Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2023. № 2 (388). С. 93-113 93

DOI: https://doi.org/10.37162/2618-9631-2023-2-93-113

УДК 551.515.3

Анализ синоптических процессов

возникновения смерчей

в Курской области и близлежащих районах

Г.В. Санникова

Центрально-Черноземное управление по гидрометеорологии

и мониторингу окружающей среды, г. Курск, Россия

gasannik@mail.ru

Рассмотрены случаи возникновения смерчей в Курской области и близлежащих

районах Белгородской, Орловской областей и Сумской области Украины в 2003 и в

2019–2022 гг. Проанализированы условия возникновения рассматриваемого

опасного явления на основе данных приземных, аэрологических и спутниковых

наблюдений. Выделены случаи мезоциклонных смерчей, вызвавших наиболее

разрушительные последствия и гибель людей. Систематизированы параметры

облачности, типы воздушных масс и варианты синоптической ситуации,

сопутствующие смерчам. Показана необходимость использования данных

численных мезомодельных расчетов для распознавания смерча с помощью ДМРЛ-

С.

Ключевые слова: смерч, суперячейка, Черноземье, Курская область, ДМРЛ-С

Analysis of the synoptic processes leading

to the occurrence of tornadoes

in the Kursk region and nearby areas

G.V. Sannikova

Central Chernozem Administration for Hydrometeorology

and Environmental Monitoring, Kursk, Russia

gasannik@mail.ru

The cases of tornado occurrence in the Kursk region and the nearest areas of the

Belgorod and Orel regions in 2003 and 2019–2022 are considered. The conditions for the

occurrence of the analyzed severe weather event are analyzed on the basis of surface,

aerological, and satellite observations. The cases of mesocyclone tornadoes that led to the

most devastating consequences, including death of people, are identified. The cloudiness

parameters, air mass types, and variants of synoptic conditions accompanying tornadoes are

systematized. The necessity of using the data of numerical simulations with mesoscale

models for tornado detection using DMRL-C radars is demonstrated.

Keywords: tornado, supercell, Chernozem region, Kursk region, DMRL-C

Введение

Смерчем (тромбом или торнадо) называют вихрь с вертикальной осью

вращения, диаметр которого обычно составляет от нескольких десятков

94 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

до сотен метров. По косвенным оценкам, максимальные скорости ветра в

смерче могут превышать 100 м/с и достигать 200–300 м/с [7, 11].

Одной из причин роста общего числа конвективных явлений

рассматривается быстрое повышение приповерхностной температуры [10],

а вместе с ней и влагосодержания атмосферы. За последние 30 лет

среднегодовая температура повысилась на 1,3 °С (N1961-1990гг. = 5,7 °С,

N1991-2020гг. = 7,0 °С).

По обобщенным данным наблюдений, в советский период наибольшее

число смерчей в России наблюдалось в Центрально-Черноземном и

Центральном районах, а также у побережья Черного моря. Вероятность

смерчей на единицу площади в Центрально-Черноземном районе наиболь-

шая – 0,16/1000 км² [8]. В период 2009–2018 гг. в Центральном федераль-

ном округе также наибольшая плотность смерчей – 3,8 за 10 лет на

10000 км2 [11].

От года к году из-за особенностей циркуляции число смерчей может

заметно меняться, однако главная причина увеличения их количества

состоит в большем интересе общества к этому стихийному явлению. Стоит

отметить, что наблюдательными подразделениями Росгидромета за послед-

ние 20 лет на территории деятельности Центрально-Черноземного УГМС

(далее – УГМС) ни разу не фиксировались смерчи, но их возникновение

отмечалось сторонними наблюдателями (благодаря доступности фото- и

видеосъемки и наличию Интернета) и подтверждалось результатами

обследований территории.

Учитывая, что Черноземье относится к территории с небольшим

уровнем лесистости (по данным Большой российской энциклопедии 2004–

2017 гг., леса занимают 7,9 % территории, с неравномерным распростра-

нением от 1,5–3,5 % на юго-востоке до 17–20 % на северо-западе),

оценивать вероятность прохождения смерча по спутниковым снимкам

ветровалов не представляется возможным, и тем актуальней становится

возможность маршрутных обследований, проводимых после случаев

возникновения таких явлений для подтверждения факта данного события.

С установкой 20 октября 2015 г. в Курске в рамках программы модерни-

зации Росгидромета доплеровского метеорологического радиолокатора

(далее ДМРЛ-С), появилась возможность более тщательно отслеживать

параметры облачности, сопутствующие опасным конвективным явлениям,

в том числе смерчам.

Целью данного исследования является детальное рассмотрение и

анализ условий возникновения торнадо в 2003 и 2019–2022 гг. в Курской

области и близлежащих районах Белгородской и Орловской областей,

а также в Сумской области Украины, и попытка систематизировать

параметры облачности, сопутствующие смерчам, по данным ДМРЛ-С

Курск.

Санникова Г.В. 95

Анализ случаев наиболее разрушительных смерчей,

отмеченных в Курской области 1 сентября 2003 года (15–16 ч ВСВ)

и 18 сентября 2022 года (15–17 ч ВСВ)

Синоптические условия

При исследовании синоптических условий, приведших к формиро-

ванию самых разрушительных смерчей в Курской области и близлежащих

районах, выяснилось, что они были практически идентичны. На картах

барической топографии и приземного давления за 1.09.2003 и 18.09.2022

видно (рис. 1, 2), что в обоих случаях в средней тропосфере над Централь-

ной Европой располагается обширная высотная ложбина с осью, проходя-

щей через Польшу и запад Балканского полуострова, над Черноземьем –

ВФЗ, огибающая эту ложбину (изогипса, близкая к осевой).

