Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2025. № 1 (395). С. 95-117

95

DOI: https://doi.org/10.37162/2618-9631-2025-1-95-117

УДК 551.509.5

Условия возникновения и прогноз

сильных ливней и шквалов в Московском регионе

на примере двух случаев в июне 2024 года

Т.Г. Дмитриева, А.А. Алексеева

Гидрометеорологический научно-исследовательский центр

Российской Федерации, г. Москва, Россия

tdsin@mecom.ru, antonida_alekseeva@mail.ru

Проведен сравнительный анализ синоптических условий и численных прогнозов

двух случаев опасных конвективных явлений в Московском регионе: 5–6 и 20 июня

2024 г. Рассмотрены прогнозы явлений мезомасштабной модели COSMO-Ru2, усва-

ивающей данные радиолокаторов, и рассчитанные на основе данных региональной

модели Гидрометцентра России. Радиолокационные данные ДМРЛ-С «Внуково» и

полученные на основе сети ДМРЛ-С в экспериментальной технологии диагноза до-

полняют картину синоптических процессов и их особенностей. Даны рекомендации

по использованию синоптической информации в случаях формирования активной

конвекции с опасными явлениями в дополнение к численным прогнозам для повы-

шения точности штормового предупреждения и прогноза.

Ключевые слова: сильные ливни и шквалы, прогноз, теплый период года, модель

COSMO-Ru2, радиолокационная информация ДМРЛ-С

Conditions for occurrence and forecasting

of heavy rains and squalls in the Moscow region:

Case Studies for June 2024

T.G. Dmitrieva, A.A. Alekseeva

Hydrometeorological Research Center of Russian Federation,

Moscow, Russia

tdsin@mecom.ru, antonida_alekseeva@mail.ru

The paper presents a comparative analysis of synoptic conditions and the results of

numerical forecasts of severe convective events in the Moscow region on June 5–6 and 20,

2024. The forecasts of weather events by the Cosmo-Ru2 mesoscale model assimilating

radar data and the forecasts based on the data of the regional model of the Hydrometeoro-

logical Center of Russia are used. The DMRL-C Vnukovo weather radar data and the data

obtained on the basis of the DMRL-C network in the experimental diagnostic technology

complement the pattern of synoptic processes and their features. Recommendations are

given on the use of synoptic information in cases of the formation of active convection

with severe weather events in addition to numerical forecasts to improve the accuracy of

storm warning and forecasting.

Keywords: heavy rains and squalls, forecast, warm season, COSMO-Ru2 model,

DMRL-C weather radar data

96

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

Введение

Июнь 2024 года в Московском регионе оказался самым дождливым

месяцем за всю историю метеонаблюдений, перекрыв месячную сумму

осадков по новым климатическим нормам в три раза. Большую часть июня

регион находился в малоградиентных полях области пониженного давле-

ния: в первую декаду месяца вызванных атлантическими депрессиями, во

вторую декаду – выходом циклонов (южного, образовавшегося над Чер-

ным морем, и балтийского, образовавшегося на юге Балтийского моря) и

связанными с ними активными фронтальными разделами. Поэтому боль-

шая часть кратковременных дождей и ливней с грозами наблюдалась на

фронтах окклюзий и линиях неустойчивости и имела, соответственно,

внутримассовый характер. Грозовые же ливни 20 июня – фронтальные, от-

мечались при прохождении холодного атмосферного фронта.

Ливневые дожди часто сопровождались шквалистым усилением ветра,

в отдельных районах градом, но по характеру выпадения осадков и возник-

новению шквалистых порывов ветра имели различия. Представляет инте-

рес более подробное рассмотрение этих процессов с целью выявления за-

кономерностей, учет которых поможет при оперативном прогнозе, а также

при составлении штормовых предупреждений.

В июне 2024 года по количеству выпавших в Московском регионе

осадков наиболее запомнились случаи ливней с грозами, сопровождавши-

еся отмеченными наземными наблюдательными станциями (ННС) шква-

лами: вечер 5 июня и ночь 6 июня (49 мм/ч на МС ВДНХ при шквале 19

м/с); 20 июня (15–39 мм/12ч при шквалистом усилении ветра местами 15–

26 м/с). Процессы 20 июня по количеству осадков и порывам ветра воспро-

изводились близко к фактическим моделями Гидрометцентра России

[method.meteoorf.ru], однако внутримассовый характер процесса 5–6 июня

модели не спрогнозировали, давая лишь кратковременный дождь (порядка

3–5 мм/12ч) при ветре в градации «слабый/умеренный» (до 8 м/с).

