Опасные метеорологические явления, связанные с ветром, и их воздействие на лесной покров Европейской территории России: методы идентификации, закономерности пространственно-временного распределения и условия возникновения

Диссертационное исследование посвящено решению фундаментальной научной проблемы идентификации и диагностики условий возникновения шквалов, смерчей и сильных ветров, не зафиксированных наблюдательной сетью, на основе спутникового мониторинга вызванных ими нарушений лесного покрова. В работе предложен новый подход к получению многолетней статистики случаев шквалов и смерчей в лесной зоне, основанный на сборе и систематизации данных о ветровалах по спутниковым снимкам. На его основе также сформировано комплексное представление о роли крупных сплошных ветровалов как фактора воздействия на лесной покров ЕТР, их пространственно-временном распределении и причинах возникновения. Создана уникальная картографическая база данных о ветровалах в лесной зоне ЕТР за период 1986–2020 гг. Она включает 112048 участков повреждения древостоя, которые относятся к 825 ветровалам, вызванным 555 разными штормовыми событиями. Определена роль ветровалов как фактора нарушения лесного покрова в сравнении с вырубками и пожарами. Вывялены метеорологические явления, вызывающие ветровалы на ЕТР, и существенные отличия их от аналогичных явлений в большинстве стран зарубежной Европы. На основе данных о ветровалах впервые получены репрезентативные данные о длине и ширине полосы разрушений от смерчей. Также определена значимость спутниковых данных о ветровалах как источника информации о шквалах и смерчах. Впервые показана связь шквалов, вызывающих ветровалы, с периферией блокирующих антициклонов. На основе синоптического анализа, ингредиентного подхода и спутниковых снимков Meteosat/SEVIRI выявлены статистически значимые различия условий возникновения шквалов и смерчей, вызывающих ветровалы в лесной зоне ЕТР, которые имеют значение для их краткосрочного прогноза. Эти различия проявляются на синоптическом масштабе, в свойствах воздушных масс, а также в особенностях процессов мезомасштаба. Также установлено, что шквалы и смерчи, вызывающие ветровалы, формируются при более благоприятных условиях для развития организованной конвекции, чем события, не приведшие к ветровалам. По результатам численных экспериментов с региональной моделью атмосферы WRF в диагностическом режиме установлено, что в 80% случаев модель воспроизводит порывы ветра свыше 25 м/с в случаях со шквалами, которые вызвали крупные ветровалы.. В результате экспериментов с моделью WRF в режиме прогноза в 2021 г. установлено, что доля успешных прогнозов шквалов с суточной заблаговременностью для восточной части ЕТР составила 36%. Созданные в рамках диссертационного исследования базы данных о ветровалах и вызывающих их метеорологических явлениях опубликованы в открытом доступе на картографических веб-сервисах. Они представляют собой ценный источник информации о шквалах и смерчах для научного сообщества, а картографический веб-сервис «Смерчи в лесной зоне России» может рассматриваться как прототип системы мониторинга крупных сплошных ветровалов в лесной зоне ЕТР и Урала.