АТ-500 за 00 ч 01.09.2003

АТ-500 за 00 ч 02.09.2003

АТ-850 за 00 ч 01.09.2003

АТ-850 за 00 ч 02.09.2003

Приземный анализ за 00 ч 01.09.2003

Приземный анализ за 00 ч 02.09.2003

Рис. 1. Карты барической топографии и приземного давления за 00 ч

01.09.2003, 00 ч 02.09.2003.

Fig. 1. Maps of baric topography and surface pressure at 00 UTS 01.09.2003,

00 UTS 02.09.2003.

96 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

АТ-500 за 00 ч 18.09.2022

АТ-500 за 00 ч 19.09.2022

АТ-850 за 00 ч 18.09.2022

АТ-850 за 00 ч 19.09.2022

Приземный анализ за 00 ч 18.09.2022

Приземный анализ за 00 ч 19.09.2022

Рис. 2. Карты барической топографии и приземного давления за 00 ч

18.09.2022, 00 ч 19.09.2022.

Fig. 2. Maps of baric topography and surface pressure at 00 UTS 18.09.2022,

19.09.2022.

Ось ложбины на АТ-500 в течение суток смещается на восток и к 00 ч

следующих суток располагается над центральными (02.09.2003) или

западными (19.09.2022) районами УГМС, оставляя регион на циклони-

ческой периферии ВФЗ, причем в последнем случае в ложбине над югом

Белоруссии – северо-востоком Украины изолируется маломасштабный

Санникова Г.В. 97

циклонический вихрь. В нижней тропосфере в это же время увеличивается

градиент температуры, изотермы на АТ-850 приобретают более меридио-

нальное направление. На восток Черноземья активно выносится тепло

(13–17°), на центральные районы Украины и юго-запад ЦФО распро-

страняется холодная воздушная масса (4–5º). У поверхности земли в 00 ч

01.09.2003 и 00 ч 18.09.2022 в области депрессии, очерчиваемой одной

изобарой, расположенной над Молдавией и западом Черного моря, углуб-

ляется активный черноморский циклон, выходящий в 00 ч 02.09.2003 на

северо-восток, в 00 ч 19.09.2022 – на северо-запад УГМС.

Днем 01.09.2003 и 18.09.2022, в период максимального развития

конвекции, на АТ-500 над УГМС наблюдаются юго-юго-западные ветры до

25–28 м/с, в нижней тропосфере (АТ-850) в передней части

циклонического вихря, образовавшегося над Черниговской и Киевской

областями, над цент-ральными районами Украины и юго-западом

Черноземья градиент темпе-ратуры составляет 13–18°/1000 км, у земли на

волнах холодного фронта формируются молодые циклоны (рис. 3).

По данным зондирования, воздушная масса в обоих случаях имеет

общие признаки: юго-восточный и юго-юго-восточный ветер в нижнем

слое тропосферы (на АТ-850 или АТ-925), юго-западный ветер на вышеле-

жащих слоях, усиление ветра с высотой с 5–15 м/с на АТ-850 и АТ-925

до 25–29 м/с на АТ-500, что способствует наклону растущего облака и

наложению горизонтальной завихренности на конвективное движение

вверх [9]. При этом неустойчивость в атмосфере в конкретное время

выпуска радиозонда – в 12 ч 01.09.2003 (рис. 4), 12 ч 18.09.2022 (рис. 5) –

незначительна, вертикальный градиент температуры в слое земля – 700 гПа

составляет 0,47°/100 м, что немного превышает влажноадиабатический

градиент (0,44°/100 м при температуре 20° [4]). Температура у земли не

превышает 18–20°, при этом в слое 0–3 км средняя температура очень

высокая – 10–12°.

Распределение влажности с высотой отличается в рассматриваемых

случаях. Это объясняется тем, что в 12 ч 01.09.2003 точка зондирования

(АЭ Курск) оказалась непосредственно на линии фронта, а в 12 ч 18.09.2022

– между линиями фронта в двойной системе в теплом секторе полярного

фронта.

По графику Решетова [4] для альтернативного прогноза шквала

(по фактическому радиозонду) днем 01.09.2003 шквал был вероятен

с максимально возможной скоростью до 32 м/с, днем 18.09.2022 – шквал не

ожидался, так как кривая стратификации и кривая состояния практически

совпадали (сумма отклонений кривой стратификации от кривой состояния

всего 1,8°), что в графике для альтернативного прогноза шквала определя-

лось "без шквала". Но по методу Пескова – Снитковского [4], заложенному

в компоненте "прогностический зонд" ПО Гисметео и рассчитанному от

00 ч 18.09.2022 с заблаговременностью 12 часов, в Курске прогнозировался

шквал 34 м/с.

98 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

АТ-500 за 12 ч 01.09.2003

АТ-500 за 12 ч 18.09.2022

АТ-850 за 12 ч 01.09.2003

АТ-850 за 12 ч 18.09.2022

Приземный анализ за 12 ч 01.09.2003

Приземный анализ за 12 ч 18.09.2022

Рис. 3. Карты барической топографии и приземного давления за 12 ч

01.09.2003, 12 ч 18.09.2022.

Fig. 3. Maps of baric topography and surface pressure at 12 UTS 01.09.2003,

12 UTS 18.09.2022.

Санникова Г.В. 99

Рис. 4. Вертикальный профиль атмосферы в районе МС Курск

в 12 ч 01.09.2003.

Fig. 4. Vertical profiles of the atmosphere in the area of MS Kursk

at 12 UTS 01.09.2003.

Рис. 5. Вертикальный профиль атмосферы в районе МС Курск

в 12 ч 18.09.2022.

Fig. 5. Vertical profiles of the atmosphere in the area of MS Kursk

at 12 UTS 18.09.2022.