Сравнение случаев конвективных явлений 5–6 июня

и 20 июня 2024 года

В табл. 1 приведены данные о количестве осадков для случаев силь-

ного дождя, сильного ливня и порывов ветра (местами шквалов) ночью 6

июня (после 21 ч МСК) в Московском регионе, включая данные автомати-

ческих метеорологических станций (АМС).

В случае 6 июня сильные и очень сильные осадки и шквал имели ло-

кальный характер, реализовались только в центре Старой Москвы, в случае

20 июня – прошли по территории всего Московского региона с запада на

восток, что было вызвано прохождением холодного контрастного атмо-

сферного фронта (температура воздуха на поверхности 850 гПа понизилась

на 5 °С за 12 ч, у земли – на 6–7 °С).

Дмитриева Т.Г., Алексеева А.А.

97

Анализ приземных (рис. 1) и на поверхностях АТ-850 и АТ-500 гПа

барических полей за 15 ч МСК (рис. 2 и 3) наглядно показывает различие в

синоптических процессах этих случаев. Московский регион 5–6 июня

находился у земли в малоградиентном поле давления, в теплой, влажной

воздушной массе с постоянным притоком тепла, на высотах – на оси вы-

сотного гребня тепла, также в малоградиентном поле при слабом ветре в

нижней тропосфере (от 5 до 10 м/с); 20 июня – у земли в градиентном поле

давления в зоне активного арктического холодного атмосферного фронта,

на высотах – в высотной ложбине, близко к ее оси, где наблюдалась кон-

вергенция ветровых потоков, юго-западные ветры с переходом на северо-

западные (в нижней тропосфере скорость ветра до 25 м/с), на границе зоны

струйного течения.

Таблица 1. Данные о количестве осадков при дождях и ливнях и о максималь-

ных порывах ветра ночью 6.06.2024 и днем 20.06.2024 в Московском регионе

Table 1. Data on the amount of precipitation in rains and showers, maximum gusts

of wind on the night on June 6 and during the day on June 20, 2024 in the Moscow

region

6.06.2024

20.06.2024

СД, Порывы

СЛ,

СД,

Порывы

СЛ,

Метеостанции

МС МГУ

мм/ч мм/12ч ветра при

шквале, м/с

мм/ч мм/12ч ветра при

шквале, м/с

36

19

16

15

17

14

19

23

МС Тушино

АМС ТСХА

23

49

27

53

11

19

МС ВДНХ

15

АМСГ Внуково

МС Клин

36

24

30

21

15

24

20

МС Волоколамск

МС Ново-Иерусалим

МС Можайск

МС П. Посад

МС Дмитров

АМС Мячково

АМС Озеры

14

17

16

17

15

22

26

13

20

13

15

16

13

24

16

АМС Рогачево

МС Серпухов

АМС Солнечногорск

АМС Чашниково

АМС Щекино

МС Талдом

31

39

16

18

32

36

Примечание. СЛ – сильный ливень; СД – сильный/очень сильный дождь.

98

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

Рис. 1. Фрагменты кольцевых карт погоды с приземным анализом атмосфер-

ных фронтов: 05.06.2024 за 18 ч МСК (слева) и 20.06.2024 за 15 ч МСК

(справа). Линиями показаны: черным цветом – приземные изобары, синим –

холодный фронт, красным – теплый фронт, фиолетовым – фронт окклюзии

по типу теплого.

Fig. 1. Fragments of ring weather maps with surface analysis of atmospheric fronts:

on June 05, 2024 for 18 Moscow time (left) and on June 20, 2024 for 15 Moscow

time (right). Lines show: black – surface isobars, blue – cold front, red – warm front,

purple – occluded front of warm type.

Рис. 2. Фрагменты карт АТ-850 за 15 ч МСК с фронтальным анализом:

05.06.2024 (слева) и 20.06.2024 (справа). Цветные линии: черные – изогипсы;

красные – изотермы; черные стрелки с оперением – скорость ветра, где па-

лочка – 5 м/с, треугольник – 25 м/с; линии атмосферных фронтов: синий цвет

– холодный; красный цвет – теплый.

Fig. 2. Fragments of AT-850 maps for 15 Moscow time with frontal analysis: on

June 05, 2024 (left) and on June 20, 2024 (right). Colored lines: black – isohypses;

red – isotherms; black arrows with feathers – wind speed, where 1 stick – 5 mps,

triangle – 25 mps; lines of atmospheric fronts: blue – cold; red – warm.

Дмитриева Т.Г., Алексеева А.А.

99

Рис. 3. Фрагменты карт АТ-500 за 15 ч МСК: 05.06.2024 (слева) и 20.06.2024

(справа). Синим цветом нанесены изогипсы; черные стрелки с оперением –

скорости ветра, где палочка – 5 м/с, треугольник – 25 м/с.

