Синоптическая метеорология — раздел метеорологии, изучающий крупномасштабные атмосферные процессы (от нескольких сотен до нескольких тысяч километров), которые определяют погоду на значительных территориях в пределах от нескольких часов до нескольких дней. Основной задачей синоптической метеорологии является диагностика текущего состояния атмосферы и краткосрочное прогнозирование её эволюции. В этом разделе особое внимание уделяется анализу барических полей, атмосферных фронтов, циклонической и антициклонической деятельности.
Барическое поле — распределение атмосферного давления в горизонтальной плоскости на определённой высоте (обычно на уровне моря или в изобарической поверхности). Анализ барического поля позволяет выявить области повышенного и пониженного давления, определить местоположение циклонов, антициклонов, ложбин, гребней, седловин.
Изобары — линии равного давления, отображаемые на синоптических картах. Конфигурация изобар позволяет судить о характере циркуляции воздуха. Чем плотнее расположены изобары, тем сильнее горизонтальный градиент давления и, соответственно, тем выше скорость ветра.
Температурные поля определяются значениями температуры воздуха в различных слоях атмосферы. Особое значение имеет анализ температурных аномалий, горизонтальных и вертикальных градиентов температуры, что позволяет идентифицировать фронтальные зоны и оценить устойчивость стратификации атмосферы.
Поле ветра строится на основании данных о направлении и скорости ветра. Важно учитывать как геострофический, так и возрастрофический компонент ветра. Анализ вихревых и дивергентных свойств ветрового поля необходим для выявления зон циклогенеза и антициклогенеза.
Циклон — область пониженного атмосферного давления, в которой движение воздуха направлено против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой — в южном. В циклоне наблюдаются восходящие движения воздуха, что способствует облакообразованию и выпадению осадков. Циклоны бывают:
Антициклон — область повышенного давления, где наблюдается расходимость воздушных масс и нисходящие движения воздуха. В таких условиях наблюдается прояснение, отсутствие осадков, слабый ветер. В зимнее время антициклон может сопровождаться сильными морозами, в летнее — жаркой, сухой погодой.
Атмосферный фронт — граница между воздушными массами с различными термодинамическими характеристиками. В зависимости от направления перемещения и характеристик воздушных масс выделяют:
Синоптический метод основывается на комплексном анализе метеорологических данных, поступающих с различных источников: наземных метеостанций, радиозондов, спутников, радиолокаторов и др.
Наиболее важной частью синоптической практики является построение и интерпретация синоптических карт. Они могут быть:
На этих картах отображаются метеорологические элементы: давление, температура, ветер, влажность, облачность, осадки и др. Современные технологии позволяют создавать карты автоматически на основе данных численного моделирования.
Анализ синоптических карт включает:
Диагностика дополняется вычислением производных величин: вихревости, дивергенции, бароклинности, относительной и потенциальной завихрённости.
Циклогенез — процесс формирования и развития циклона. Существует несколько типов циклогенеза:
Циклогенез сопровождается образованием фронтальных волн, усилением градиентов метеопараметров, активацией восходящих движений и развитием облачности.
Струйные течения — узкие, но протяжённые зоны сильного ветра в верхней тропосфере или нижней стратосфере. Они играют ключевую роль в синоптических процессах, способствуя:
Анализ струйных течений проводится на изобарических картах 300 и 200 гПа, с акцентом на их положение, направление и интенсивность.
Прогнозирование синоптических процессов осуществляется с помощью численных моделей атмосферы, основанных на уравнениях гидродинамики и термодинамики. Важнейшими являются:
Прогнозы включают карты давления, температуры, осадков, облачности, скорости ветра, риска гроз, шквалов и других опасных явлений. В реальном времени они уточняются на основе спутниковых и радиолокационных данных.
Современная синоптическая метеорология активно использует данные дистанционного зондирования:
Комплексный анализ спутниковых и радиолокационных данных повышает точность диагностики и краткосрочного прогноза опасных погодных явлений.
В рамках синоптической практики проводится анализ и прогноз:
Критически важной является возможность заблаговременного определения потенциально опасных зон, особенно вблизи крупных населённых пунктов и объектов инфраструктуры.
Синоптическая метеорология остаётся основой краткосрочного прогнозирования погоды, обеспечивая научную базу для предупреждения метеорологических угроз, планирования сельскохозяйственной, транспортной, строительной и оборонной деятельности.