100 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

Небольшая разница в траекториях смещения южного циклона

обусловила траекторию смещения смерчей по востоку или по западной

половине области (рис. 6а, б).

а)

б)

Рис. 6. Траектория смерча 01.09.2003 (а), 18.09.2022 (б).

Fig. 6. Tornadoes trajectory 01.09.2003 (a), 18.09.2022 (б).

Фактические данные и последствия

Рассмотрим случаи возникновения смерчей, которые привели к

значительным разрушениям и человеческим жертвам.

01.09.2003 по базе данных ESWD отмечались три случая смерча: один

– в Белгородской области (Кочетовка), два – в Курской области (Мантурово

и Касторное). Итенсивность первых двух по шкале Фудзиты (Fujita)

Санникова Г.В. 101

оценивалась как F1, последнего – как F3 (ущерб от него составил 170 млн

рублей, жертвами стихии стали четыре человека).

18.09.2022 на юго-западе России и северо-востоке Украины наблю-

далась "вспышка смерчей", которые можно объединить в "семейства

торнадо" [11]. Разница по времени между ними составляла около 1 часа:

13.30–13.50 ч ВСВ в Сумской области (Шурово и Бурынь, F1 и F3) – база

данных ESWD, 14.50–15.40 ч ВСВ на западе Курской области (Ольговка и

Льгов, F1 и F2), 16.40–17.00 ч ВСВ в центре Курской области (Курск, F1).

В Сумской области погиб человек, в Курской области были повреждены

более 200 зданий, в том числе социально значимых объектов, 17 жилых

домов практически полностью разрушены, повреждены 40 автомобилей,

погибли два человека, в 10 районах области было нарушено электроснаб-

жение, в том числе из-за падения высоковольтных ЛЭП (рис. 7).

Рис. 7. Смерч (д. Ольговка) 14.50–15.10 ч ВСВ 18.09.2022.

Fig. 7. Tornado (v. Olgovka) 14.50–15.10 UTS 18.09.2022.

102 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

Если в Сумской области Украины и в западных районах Курской

области смерч прошел в конце светового дня и в сумерках, что визуально

позволило определить явление однозначно, то через Курск смерч проходил

уже с наступлением темноты (заход Солнца в 15.44 ч ВСВ, наступление

темноты в 16.24 ч ВСВ), что не позволило сделать качественное фото. На

имеющихся видео во вспышках молний хорошо видны предметы, несущи-

еся в воздушном вихре, и актом обследования было подтверждено прохож-

дение смерча.

Из Акта обследования №2 от 19.09.2022: «Координаты: 51,67° с. ш.;

36,08° в. д.; время начала обследования 11.50 ч ВСВ; радиус обследования

1 км. Тип местности – равнина, непосредственно прилегающая к низкой,

пойменной долине р. Сейм. Абсолютная высота 165–168 м. Застройка

городского района неоднородная, смешанная (комбинированная): парковая

зона, многоэтажные и малоэтажные здания, между ними улицы различной

ширины, небольшие площади и общественные территории. Зона поврежде-

ний расположена в основном между проспектом Ленинского Комсомола и

улицей Присеймской. Имеются повреждения крыш зданий, ограждений,

множество сломанных и вывороченных с корнем деревьев, разбитых

машин. Все признаки указывают на прохождение смерча. В условиях

городской застройки его диаметр определить невозможно» [2].

По свидетельству очевидцев, льговский смерч сформировался в

южной части города (район Автоколонны), примыкающей к привокзаль-

ному району, затем, пройдя через пойму р. Сейм, усилился. В Пригородной

Слободке г. Льгова смерч достиг наибольшей интенсивности F2, был

отмечен случай с коровой, унесенной торнадо, которую впоследствии так

и не нашли, на фотографиях из Льговского района видны легковые

машины, брошенные на рельсы на значительном расстоянии от автодороги,

некоторые частные жилые дома практически полностью разрушены. Время

прохождения смерча через Пригородную Слободку (Льгов) известно точно

– 15.36 ч ВСВ (время падения опоры ЛЭП, зафиксированное филиалом

ПАО «ФСК ЕЭС» Черноземное предприятие магистральных электричес-

ких сетей). Окончательная оценка ущерба, причиненного объектам инфра-

структуры, жилым домам и объектам социального назначения, была

подготовлена только в марте 2023 года.

Данные ИСЗ и параметры облачности по ДМРЛ-С Курск

На ИК-снимках линии холодного фронта, с которыми были связаны

смерчи, с характерной облачностью Cb округлой формы, во всех случаях

выглядят практически идентично (рис. 8).

Смерчи, отмеченные в Курской области 18.09.2022, были изучены

более тщательно благодаря данным ДМРЛ-С и возможностям современных

средств привязки к определенному району. Смерчеобразующие облака,

прошедшие в тот же день по Сумской области Украины (координаты

торнадо из базы данных ESWD), также видны на обзорах ДМРЛ-С Курск,

Санникова Г.В. 103

но только в режиме отражаемости, так как расстояние до этих районов от

места установки локатора больше 200 км, что не позволило отследить

некоторые параметры воздушной среды.

а) 14.52 ч 01.09.2003

б) 15.00 ч 18.09.2022

в) 17.00ч 18.09.2022

Рис. 8. ИК-снимок NOAA: смерч в Касторенском районе в 14.52 ч ВСВ

01.09.2003 (а); ИК-снимок Meteosat смерч в Льговском и Кореневском районах

в 15.00 ч ВСВ 18.09.2022 (б); смерч в Курске в 17.00 ч ВСВ 18.09.2022 (в).

Рис. 8. IR image NOAA :at 14.52 UTS 01.09.2003 (а); IR image Meteosat for 15.00

UTS 18.09.2022 (б); IR image Meteosat for 17.00 UTS 18.09.2022 (в).