Fig. 3. Fragments of AT-500 maps for 15 Moscow time: on June 05, 2024 (left) and

on June 20, 2024 (right). Isohypses are shown in blue; black arrows with feathers

are wind speeds, where 1 stick is 5 mps, triangle is 25 mps.

Таким образом, можно сделать вывод, что прогнозирование макси-

мального количества осадков и максимальных порывов ветра, при хорошо

выраженных значительных контрастах на атмосферных фронтах в призем-

ных и высотных барических полях, несколько проще, чем при внутримас-

совых процессах, развивающихся в малоградиентных полях и дополни-

тельно сильно зависящих от местных локальных условий (географических,

термических, таких как влияние мегаполиса на процессы развития или дис-

сипации мощной конвективной облачности).

Численные прогнозы на 5–6 и 20 июня 2024 года

Ниже приведен сравнительный анализ по случаям 5–6 и 20 июня

2024 г. расчетов численных моделей, используемых в Гидрометцентре Рос-

сии для оперативных прогнозов по Московскому региону, в графическом

и картографическом представлении по максимальным порывам ветра и

суммарным осадкам. Выбраны прогнозы по пунктам с максимальными

фактическими порывами ветра по московскому мегаполису (рис. 4). 20

июня порывистый ветер в Московском регионе был хорошо спрогнозиро-

ван даже по п. Внуково, где максимальные порывы ветра при нестабиль-

ных синоптических ситуациях (например, прохождение фронтальных раз-

делов) практически всегда завышены относительно московского

мегаполиса [12]. По фактическим данным наземных метеостанций, вклю-

чая автоматические, общий фон порывов ветра был в пределах 13–20 м/с,

локально по АМС 22–26 м/с (см. табл. 1). Точнее всех численный прогноз

отмечен у модели COSMO-Ru с пространственным разрешением 2 км – до

21 м/с, по комплексному прогнозу Гидрометцентра России – до 18 м/с, по

модели ICON-EU7 – до 17 м/с. Время максимальных порывов ветра также

100

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

хорошо рассчитано представленными численными прогнозами (середина

дня).

Рис. 4. Графическое представление численных расчетов максимальных по-

рывов ветра от счета 03 ч МСК по МС ВДНХ 05‒06.06.2024 (слева) и п. Вну-

ково 20.06.2024 (справа): COSMO-Ru2; ICON-EU7; комплексный прогноз. Про-

гностические порывы ветра: синяя линия – COSMO-Ru2; красная – ICON-EU7;

зеленая – комплексный прогноз; «жирные» точки – фактические порывы

ветра. Временная шкала дана в МСК.

Fig. 4. Graphical representation of numerical calculations of maximum wind gusts

of models from the 03 Moscow time count on June 05, 2024 and 20, 2024:

COSMO-Ru2; ICON-EU7; comprehensive forecast for the VDNH (left) and Vnu-

kovo (right) points. Colored lines are forecast wind gusts: blue – Cosmo-Ru2; red

– ICON-EU7; green – comprehensive forecast; "bold" dots are actual wind gusts.

The time scale is given in Moscow time.

На рис. 5 представлены для наглядности фрагменты прогностических

карт «Линии тока и порывы ветра» модели COSMO-Ru2 от счета 03 ч МСК

на 12–15 ч МСК для 20.06.2024, где прослеживается усиление порывов

ветра при прохождении холодным атмосферным фронтом Московского ре-

гиона. Модель правильно отразила фоновый ветер 17–20 м/с, местами до

22 м/с, по области до 25 м/с. Однако время максимальных порывов спро-

гнозировано на 2 часа раньше, чем они реализовались по факту, что свя-

зано, видимо, с ускорением процесса прохождения холодного атмосфер-

ного фронта. По картам видно, что наиболее сильные ветры модель

спрогнозировала в Центральном федеральном округе, где наблюдались бо-

лее высокие температуры воздуха (до 32 °С) и, соответственно, при про-

хождении холодного контрастного атмосферного фронта реализовались

более сильные порывы.

На рис. 6 представлены фрагменты прогностических карт «Суммы

осадков за 1 час» модели COSMO-Ru2 от счета 03 ч МСК с 12 до 15 ч МСК

для 20.06.2024, показывающие изменение часовых сумм осадков по Мос-

ковскому региону при прохождении холодного атмосферного фронта.

Можно также отметить (см. табл. 1), что модель правильно спрогнозиро-

вала основную градацию осадков 15–20 мм (в градации «сильные» для

Дмитриева Т.Г., Алексеева А.А.

101

московского мегаполиса), с локальными максимумами по области порядка

30 мм (фактически по данным, включая АМС, до 39 мм/12ч).

