условий. Для прогноза по аэродрому и прилегающих районов используется критерий u > 0. В другом варианте метода гроза не даётся, если отклонение кривой состояния от кривой стратификации на уровне 500 гПа отрицательно, а при положительном отклонении - если сумма дефицитов точки росы на уровнях 700 и 500 гПа равно 25-30 °С (более точно эта величина находится по специальным графикам). Кривая состояния строится от максимальной температуры у земной поверхности, прогностическая кривая стратификации строится обычным способом.