В 13.30 в районе Шурово, в 13.40 в районе Бурыни отмечались МКК

с явлением "шквал слабый", с высотой Нвго 13,3–14,7 км, максимальной

отражаемостью Zmax 61 dBz и максимальными обнаруженными неодно-

родностями доплеровской скорости на высоте 4–5 км -23/+17 м/с и -25/

+19,5 м/с, что, учитывая значительно больший объем воздуха для осредне-

ния на таком расстоянии (от ДМРЛ-С), можно оценить как очень интенсив-

ный разнонаправленный поток [6]. При развитии конвекции над Курской

областью (на меньшем удалении от локатора с возможностью просмотра

изображений в режиме "скорость") на обзорах ДМРЛ-С диагностировались

104 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

только грозы и град умеренный, но горизонтальный ветер в соседних узлах

сетки при прохождении д. Ольговка имеет встреч-ное направление и

скорость 35–65 м/с. По базе данных ESWD в Льгове отмечался уже другой

смерч, что согласуется с данными локатора, так как по последовательным

10-минутным обзорам и вертикальным разрезам постоянно идет рост и

размывание Cb, смещающихся друг за другом (рис. 9а), – вертикальный

разрез за 15.30 ч ВСВ 18.09.2022, сделанный по ходу движения МКС

(мезомасштабной конвективной системы).

Рис. 9. Вертикальный разрез за 15.30 ч ВСВ 18.09.2022, проведенный по

направлению ведущего потока (смерч в Льгове).

Fig. 9. Vertical section for 15:30 UTC 18.09.2022, taken in the direction of the

leading stream (tornado in Lgov).

В 15.30 ч ВСВ вблизи Льгова отмечались множественные очаги со

значительной горизонтальной неоднородностью скоростей (до -17/+28 м/с)

на высотах от 1 до 5 км, в 16.50 ч ВСВ на юго-западе Курска – до -23,5/

+26 м/с. В Ольговке верхняя граница Cb была 13.0–13.2 км, в Льгове в

период с 15.30 до 15.40 ч ВСВ увеличилась на 2.3 км: с 14.1 до 16.4 км.

В Курске (юго-запад города) смерч был отмечен в 16.50–17.00 ч ВСВ и

сформирован он был другой облачной системой. Но также, как и во Льгове,

Санникова Г.В. 105

локатором определялся только умеренный град с грозой. В целом, парамет-

ры облачности не достигали значений, принятых за критерий распозна-

вания смерча в ПО Гимет-2010 [6].

Анализ синоптических условий возникновения смерчей

в Курской области и ближайших районах Черноземья

Помимо уже рассмотренных случаев, в период 2019–2022 гг. в

Черноземье отмечались локальные смерчи, не приведшие к катастрофи-

ческим последствиям, но с вероятной скоростью в "стенках" смерчевой

воронки более 30 м/с. Частота их появления сопоставима с частотой случа-

ев очень сильного ветра > 25м/с (ОЯ) в регионе УГМС (табл. 1), что требует

разработки алгоритма их прогнозирования.

Таблица 1. Частота появления случаев ОЯ "очень сильный ветер (>25 м/с),

в т. ч. шквал" и смерчей на территории деятельности Центрально-

Черноземного УГМС

Table 1. Distribution of weather phenomenon “very strong wind“ (>25 m/s) and

tornado in the Central Chernozem region

2019

2020

2021

2022

ОЯ (>25м/с)

–

3 (25–29 м/с)

Смерч

–

Конечно, на частоту зафиксированных ОЯ "очень сильный ветер, в т. ч.

шквал" влияет редкая сеть наблюдательных постов, в то время как для

фиксации смерча достаточно фото, видеоматериалов и результатов обсле-

дования. Но обследование территории по факту предполагаемого смерча

тоже производится далеко не всегда, а значит и их количество может быть

занижено.

В табл. 2 представлены данные о синоптических ситуациях при

возникновении смерчей в Курской, Орловской и Белгородской областях в

2003 и в 2019–2022 гг., подтвержденных обследованиями пострадавших

территорий с привлечением специалистов гидрометслужбы или фото- и

видеоматериалами сторонних наблюдателей, в том числе представителей

МЧС.

Для смерчей, отмеченных в Курской области, в табл. 3 приведены

данные о соответствии фактических синоптических условий признакам,

характерным для интенсивной конвекции, в том числе при возникновении

смерча [3].

Санникова Г.В. 106

Таблица 2. Синоптические ситуации при возникновении смерчей на территории деятельности Центрально-Черноземного УГМС.

Table 2. Comparative characteristics of the synoptic conditions for the appearance of tornadoes in the Central Black Earth UGMS

Синоптическая

ситуация

Дата / время ВСВ / район

1.09.2003/

15.00-16.00/

Касторное (Ку)

9.05.2019/

11.20-11.50/

Рыльск (Ку)

29.05.2020/

14.20-14.40/

Верховье (Ор)

1.06.2020/

9.50-10.00/

Белгород (Бе)

15.07.2022/

13.20/

Конышевский р-он

(Ку)

18.09.22/

14.50-17.00/

Льгов (Ку)

Барическое поле

АТ-500,

V500гПа, м/с

ВФЗ, передняя

часть обширной

ложбины, юго-

западный

перенос 25 м/с

ВФЗ, передняя

часть обширной

ложбины, юго-

восточный

перенос 20 м/с

ВФЗ, западная

периферия

высотного гребня,

южный, юго-

восточный

перенос 20-25 м/с

в глубокой и

узкой ложбине

начал

изолироваться

высотный циклон

над Киевской обл.