12 ч

13 ч

14 ч

15 ч

Рис. 5. Фрагменты карт «Линии тока и приземные порывы ветра» COSMO-

Ru2 от счета 03 ч МСК 20.06.2024 за последовательные ежечасные сроки с

12 до 15 ч МСК. Величина порывов определяется по цветовой шкале.

Fig. 5. Fragments of maps of streamlines and surface wind gusts (mps) of the

COSMO-Ru2 model from the count of 03:00 Moscow time on June 20, 2024 for

successive hourly periods from 12:00 to 15:00 Moscow time. The magnitude of the

gusts is determined by the color scale.

12 ч

13 ч

14 ч

15 ч

Рис. 6. Фрагменты карт «Суммы осадков за 1 час» модели COSMO-Ru2 от

счета 03 ч МСК 20.06.2024 за последовательные сроки с 12 до 15 ч МСК. Ве-

личина количества осадков определяется по цветовой шкале.

Fig. 6. Fragments of hourly precipitation totals (mm) maps of the COSMO-Ru2

model from the count of 03:00 Moscow time on June 20, 2024 for successive peri-

ods from 12:00 to 15:00 Moscow time. The amount of precipitation is determined

by the color scale.

В случае 5–6 июня из рис. 4 (слева) видно, что все модели «не уви-

дели» локального усиления шквалистого ветра по северу и северо-западу

102

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

московского мегаполиса (в районе МС ТСХА и МС ВДНХ), где образова-

лась мезомасштабная конвективная система [1, 10, 11, 16] с ливнями (23–

49 мм/ч) и грозами, вызванная внутримассовой конвекцией, максимально

реализовавшейся в начале ночного времени 6 июня. Пространственная ло-

кальность этих конвективных процессов не позволила моделям их спрогно-

зировать. По графикам рис. 4 (слева) видно усиление ветра в районе 15 ч

МСК днем 6 июня, что, видимо, связано с вхождением Московского реги-

она в предфронтальную зону холодного атмосферного фронта, влияние ко-

торого начало сказываться в постепенном понижении температуры воз-

духа, что очевидно для моделей. Оперативная практика использования

численных прогнозов также подтверждает, что прогноз метеопараметров

при процессах фронтального характера в устоявшийся период (холод-

ный/теплый) более понятен и моделям, и синоптикам по порядку их экс-

тремальных величин.

Случай очень сильного дождя, ливня и шквала

5–6 июня 2024 г. в московском мегаполисе (МС ВДНХ)

Рассмотрим случай 5–6 июня более подробно с привлечение прогно-

зов конвективных явлений, реализованных на основе данных региональной

модели Гидрометцентра России, рассчитывающихся в оперативном ре-

жиме и передающихся на прогностическую сеть Центрального федераль-

ного округа. Рассмотрим радиолокационные данные, позволяющие уточ-

нить прогноз.

После продолжительной жаркой погоды (с 29 мая по 1 июня 2024 г.

максимальная температура воздуха достигала 30–31 °С) и кратковремен-

ных дождей, местами с грозами, вечером 5 июня и ночью 6 июня в москов-

ском мегаполисе (в районе Старой Москвы) наблюдались сильные и очень

сильные дожди и ливни: 27–36 мм, локально «тропический» ливень на МС

ВДНХ (49 мм/ч), сопровождавшийся шквалом (19 м/с), и по суммарным

осадкам очень сильный дождь (53 мм/12ч). Значительная локализация вы-

падения этих осадков, как уже указывалось, не позволила моделям спро-

гнозировать их с суточной заблаговременностью. Карта же суммарных по-

лусуточных осадков (ночь 06.06.2024) по ДМРЛ-С «Внуково» (рис. 7)

хорошо отражает «пятнистый» характер выпавших осадков, как по месту

выпадения, так и по их количеству: местами по Московскому региону до-

жди не отмечались совсем, локально диагностировались осадки количе-

ством до 90 мм/12ч (официально ННС отмечены максимумы 27–

53 мм/12ч).

Разница в количестве диагностированных осадков объясняется тем,

что локатор для расчета интенсивностей и суммарных осадков измеряет

радиолокационную отражаемость на высоте 600 м над уровнем установки

ДМРЛ-С [13], поэтому сумма диагностированных, достигших земной по-

верхности осадков может отличаться в сторону уменьшения/завышения в

зависимости от удаленности места выпадения осадков от локатора. Кроме

Дмитриева Т.Г., Алексеева А.А.

103

того, ливневые осадки могут вылиться мимо станционного ведра для изме-

рения осадков. Такой разброс в распределении осадков характерен для

внутримассовой конвекции, не связанной с активными фронтальными раз-

делами (рис. 7).

Рис. 7. Карта суммарных осадков ДМРЛ-С «Внуково» за ночной пе-

риод 06.06.2024.

