Analysis of Atmospheric Instability Indices and Vertical Profiles during Strong Convective Events

Abstract

The study discusses the assessment of atmospheric instability in the territory of Eastern Georgia using three indices – CAPE, K-index and Total Totals – based on ERA5 data. Several real extreme days were selected, on the basis of which, along with the assessment of instability indices, we considered vertical profiles of atmospheric parameters according to humidity and wind speed data. The correlation between the indices was assessed for the selected days. The study showed that there is a strong correlation between some indices, which indicates the effectiveness of the joint use of the presented indices for studying convective processes. The obtained results confirm that combining these indices with vertical profile data provides a better assessment of convective activity. The study emphasizes the importance of ERA5 in the analysis of extreme weather events, and the knowledge obtained can be used both in scientific research and in practical meteorological analysis and forecasting.

კვლევაში განხილულია აღმოსავლეთ საქართველოს ტერიტორიაზე ატმოსფეროს არამდგრადობის შეფასება სამი თერმოდინამიკური ინდექსის – CAPE, K-index და Total Totals გამოყენებით. შეირჩა რამდენიმე რეალური ექსტრემალური დღე, რის საფუძველზეც არამდგრადობის ინდექსების შეფასებასთან ერთად განვიხილეთ ატმოსფერული პარამეტრების ვერტიკალური პროფილები ტენიანობისა და ქარის სიჩქარის მონაცემების მიხედვით. შერჩეული დღეებისათვის შეფასებულია ინდექსებს შორის კორელაციური კავშირი. კვლევამ აჩვენა რომ ზოგიერთ ინდექსს შორის არსებობს ძლიერი კორელაციური კავშირი, რაც მიუთითებს წარმოდგენილი ინდექსების ერთობლივი გამოყენების ეფექტურობაზე კონვექციური პროცესების შესასწავლად. მიღებული შედეგები ადასტურებს, რომ ამ ინდექსების კომბინირება ვერტიკალური პროფილების მონაცემებთან უზრუნველყოფს კონვექციური აქტივობის უკეთ შეფასებას. კვლევა ხაზს უსვამს ERA5-ის მნიშვნელობას ექსტრემალური ამინდის მოვლენების ანალიზში, ხოლო მიღებული ცოდნა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სამეცნიერო კვლევებში, ასევე პრაქტიკულ მეტეოროლოგიურ ანალიზსა და პროგნოზირებაში.

В исследовании рассматривается оценка атмосферной неустойчивости на территории Восточной Грузии сиспользованием трех индексов – CAPE, K-индекса и TT. Было выбрано несколько реальных экстремальных дней,на основе которых, наряду с оценкой индексов неустойчивости, были рассмотрены вертикальные профилиатмосферных параметров по данным о влажности и скорости ветра. Для выбранных дней была оценена корреляция между индексами. Исследование показало наличие сильной корреляции между некоторыми индексами, чтоуказывает на эффективность совместного использования представленных индексов для изучения конвективныхпроцессов. Полученные результаты подтверждают, что сочетание этих индексов с данными вертикального профиляобеспечивает более точную оценку конвективной активности. Исследование подчеркивает важность ERA5 ванализе экстремальных погодных явлений, а полученные знания могут быть использованы как в научныхисследованиях, так и в практическом метеорологическом анализе и прогнозировании.