ВФЗ, передняя

часть обширной

ложбины, юго-

западный

перенос 20 м/с

ВФЗ, передняя

часть ложбины,

юго-западный

перенос 28 м/с

Барическое поле

АТ-850,

градиент

температуры

⁰/1000км

передняя часть

циклона над

Черниговской,

Киевской обл.,

13-15⁰/1000км

передняя часть

циклона над

Германией,

14⁰/1000км

ложбина от

циклона над

Одессой,

14⁰/1000км

передняя часть

циклона над

центр. Украиной,

12-14⁰/1000км

передняя часть

слабо

выраженной

ложбины в фр.

зоне, 11⁰/1000км

передняя часть

циклона над

Черниговской,

Киевской обл.,

18⁰/1000км

Приземное

барическое поле

волна с юга на

ХФ, двойная

система фронтов

молодой циклон

на волне ХФ

волна с юга на

ХФ, двойная

система фронтов

молодой циклон

на волне ХФ

Волна на

холодном фронте

Молодой циклон

на волне ХФ

(двойная система)

Т / Тd у земли, ºС

20-23 / 18-19

18 / 14-15

22-23 / 16-17

13-14 / 11

26-27 / 16

20-21 / 17

Сопутствующие

явления

грозы, дождь

17-26 мм/12ч,

град 15мм (Тим)

грозы, дождь

14мм/12ч

грозы, дождь12-

27 мм/12ч, шквал

18м/с, град 22мм

грозы, дождь 12

мм/12ч, шквал

18м/с, град 12мм

грозы, дождь 9-12

мм/12ч, ветер

17м/с

грозы, дождь

26-33 мм/12ч,

шквал 17-20м/с

(20 – Орл. обл.)

Санникова Г.В. 107

Таблица 3. Соответствие фактических синоптических условий признакам, характерным для интенсивной конвекции, в том

числе при возникновении смерчей в Курской области

Table 3. The presence of signs accompanying the formation of a tornado during the actual appearance of a tornado in the Kursk region

Синоптические признаки

(наличие)

1.09.2003

9.05.2019

15.07.2022

18.09.2022

Динамический фактор

(в волновых возмущениях, циклонах,

на фронтах и на разделах воздушных

масс с различной влажностью)

Волна на ХФ (двойная

система)

Молодой циклон на

волне ХФ

Волна на ХФ

Молодой циклон на

волне ХФ (двойная

система)

Большая конв. неустойчивость в

атмосфере с верт. градиент. темпер.

значительно больше вл.

адиабатических

0,47⁰/100м

0,6⁰/100м

0,7⁰/100м

0,47⁰/100м

Сильные, с большим верт. сдвигом

юз ветры в средней и верхн.

тропосфере (наличие мощного СТ) и

существование в погр. слое

атмосферы СТ нижних уровней,

имеющего юв или ю напр.

На Н >5 км

Vюз=25-30 м/с

СТ на Н=12,5 км

(V=30м/с)

На Н=0,5-2 км

Vюв=10-15 м/с

На Н >5 км

Vюв=20-25 м/с

СТ на Н=11,5 км

(V=25м/с)

На Н=1,0-1,5 км

Vюв=17 м/с

На Н >7,5 км

Vюз >30 м/с

На Н=0,5-2 км

Vюз=8-10 м/с

На Н >5 км

Vюз=25-35 м/с

СТ на Н=10,5-14 км

(V>30м/с)

на Н=0,5-2 км

Vюв,ю=5-15м/с

Подток с ю и юв влажного воздуха в

слое земля-1000 м и сухого воздуха с

юз в средней тропосфере

Дефицит т.р. в слое

∆Тземля-850мб=1-4⁰

∆Т600-300мб=1,5-8⁰

Дефицит т.р.

∆Тземля-850мб=0,7-

6⁰

∆Т500-300мб=7-9⁰

Дефицит т.р.

∆Тземля-850мб=6-11⁰

∆Т500-300мб=8-11⁰

Дефицит т.р.

∆Тземля-925мб =

1,1-2,4⁰

∆Т500-300мб=23-30⁰

Наличие задерживающего слоя выше

погр. слоя, вследствие чего

образование мощных Cb происходит

взрывным образом

На Н=1,5км задерж.

слой с верт. гр. т-ры

0,2⁰/100м < ВА

На Н=5,5км слой с

изотермией

На Н=3,5км задерж.

слой с инверсией -

0,1⁰/100м

На Н=5,5км задерж.

слой с инверсией -

1,0⁰/100м

На Н=1,5-2км

задерживающие слои

с верт. гр. т-ры

0,3⁰/100м < ВА.

108

Во всех случаях отмечено наличие следующих параметров: 1) динами-

ческого фактора, обеспечивающего подъем теплого и влажного воздуха

нижней тропосферы вверх, что имеет место в волновых возмущениях,

циклонах, на фронтах и на разделах воздушных масс с различной

влажностью; 2) задерживающего слоя выше пограничного слоя, вследствие

чего образование мощных кучево-дождевых облаков происходит взрывным

образом.

В реальных условиях это неполное соответствие параметров может

быть связано с редкостью аэрологических наблюдений на фоне быстрого

смещения смерчеобразующих облаков, из-за чего для анализа условий

приходится совмещать приземные и высотные данные за разные сроки

наблюдений, что является некорректным.

Более объективными для сравнения параметров облачности являются

данные ДМРЛ-С Курск. В табл. 4 представлены характеристики Cb во

время прохождения смерчей. Необходимо отметить, что детализированный

анализ данных в оперативном режиме проводить проблематично из-за

большой неоднородности облачных полей и хаотичности распределения

ячеек (пикселей) с разнонаправленными величинами, а также частого

появления подобных конвективных ячеек на обзорах ДМРЛ-С Курск.