Fig. 7. Map of total precipitation DMRL-S "Vnukovo" for the night period

on June 06, 2024.

Случай сильного ливня на МС ВДНХ интересен еще и тем, что сопро-

вождался шквалом 19 м/с, необычность возникновения которого заключа-

лась в отсутствии для реализации шквала привычных условий по призем-

ным и высотным барическим полям. Исходя из синоптических условий,

давление у земли и в нижней тропосфере представляло малоградиентное

поле, на поверхности АТ-500 гПа – высотный гребень. Шквал был отмечен

при сильном ливне (рис. 8), диагностированном локатором в момент его

максимальной интенсивности (>50 мм/ч в 21 ч 40 мин МСК).

Интересно проследить зарождение «суперячейки», реализовавшей

данные явления. По картам явлений и высоты облачности ДМРЛ-С «Вну-

ково» можно проследить характер образования этих явлений, называемый

«взрывным». До 17.20 ч МСК по локатору между н/п Истра и н/п Шереме-

тьево (в районе Зеленоградского административного округа Москвы) об-

лачности не наблюдалось; в 17.30 ч МСК появилось быстрорастущее об-

лако высотой до 6 км (за 10 мин высота его вершины достигла 6 км) и

длиной не более 3 км; в 17.40 ч МСК оно достигло, по данным локатора,

104

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

стадии грозового с вероятностью грозы 70–90 % (что соответствует уста-

новленному необходимому признаку грозового облака: вертикальная про-

тяженность облака превышает 4 км и достигнут уровень с температурой -

22 °С) [15, с. 436]. В 19.00 ч МСК облако оформилось в ливне-грозо-градо-

вую ячейку с высотой вершин 11,4 км, протяженностью до 8 км и макси-

мальной отражаемостью Zmax= 58 dBZ на высоте 4–5 км, что теоретически

подтвердило значительную мощность кучево-дождевой облачности при-

сутствием «столба» высокой радиолокационной отражаемости (с высоты 2

км и до 6 км максимальная отражаемость по слоям составляла от 55 до 58

dBZ, с максимумом на высоте 5 км) [15, с. 453]. Значит, в данной «суперя-

чейке» присутствовало значительное количество частиц больших разме-

ров, учитывая низкую температуру в облаке, не только в переохлажденном

виде, но и в кристаллическом.

Рис. 8. Карта интенсивности осадков ДМРЛ-С «Внуково»

05.06.2024 г. в 21.40 ч МСК.

Fig. 8. Precipitation intensity map DMRL-S "Vnukovo" on June 06, 2024

at 21:40 Moscow time.

Далее ячейка, продолжая разрастаться в размерах, в 20.40 ч МСК объ-

единилась с соседними ячейками в единый массив под одной «наковаль-

ней» (Ci inc.) и к моменту (21.30 ч МСК) реализации сильных ливней

(рис. 9) в северной части московского мегаполиса образовалась одна мезо-

масштабная конвективная система протяженностью около 200 км [1, 10, 11,

Дмитриева Т.Г., Алексеева А.А.

105

16]. Эпицентр сильного ливня пришелся именно на МС ВДНХ, где по про-

изведенным измерениям за один час выпало 49 мм дождя в сопровождении

шквалистых порывов ветра 19 м/с.

а)

б)

г)

в)

Рис. 9. Фрагменты карт 05.06.2024 за 21.30 ч МСК: явлений (а) и вертикальный раз-

рез «супер-ячейки» (б) по данным ДМРЛ-С «Внуково»; диагноза максимальной кон-

вективной скорости, м/с (в) и скорости ветра, м/с, (г) при шквале по данным сети

ДМРЛ-С и численного моделирования в рамках экспериментальной технологии

Гидрометцентра России.

Fig. 9. Fragments maps on June 05, 2024 at 21:30 Moscow time: phenomena (a); vertical

section of the “super-cell” (б) of the DMRL-S Vnukovo; diagnosis of maximum convective

velocity, mps (в), wind speed, mps, (г) during a squall based on the DMRL-S network

data and numerical modeling within the framework of the experimental technology of the

Hydrometeorological Center of Russia.

106

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

На рис. 9в приведены фрагменты карт диагноза максимальной конвек-

тивной скорости [9], на рис. 9г – скорости ветра при шквале по данным сети

ДМРЛ-С и численного моделирования, полученные в рамках эксперимен-

тальной технологии Гидрометцентра России. Как видим, конвективные

скорости в зоне активной конвекции в районе МС ВДНХ составляли 28 м/с,

а южнее – больше 30 м/с. Кроме того, диагностировался шквал, порывы

ветра которого достигали 18–20 м/с.

