Наличност на данни от содара и вертикален обхват през изследвания период (август 2008 – октомври 2016)

Дефиниция за екстремни явления на Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)

„По дефиниция, екстремните метеорологични условия варират от едно място на друго. Едно екстремно метеорологично събитие за определено място, е събитие, което се среща “рядко” в рамките на неговото статистическото разпределение. Определението за “рядко” варира, но обикновено се разбира, като по-малко от колкото е десетия персентил или повече от колкото е деветдесетия процентил на неговото статистическото разпределение “

Вероятностната плътност на разпределението (probability density function – pdf) позната още, като разпределение на Вейбул (по метода на максималната вероятност) е използвано при това проучване.

Хистограми на скоростта на вятъра (зелени барове) с приложено двупараметрично разпределение на Вейбул (червена крива) на разлиани нива на измерване от содара по метода на максималната вероятност и определяне на ектремни стойностти на скоростта на вятъра (сини точки) чрез деветдесетия процентил на всяко едно от приложените Вейбул разпределения.

Изменение на вероятностното разпределение на скоростта на вятъра във височина (цветна крос секция на височината и скоростните интервали) с оказана наличност на обработените данни (зелени барове) и приложен еталонен профил за екстремни стойности на скоростта на вятъра (черен профил), определен от деветдесетия процентил на статистическите разпределения във височина за периода от август 2008 – октомври 2016 в MO Ахтопол

Разпределение на екстремните профили на скоростта на вятъра през различните години на разглеждания период в MO Ахтопол разпределени по месеци (ляво) и часове от денонощието (дясно)

  • юли 2009 – август 2011 „тих период” – налични са само няколко екстремни профила
  • септември 2011 – юни 2014 „ветровит период“
  • април 2015 – октомври 2016 „ветровит период“
  • Разпределението на екстремни ветрове по часове от денонощието е относително хомогенно

Характеристики на крайбрежния граничен слой при МО Ахтопол при наличие на екстремни ветрове

Осреднени профили и техните дисперсии от извадка с максимум от 10 854 селектирани профила, определени от времевите серии на екстремни профили на скоростта на вятъра отчетени през периода от август 2008 до октомври 2016 г. в MO Ахтопол. (от ляво надясно и от горе на долу: посока на вятъра, екстремен профил на скоростта на вятъра, дисперсия на екстремния профил на скоростта, вертикална скорост, дисперсия на вертикалната скорост, хоризонтална компонента U на екстремния профил (западна компонента), дисперсия на хоризонтална компонента U, хоризонтална компонента V на екстремния профил (южна компонента) , дисперсия на хоризонтална компонента V, дисипация на турбулентните вихри, турбулентна интензивност, турбулентна кинетична енергия)

  • sigW: основни пикове: 150 – 160 m; 440, 470 – 490 m;
  • EDR – стойностите намаляват рязко в първите 90 m; основни пикове 370 m, 430 – 440 m;
  • TKE – стойностите се увеличават в първите 150 m, рязко увеличение от 320 до 390 m, основен пик: 430 – 470 m;

Kлас на устойчивост по Паскуил-Гифорд определена от содарните данни

  • Осредният профил отговарят на слаба устойчивост (клас E) на атмосферата.
  • Височините определени от двата основни пика при турбулентните осреднени профили (на 150 m и между 440-470 m) се характеризират със слабо изместване на стойностите на класа на устойчивост към неутрална стратификация, като това изместване е по-осезаемо при втория по-висок пик.

Изчисления за потока на Архимедовата (подемната) сила

  • рязък спад в стойностите в първите 90 m като при EDR
  • слаби пикове при 100 m, 150 m и 280 m;
  • основен пик, съответстващ на височина с пикове на sigW и ТКЕ (440 м – 490 м)

Параметри на Вейбул определени само от екстремни профили

Осреднени характеристики на крайбрежния граничен слой при МО Ахтопол от всички измервания за периода от август 2008 г. до октомври 2016 г.

Параметри на Вейбул

При осреднения профил на характеристичния параметърсе наблюдава почти линейно изменение на стойностите във височина, като се отличават два слаби пика на 50 и 80 m над земната повърхнодт, последвани от основен пик на височина 270 – 300 m и малко по-рязко изменение в стойностите на профила на височина 500 m. Размерността на този профил е същата, като на скоростта [ms-1] и неговите стойности са пропорционални на средните стойности на скоростта на вятъра.

При профила на параметъра на формата се наблюдават сравнително по изразени малки пикове на височина 50 и 80 m над земната повърхнодт, един ясно изразен пик на височина 260 m, сравнително по-рязко изменение в стойностите на височина 500 m. Пиковете ниско при земята биха могли да се характеризират с височина на сформиран вътрешен граничен слой.

Максимумите в профила на този параметър (на височина 50 и 80 m ) могат да се свържат с височината на обръщане на денонощния ход на скоростта на вятъра (т.нар. „reversal height“), която характеризира квазистационарно състояние на денонощния ход на скоростта на вятър при различни термодинамични състояния на атмосферата, определени от прякото влияние на ЗП върху прилежащия към нея въздушен слой през деня и нощта. Над този слой атмосферата е отделена от прякото влияние на подложната повърхност. Тази височина е свързана с, височината на ВГС при трансформацията на морски ВМ над сушата, но за тази зависимост още не са изведени теоретични връзки.