Из общего ряда случаев торнадо, отмеченных в Курской области, по

синоптической ситуации и характеру повреждений выбивается смерч,

прошедший 15.07.2022 в Конышевском районе, который не занесен в базу

данных ESWD. В данном случае перенос воздушных масс в средней

тропосфере был близок к зональному (в передней части ложбины), а также

отмечалась самая высокая из рассмотренных случаев температура

приземного воздуха (26–27°) и минимальный градиент температуры в

нижней тропосфере (11°/1000 км). В связи с падением опоры ЛЭП 750 кВ

в 13.20 ч ВСВ 15.07.2022, 18.07.2022 было организовано маршрутное

обследование данного района и выявлены признаки прохождения смерча

[1]. Из Акта №1 маршрутного обследования района распространения

опасного явления от 18.07.2022 г. в Конышевском районе Курской области:

«Координаты 51,57° с. ш.; 36,02° в. д.; время начала обследования 12.40 ч.;

радиус обследования 3 км. Тип местности – слабохолмистая равнина, поля,

перемежающиеся лесопосадками шириной 10–30 м из деревьев смешан-

ных пород. Сплошная полоса повреждений, характерная для шквалов, на

поверхности земли не наблюдается. Повреждения имеют очаговый харак-

тер, что указывает на прохождение смерча. Очаги касания смерча земной

поверхности с шагом около 200 м четко прослеживаются и имеют закруг-

ленные, частично срезанные контуры. Их радиус можно определить только

ориентировочно как 20–30 м в связи с прохождением интенсивных осадков

и ветровых нагрузок до и после прохождения смерча. На полях зерновые

культуры внутри очагов уложены по спирали у центра и хаотично по краям.

В лесопосадках деревья выворочены с корнем, с высоты 12–15 м стволы

срезаны и уложены от центра очага.

109 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

Таблица 4. Радиолокационные параметры для случаев смерчей в радиусе действия ДМРЛ-С Курск

Table 4. Comparative characteristics of DMRL parameters for cases of noted tornadoes within the range of DMRL-S Kursk for the

period 2019-2022

Радиолокационные

параметры

Дата / время ВСВ / район

9.05.2019

11.20-11.50

Рыльск (Ку)

29.05.2020

14.20-14.40

Верховье (Ор)

1.06.2020

9.50-10.00

Белгород

15.07.2022

13.20

Конышевский

р-он (Ку)

18.09.2022

14.50-15.40

Ольг-Льгов (Ку)

18.09.2022

16.40-17.00

Курск

Zмакс dBz

50-52.5

65-67

53.5

54-57

52-57

Zдиффер

4.4

4.7

5,3

Нвго км

11,7

14-15,3

13-15

11-14

13-16,4

13-14

∆Н (над обл) км

2-3

3-5

1-1,5

dH/dt км/10мин

3,3

5,4

10?

3,2

2,3

-V/+V м/с на выс. 1-5км

-22,5/10,5

-16,5/23

-22,5/9,5

-10/22,5

обособлен

-16/28,5

-17/15,5

Vгор на выс. 1-5км

15-65м/с

22-27м/с

12м/с

17-65м/с

25-65м/с

15-20м/с

Общая Vсмещ.

14-15 м/с

15-16м/с

12м/с

21м/с

21-22м/с

24-25м/с

Диагн. явл.

Гроза>90%

Шкв ум

Град ум

Примечание. Zмакс – максимальная отражаемость; Zдиффер – дифференциальная отражаемость; Hвго – высота верхней

границы облачности; ∆Н (над обл.) – превышение верхушки Cb над окружающим основным массивом; dH/dt км/10 мин –

прирост высоты облачности, отмеченный за короткий промежуток времени; -V/+Vм/с на выс. 1-5 км – максимальные

обнаруженные неоднородности доплеровской скорости в соседних пикселях в районе прохождения смерча на высотах 1-5

км; Vгор на выс. 1–5 км – скорость горизонтального ветра в районе прохождения смерча на высотах 1-5 км; общ Vсмещ. –

скорость фактического смещения облачных полей; Диагн. явл. – явления, расшифрованные ПО Гимет-2010 во время

прохождения смерча.

110 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

Опора ЛЭП сорвана с оттяжек, лежит на земле, ее металлические

конструкции имеют характерные спиралеобразные деформации. В радиусе

20 м от ее основания имеются повреждения зерновых культур от центра к

краям очага». Упавшая опора ЛЭП №83 ВЛ-750 кВ по нормативам должна

выдерживать ветер до 30 м/с, что говорит об усилении ветра больше этого

значения. Кроме того, из-за выкорчеванного с корнями старого дуба было

частично разрушено деревенское кладбище, расположенное в 1 км от

опоры.

На обзоре локатора с доплеровской скоростью за 13.20 ч ВСВ

15.07.2022 видно множество ячеек, потенциально способных создать

необходимую завихренность. Судя по данным обследования, в этом случае

имел место "прыгающий торнадо" [11], когда "хобот", опускающийся из

материнского облака, лишь на короткое время (практически одномоментно)

достигал поверхности земли.

Помимо смерчей, оставивших следы на поверхности земли (сплошной

полосой или отдельными очагами касания, как в случае 15.07.2022), в

Курской области в теплый период 2022 г. метеорологами-любителями были

запечатлены смерчевые воронки, спускающиеся из Cb, но не достигшие

земли (3.07.2022 и 21.09.2022).

Весь набор информации, собранный в отделе метеопрогнозов ФГБУ

«Центрально-Черноземное УГМС» за последние 5 лет, позволяет предпо-

ложить, что смерчи (или торнадо) образуются в средней полосе России

гораздо чаще, чем отражено в действующем Руководстве по краткосрочным

прогнозам погоды (1986 г.) [7]. В большинстве случаев они или не получа-

ют должного развития, так и оставаясь всего лишь "зародышами" торнадо,

или их образованию не предшествует формирование мезоциклона [14], из-

за чего разрушения прослеживаются на очень ограниченной территории и

не всегда попадают в поле зрения официальных структур (немезоцик-

лонные торнадо [15]). Но периодически (в Курской области примерно 1 раз

в 20 лет) при максимальном наложении благоприятных факторов, описан-

ных в первой части статьи, в том числе при образовании мезоциклона,

торнадо может нанести огромный ущерб населению и экономике региона.