Исходя из механизма возникновения шквалов [15, с. 527–588], можно

предположить, что происходит изменение метеопараметров при формиро-

вании шквала, что наглядно показано на рис. 10 (резкое падение давления

перед шквалом, резкий его рост при прохождении шквала и падение после

прекращения шквала и ливня, обычно сопровождающего шквал).

Рис. 10. Изменение метеопараметров при формировании шквала

05.06.2024, АМС ВДНХ: температуры воздуха, относительной влаж-

ности воздуха, давления на уровне станции, количества осадков за

10 минут и за 1 час.

Fig. 10. Fragment of the VDNH AMS data on June 05, 2024 in graphical

form: air temperature, relative air humidity, pressure at the station level,

amount of precipitation for 10 minutes and for 1 hour.

Дмитриева Т.Г., Алексеева А.А.

107

Это говорит о том, что на МС ВДНХ пришлась наиболее интенсивная

центральная часть кучево-дождевого облака, аккумулировавшего в себе

большую массу воды, при движении которой вниз при прохождении лив-

невого облака и возникло резкое усиление ветра (шквал).

В районе МС ВДНХ около 21.30 ч МСК наблюдалась максимальная

высота кучево-дождевой облачности (11,6 км), что превышало тропопаузу

(11 км) на 600 м и, соответственно, по радиолокационным критериям

[13, с. 93–105] могло идентифицироваться ДМРЛ-С «Внуково» как шквал,

но на карте явлений локатора видим только диагностированные сильный

град и грозу вероятностью 90 % (рис. 9а). Хотя из практических наблюде-

ний, подтверждаемых Руководством [15, с. 527–588], известно, что силь-

ные нисходящие движения воздуха, вызванные ливневыми осадками из ку-

чево-дождевых облаков, особенно при выпадении града, сопровождаются

резким усилением ветра – шквалом. И, как указывалось выше, в рамках

экспериментальной технологии диагностики опасных конвективных явле-

ний шквал диагностирован, порывы ветра составляли 18–20 м/с.

Теперь рассмотрим, как были спрогнозированы экстремальные значе-

ния осадков на основе данных региональной модели Гидрометцентра Рос-

сии методом, рекомендованным к внедрению в практику решением ЦМКП

Росгидромета [3, 8]. На настоящее время пространственное разрешение мо-

дели (75 км) значительно проигрывает современным мезомасштабным мо-

делям, но на ее основе ранее был разработан метод прогноза максималь-

ного количества осадков, рекомендованный к внедрению. До сих пор

прогнозы в оперативном режиме передаются на сеть в летний период года

и записываются в базу данных.

Прогнозы визуализированы пакетом визуализации Изограф. По фраг-

менту карты (рис. 11, слева) прогноза максимального количества осадков

от 03 ч МСК на текущий день (до 21 ч МСК) видно, что Московский регион

находился между двумя спрогнозированными полями очень сильных осад-

ков, т. е. зон активной конвекции, которые могут реализовывать конвек-

тивные явления вплоть до интенсивности ОЯ. В таких случаях синоптику

необходимо усиливать бдительность и привлекать для анализа дополни-

тельную информацию (радиолокационную, спутниковую, расчетные кон-

вективные индексы и т. п.).

Здесь надо учитывать, что при данном разрешении прогнозов для

уточнения места

и

интенсивности конвективных явлений нужно

переходить к рассмотрению прогнозов на более мелкой сетке, например,

на сетке модели COSMO-Ru2 (что будет показано ниже). При

рассмотрении результатов прогноза видна правильная тенденция расчета

прогноза, выраженная

в

числовых результатах узлов сетки;

с

заблаговременностью 30 ч (на ночь 6 июня) спрогнозированы осадки:

западный узел – 21 мм/12ч; юго-западный – 33 мм/12ч; южный – 25 мм/12ч

(рис. 11, верхняя панель справа). Прогноз со срока 15 ч МСК с заблаговре-

менностью 18 ч (на ночь 6 июня) также подтверждал предыдущий прогноз:

108

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

в двух узлах севернее Москвы прогнозировались осадки 11 и 16 мм/12ч,

южнее Москвы – 66 и 17 мм/12ч (рис. 11, нижняя панель).

Рис. 11. Фрагменты карт максимального количества полусуточных

осадков (мм/12ч) оперативного прогноза на основе данных региональ-

ной модели Гидрометцентра России от счета 03 ч МСК (верхняя па-

нель) 05.06.2024: на день с заблаговременностью 18 ч (слева) и ночь

(06.06.24) с заблаговременностью 30 ч (справа), а также от счета 15 ч

МСК на ночь (06.06.24) с заблаговременностью 18 ч (нижняя панель).

Fig. 11. Fragments of maps of the maximum amount of semi-daily precipi-

tation (mm/12h) of the operational forecast based on the data of the regional

model of the Hydrometeorological Center of Russia from the count of 03:00

Moscow time (upper panel) on June 05, 2024: for the day with a lead time

of 18 hours (left) and night (06.06.24) with a lead time of 30 hours (right), as

well as from the count of 15:00 Moscow time for the night (06.06.24) with a

lead time of 18 hours (lower panel).

Анализ карт накопленных осадков за 1 час по экспериментальной тех-

нологии диагноза параметров конвекции, явлений и их интенсивности на

основе данных сети ДМРЛ-С и численного моделирования, разработанной

в Гидрометцентре России [9], показывает, что, начиная со срока 19.00 ч

МСК рядом с Москвой образовались зоны повышенных ежечасных осад-

ков, в срок 20.00 ч МСК зона практически в Москве. Карты интенсивности

осадков с детализацией 10 минут также показывают, что в 20.10 ч МСК

зона юго-восточнее Москвы достигала интенсивности осадков 12 мм/ч,

Дмитриева Т.Г., Алексеева А.А.

109

в 20.40 ч МСК зона на северо-западе достигла интенсивности 15–25 мм/ч.

Интенсивность осадков, как и подобает согласно физике развития конвек-

тивного процесса, пульсировала, то ослабляясь, то возрастая. В 21.20 ч

МСК зона практически накрыла Москву, интенсивность осадков составила

18–19 мм/ч, в 21.30 ч МСК – уже 20–24 мм/ч, в 21.40 ч МСК – опять сни-

зилась до 18–19 мм/ч. На рис. 12 представлены фрагменты карт интенсив-

ности осадков за срок 21.40 ч МСК и накопленных ежечасных осадков за

период от 21 до 22 ч МСК.

Рис. 12. Фрагменты карт осадков по радиолокационному диагнозу в рамках

экспериментальной технологии Гидрометцентра России от 05.06.2024: в

21:40 ч МСК интенсивности осадков, мм/ч, (слева) и в 22 ч МСК накопленных

ежечасных осадков, мм/ч (справа). Количество и интенсивность осадков

даны в цветовой шкале и цифровых значениях.

Fig. 12. Fragments of precipitation maps based on radar diagnosis within the

framework of the experimental technology of the Hydrometeorological Center of

Russia from on June 05, 2024: at 21.40 Moscow time intensity (left) and at 22:00

Moscow time accumulated hourly (right). The amount and intensity of precipitation

are given in a color scale and digital values.

Последовательный анализ карт, представленных в статье выборочно

по срокам, близким к реализации фактического экстремального значения

осадков на МС ВДНХ (в период 21.30 – 22 ч МСК) в количестве 49 мм/ч,

показывает образование зоны интенсивных осадков (до 20–24 мм/ч, срок

21.30 ч МСК) и повышенных накопленных ежечасных осадков рядом с

Москвой начиная со срока 20 ч МСК и до 22 ч МСК и дальнейшим сниже-

нием интенсивности осадков.

Анализ карт шквалов, включая карты максимальных порывов ветра

при шквалах, полученных также по радиолокационному диагнозу в рамках

экспериментальной технологии [4–6], показывает, что в период 21.20 –

21.40 ч МСК в Москве и на ближайшем расстоянии от нее диагностиро-

ваны шквалы с порывами ветра 18 м/с. В 21.50 ч МСК зона с выявленными

шквалами резко сократилась, а в 22.00 ч МСК уже не диагностировалась,

что еще раз подтвердило локальность процесса в Москве. На рис. 13 пред-

ставлены зоны со шквалами за сроки от 21.40 до 22.00 ч МСК. Таким

110

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

образом, зоны со шквалами, диагностированные по экспериментальной

технологии, показали близкие по величине порывы ветра при шквале в

сравнении со сроком реализации фактического шквала 19 м/с на МС ВДНХ

в 21.40 ч МСК. После 22.00 ч МСК зона, уменьшившись в размерах, отошла

от Москвы.

Рис. 13. Фрагменты карт скорости порывов ветра при шквалах (м/с) по ра-

диолокационному диагнозу на основе данных сети ДМРЛ-С и численного

моделирования в рамках экспериментальной технологии от 05.06.2024:

21.40 ч МСК (слева) и 22.00 ч МСК (справа). Численные значения макси-

мальных порывов ветра при шквалах даны по цветовой шкале и в цифро-

вых значениях.

Fig. 13. Fragments of speed maps (m/s) of wind gusts during squalls according

to radar diagnosis based on DMRL-S network data and numerical modeling

within the framework of experimental technology on June 05, 2024: at 21:40

Moscow time (left) and at 22:00 Moscow time (right). Numerical values of max-

imum wind gusts during squalls are given on a color scale and in digital values.