Выводы

Смерчи в Курской области могут отмечаться при довольно

разнообразных синоптических ситуациях, общих для большинства опас-

ных конвективных явлений, но наиболее разрушительными они бывают

при вполне определенных условиях, аналогичных случаям 01.09.2003 и

18.09.2022 и соответствующих 1 и 2 типу (по Снитковскому) [8]. Для

возникновения смерча, по мнению автора, необязателен значительный

прогрев приземного слоя воздуха. Более весомый вклад в формирование

смерча вносит распределение скорости и направления ветра по высоте,

создающее условия для завихренности [5, 13]. В Рыльске, Льгове и Курске

смерчи усиливались после прохождения через пойму р. Сейм, но

Санникова Г.В. 111

в Конышевском и Касторенском районах вблизи следов прохождения

смерча значительных водных объектов нет, поэтому их наличие не является

определяющим фактором.

Существующее ПО Гимет-2010 ДМРЛ-С не обеспечивает корректную

диагностику смерчей, возможно, из-за довольно грубого осреднения по

анализируемым объемам или из-за меньших значений параметров облач-

ности по сравнению с США, где торнадо изучают уже много лет и чьи дан-

ные в основном используются. Но понятно, что просто снизить пороговые

значения параметров облачности – не выход, так как это приведет к

большому числу "ложных тревог". Общий признак во всех изученных

случаях – резкий рост высоты облачности в момент, близкий ко времени

формирования торнадо (до 2.3–5.4 (10) км за 10–20 мин), и который,

возможно, стоит включить в алгоритм их распознавания. Наблюдаемое

увеличение высоты облака на 10 км за 10 мин 01.06.2020 в Белгородском

районе мы посчитали программной ошибкой, но это не отменяет самого

факта "взрывного" роста Cb.

По мнению автора, необходимо в программном обеспечении диагноза

"вторичных" продуктов ДМРЛ-С "встраивать" данные численной модели,

при этом на реальные облачные параметры, диагностированные локатором,

будут накладываться данные численной модели, рассчитывающей значи-

мые для смерча индексы конвективной неустойчивости [12] – комплексный

показатель риска развития суперячеек (Supercell Composite Parameter, SCP),

индекс обнаружения суперячеек (Supercell Detection Index, SDI), параметр

значительного торнадо (Significant Tornado Parameter, STP) и др.

Производить расчет необходимо только при наличии определенного

достигнутого критерия развития конвекции, но это должен быть критерий

распознавания гроз не выше "R 30–70%", а может и ниже, так как

09.05.2019 в Рыльске визуально смерч был отмечен в срок 11.45 ч ВСВ,

когда в 11.40 ч ВСВ в этом районе был отмечен только ливневый дождь.

Или, наоборот, необходимость запуска дополнительного расчета опреде-

лять прогностическими параметрами (CAPE, SCP, SDI, STP).

Учитывая, что на Европейской территории России (включая Курскую

область) чаще всего в нашей стране отмечаются смерчи [8, 9, 11], и эта же

территория сейчас наиболее полно освещается радиолокационными дан-

ными, необходимо создание базы отмеченных явлений (торнадо) для после-

дующего обобщения и анализа. Это поможет выработать более совершен-

ные инструменты для обнаружения смерчей, что, учитывая нежелание

государственных органов переходить на вероятностный прогноз ОЯ (из-за

необходимости принимать решение о порядке действий на преду-

преждение), представляется задачей первостепенной важности.

Список литературы

1. Акт № 1 маршрутного обследования района распространения опасного природного

явления (от 18.07.2022). Курск: Центрально-Черноземное УГМС, 2022. 2 с.

112 Общая циркуляция и характеристики атмосферы

2. Акт № 2 маршрутного обследования района распространения опасного природного

явления (от 19.09.2022). Курск: Центрально-Черноземное УГМС, 2022. 2 с.

3. Васильев А.А., Песков Б.Е., Снитковский А.И. Смерчи, шквалы и град 8–9 июня 1984

г. // Метеорология и гидрология. 1985. № 8. С. 3-15.

4. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 616 с.

5. Калинин Н.А., Шихов А.Н., Чернокульский А.В., Костарев С.В., Быков А.В. Условия

возникновения сильных шквалов и смерчей, вызывающих крупные ветровалы в лесной зоне

европейской части России и Урала // Метеорология и гидрология. 2021. № 2. С. 35-49.

6. Методические указания по использованию информации доплеровского

метеорологического радиолокатора ДМРЛ-С в синотической практике: Третья редакция. М.:

Росгидромет, 2019. 126 с.

7. Руководство по краткосрочным прогнозам погоды. Часть I. Л.: Гидрометеоиздат,

1986. 702 с.

8. Снитковский А.И. Смерчи на территории СССР // Метеорология и гидрология. 1987.

№ 9. С. 12-25.

9. Чернокульский А.В. Смерчи в России: реальная угроза? // Троицкий вариант. Наука.

2021. № 10 (329).

10. Чернокульский А.В., Елисеев А.В., Козлов Ф.А., Коршунова Н.Н., Курганский М.В.,

Мохов И.И., Семенов В.А., Швець Н.В., Шихов А.Н., Ярынич Ю.И. Опасные атмосферные

явления конвективного характера в России: наблюдаемые изменения по различным данным

// Метеорология и гидрология. 2022. № 5. С. 27-41.