Исходя из представленных выше результатов можно сделать вывод,

что оперативный прогноз максимального количества ливневых осадков на

основе данных региональной модели Гидрометцентра России, несмотря на

довольно грубое пространственное разрешение на сегодняшний день, пра-

вильно ориентировал на прогноз зон активной конвекции с интенсивными

осадками и шквалами. Радиолокационный диагноз как осадков, так и

шквалов в рамках экспериментальной технологии хорошо обнаруживает

экстремальные значения осадков и порывов ветра. Результаты исследова-

ний еще раз показали, что в случаях сложности прогнозирования локаль-

ной конвекции рекомендуется в обязательном порядке переходить к мони-

торингу явлений и их интенсивности как по ближайшему к точке прогноза

локатору, так и по радиолокационному диагнозу в рамках эксперименталь-

ной технологии. При возникновении угрозы возникновения опасных

конвективных явлений необходимо разрабатывать штормовое предупре-

ждение по зоне ответственности прогноза с учетом данных локаторов.

Дмитриева Т.Г., Алексеева А.А.

111

Хочется еще показать, как правильно использовать численную про-

дукцию модели высокого разрешения COSMO-Ru2 при прогнозе конвек-

тивных явлений в летний период, особенно при угрозе возникновения

явлений в градации ОЯ. Необходимо обязательно просматривать картогра-

фическую продукцию модели в случае, когда при грозовой деятельности

спрогнозировано конвективное явление незначительной интенсивности

(порывы ветра, интенсивность осадков). При этом следует проанализиро-

вать другие спрогнозированные сопутствующие факторы, например, нали-

чие и значение конвективных индексов (молниевого потенциала, STP, SDI

и т. п.) на картах в зоне ответственности прогноза, даже если при их интер-

претации нельзя сказать о возникновении интенсивных конвективных яв-

лений, так как может существовать вероятность повышения интенсивности

конвективного явления при учете дополнительных факторов. Приведен-

ный пример прогностической картографической продукции модели

COSMO-Ru2 по количеству осадков и величине порывов ветра для 6 июня

(рис. 14) наглядно показывает, что даже такая незначительная локализация

конвективных явлений (слабых и умеренных) может привести к развитию

интенсивных конвективных явлений в градации ОЯ.

Рис. 14. Фрагменты прогностических карт модели COSMO-Ru2.2 от 03 ч

МСК 05.06.2024: приземных порывов ветра, м/с, в 20 ч МСК (слева) и сум-

марного количества осадков, мм/12ч, в 21 ч МСК (справа). Выбраны сроки

с прогнозируемыми максимальными значениями параметров, близкие к

фактическому сроку реализации явлений.

Fig. 14. Fragments of forecast maps of the COSMO-Ru2.2 model from 03:00

Moscow time on June 05, 2024: surface wind gusts (mps) at 20:00 Moscow

time (left) and total precipitation (mm/12h) at 21:00 Moscow time (right). The

periods with predicted maximum values of parameters, close to the actual time

of the phenomena, were selected.

В данном случае модель спрогнозировала вероятность количества

осадков и максимальных порывов ветра в градации «сильные» (до 15

мм/12ч и 15 м/с) с некоторыми отклонениями: по расстоянию не более

30 км и по времени не более 1.5 ч, что для использования в оперативном

прогнозе вполне приемлемо. В примере (рис. 14) приведены фрагменты

112

Гидрометеорологические прогнозы, математическое моделирование

карт с прогнозируемыми максимальными значениями порывов ветра и

суммарных осадков, близких к сроку реализации явлений (21 ч 40 мин

МСК).

Случай сильных дождей, ливней и шквалов 20 июня 2024 года

20 июня 2024 года при прохождении холодного атмосферного фронта

с волнами в Московском регионе наблюдались сильные дожди (15–

39 мм/12ч), ливни (15–24 мм/ч), местами со шквалами (15–19 м/с по

московскому мегаполису и до 26 м/с по АМС в Московской области)

(см. табл. 1) (рис. 15).

Рис. 15. Карты оперативных прогнозов сильных ливней (левая панель) и

сильных шквалов (правая панель) по территории ЦФО с заблаговременно-

стью 30 ч (верхняя панель) и 18 ч (нижняя панель) на 20.06.2024 на основе

данных региональной модели Гидрометцентра России.

Fig. 15. Maps of operational forecasts of heavy rainfall (left panel) and strong

squalls (right panel) for the Central Federal District with a lead time of 30 hours

(upper panel) and a lead time of 18 hours (lower panel) on June 20, 2024 based

on data from the regional model of the Hydrometeorological Center of Russia.

Этот случай можно назвать «классическим», так как прохождение хо-

лодного атмосферного фронта в дневное время летом достаточно хорошо