11. Чернокульский А.В., Курганский М.В., Мохов И.И., Шихов А.Н., Ажигов И.О.,

Селезнева Е.В., Захарченко Д.И., Антонеску Б., Кюне Т. Смерчи в российских регионах //

Метеорология и гидрология. 2021. № 2. С. 17-34.

12. Чернокульский А.В., Шихов А.Н., Ажигов И.О., Ерошкина Н.А., Коренев Д.П.,

Быков А.В., Калинин Н.А., Курганский М.В., Павлюкв Ю.Б., Спрыгин А.А., Ярынич Ю.И.

Шквалы и смерчи на европейской территории России 15 мая 2021 г.: диагностика и

моделирование // Метеорология и гидрология. 2022. № 11. С. 71-90.

13. Charles A. Doswell III, Donald Burgess Tornadoes and Tornadic Storms: A Review of

Conceptual Models.

14. Davies-Jones R. Tornadogenesis in Supercell Storms – what we know and what we don’t

know: National Severe Storms Laboratory, NOAA Norman, Oklahoma.

15. Wakimoto Roger M., Wilson James W. Non-supercell Tornadoes // Monthly Weather

Review. 1989. Vol. 117, is. 6. P. 1113.

References

1. Akt № 1 marshrutnogo obsledovaniya rajona rasprostraneniya opasnogo prirodnogo

yavleniya (ot 18.07.2022). Kursk, Central'no-CHernozemnoe UGMS, 2022, 2 р.

2. Akt № 2 marshrutnogo obsledovaniya rajona rasprostraneniya opasnogo prirodnogo

yavleniya (ot 19.09.2022). - Kursk, FGBU «Central'no-CHernozemnoe UGMS», 2022, 2 р.

3. Vasil'ev A.A., Peskov B.E., Snitkovskiy A.I. Smerchi, shkvaly i grad 8-9 iyunya 1984 g.

Meteorologiya i Gidrologiya [Russ. Meteorol. Hydrol.], 1985, no. 8, pp. 3-15 [in Russ.].

4. Vorob'ev V.I. Sinopticheskaya meteorologiya [Synoptic meteorology], Leningrad:

Gidrometeoizdat publ., 1991, 616 p. [in Russ.].

5. Kalinin N.A., Shikhov A.N., Chernokulsky A.V., Kostarev S.V., Bykov A.V. Environments

of Formation of Severe Squalls and Tornadoes Causing Large-scale Windthrows in the Forest Zone

of European Russia and the Ural. Meteorologiya i Gidrologiya [Russ. Meteorol. Hydrol.], 2021,

vol. 46, рр. 83-93. DOI: 10.3103/S1068373921020035.

6. Metodicheskie ukazaniya po ispol'zovaniyu informacii doplerovskogo

meteorologicheskogo radiolokatora DMRL-S v sinoticheskoy praktike: Tret'ya redakciya.

Moscow: Gidrometeoizdat publ., 2019, 126 p. [in Russ.].

7. Rukovodstvo po kratkosrochnym prognozam pogody. Chast' I. Leningrad:

Gidrometeoizdat publ., 1986, 702 p. [in Russ.].

Санникова Г.В. 113

8. Snitkovskiy A.I. Smerchi na territorii SSSR [Tornadoes on the territory of the USSR].

Meteorologiya i Gidrologiya [Russ. Meteorol. Hydrol.], 1987, no. 9, pp. 12-25 [in Russ.].

9. Chernokul'skiy A.V. Smerchi v Rossii: real'naya ugroza? Troickiy variant. Nauka, 2021,

vol. 329, no. 10, pp. 6-7 [in Russ.].

10. Chernokulsky A.V., Eliseev A.V., Kozlov F.A., Korshunova N.N., Kurgansky M.V., Mokhov

I.I., Semenov V.A., Shvets’ N.V., Shikhov A.N., Yarinich Yu.I. Atmospheric Severe Convective

Events in Russia: Changes Observed from Different Data. Meteorologiya i Gidrologiya [Russ.

Meteorol. Hydrol.], 2022, vol. 47, pp. 343-354. DOI: 10.3103/S1068373921020035.

11. Chernokulsky A.V., Kurgansky M.V., Mokhov I.I., Shikhov A.N., Azhigov I.O., Selezneva

E.V., Zakharchenko D.I., Antonescu B., Kuhne T. Tornadoes in the Russian Regions. Meteorologiya

i Gidrologiya [Russ. Meteorol. Hydrol.], 2021, vol. 46, no. 2, pp. 69-82. DOI:

10.3103/S1068373921020023

12. Chernokulsky A.V., Shikhov A.N., Azhigov I.O., Eroshkina N.A., Korenev D.P., Bykov

A.V., Kalinin N.A., Kurgansky M.V., Pavlyukov Yu.B., Sprygin A.A., Yarinich Yu.I. Squalls and

Tornadoes over the European Territory of Russia on May 15, 2021: Diagnosis and Modeling.

Meteorologiya i Gidrologiya [Russ. Meteorol. Hydrol.], 2022, vol. 47, no. 11, pp. 867-881. DOI:

10.3103/S1068373922110073

13. Charles A. Doswell III, Donald Burgess. Tornadoes and Tornadic Storms: A Review of

Conceptual Models.

14. Davies-Jones R. Tornadogenesis in Supercell Storms – what we know and what we don’t

know: National Severe Storms Laboratory, NOAA Norman, Oklahoma.

15. Wakimoto Roger M., Wilson James W. Non-supercell Tornadoes. Monthly Weather

Review, 1989, vol. 117, no. 6, pp. 1113.

Поступила 05.10.2022; одобрена после рецензирования 30.05.2023;

принята в печать 13.06.2023.

Submitted 05.10.2022; approved after reviewing 30.05.2023;

accepted for publication 13.06.2023.