Метеорология БЛУГА Баженова СВ

ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ АВИАЦИОННОЙ МЕТЕОРОЛОГИИ.
МЕТЕОРОЛОГИЯ – это наука, изучающая атмосферу, ее строение, свойства и
протекающие в ней физические процессы и явления.
АВИАЦИОННАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ – это отрасль метеорологии, изучающая
влияние метеорологических факторов на деятельность авиации, разрабатывающая
теоретические основы и практические вопросы метеорологического обеспечения полетов.
В полете правильно оценить метеорологическую обстановку может только грамотный
пилот. Поэтому летный состав обязан:
- знать методы работы метеорологической службы;
- уметь грамотно читать карты погоды;
- понимать физическое состояние атмосферы;
- уметь в полете определять опасные явления погоды;
- разбираться в погоде по ее внешним проявлениям.
Изучение основ авиационной метеорологии летным составом является необходимым условием
успешного и безаварийного производства полетов.
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ ИКАО и ВМО.
Организация полетов ЛА ГА в масштабах земного шара, как и метеорологическое
обеспечение этих полетов, немыслима без международного сотрудничества. Существуют
международные организации, регулирующие организацию полетов и их метеорологическое
обеспечение. Это ИКАО (Международная организация гражданской авиации) и ВМО (
Всемирная метеорологическая организация), которые тесно сотрудничают между собой по
всем вопросам сбора и распространения метеорологической информации в интересах
гражданской авиации. Сотрудничество между этими организациями регулируется специальным
рабочим соглашением, заключенным между ними. ИКАО определяет требования к
метеорологической информации, вытекающие из запросов ГА, а ВМО определяет научно
обоснованные возможности их удовлетворения и разрабатывает рекомендации и правила, а
также различные инструктивные материалы, обязательные для всех стран и ее членов.
ТЕМА № 1 СОСТАВ АТМОСФЕРЫ. СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ.
Атмосферный воздух представляет собой механическую смесь газов. В состав чистого
и сухого воздуха входит: азот - 78%, кислород - 21%, аргон, углекислый газ, водород,
гелий, неон, озон, радон, креонтон, ксенон и др. - 1%. Как примесь в воздухе имеются
водяные пары в переменном количестве (до 4% в данном объеме), пыль различного
происхождения, и микроорганизмы
По изменению температуры с высотой и в зависимости от других физических свойств,
атмосфера делится на слои. Между основными слоями есть переходные
1) тропосфера
2) стратосфера.
3) мезосфера.
4) термосфера.
5) экзосфера.
– тропопауза
– стратопауза
– мезопауза
– термопауза
ТРОПОСФЕРА И ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ,
Тропосфера простирается от Земли до 7 – 10 км. в северных широтах, до 10- 14 км. в
умеренных широтах и до 18 км. на экваторе. В тропосфере температура с высотой понижается.
В этом слое задерживается почти весь водяной пар, при конденсации которого
образуются облака и осадки. Здесь имеют место вертикальные движения воздуха, протекают
основные погодные процессы, это наиболее запыленный слой. В тропосфере возникают
циклоны и антициклоны, а также атмосферные фронты, где условия погоды и полетов всегда
сложные. В тропосфере преобладают западные ветры, которые с высотой усиливаются и
достигают наибольших значений под тропопаузой, образуя сильные ветровые потоки,
называемые струйными течениями. (9 факт.)
По погодным условиям тропосферу можно разделить на три слоя:
1. ПОГРАНИЧНЫЙ – от Земли до высоты 1- 1,5 км. Здесь наблюдается значительная
турбулентность и запыленность воздуха, образуются все виды туманов и облака нижнего яруса.
В этом слое производятся визуальные полеты, взлет и посадка самолетов. Нижняя часть
пограничного слоя от Земли до Н= 100 м называется приземным слоем .Здесь сильнее всего
сказывается влияние подстилающей поверхности, вследствие чего температура, влажность
воздуха, ветер испытывают резкие изменения с высотой.(4 факт.)
2.СРЕДНИЙ СЛОЙ – от верхней границы пограничного слоя до Н = 6 км. Здесь влияние Земли
почти не сказывается. Ухудшение погоды вызывается лишь атмосферными фронтами и
грозовыми облаками.(2 факт.)
3. ВЕРХНИЙ СЛОЙ – от 6 км до тропопаузы. Здесь под тропопаузой скапливается водяной пар,
пыль, образуются облака верхнего яруса, затрудняют полеты струйные течения, иногда сюда
проникают грозовые облака.(5 факт.)
ТРОПОПАУЗА И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ.
ТРОПОПАУЗА – это слой, в котором прекращается падение температуры с высотой и далее
температура остается постоянной или даже растет. Поэтому тропопауза является мощным
задерживающим слоем, препятствующим развитию вертикальных движений воздуха,
проникновению вверх водяного пара, пыли. Толщина слоя от нескольких сотен метров до 2-3
км.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРАТОСФЕРЕ.
СТРАТОСФЕРА высота - от 11 до 50 км., 20% массы воздуха, температура не изменяется, а в
верхней части повышается до 0oC. (в среднем) за счет озона. Из-за незначительного
содержания H2O облака не образуются, за исключением изредка на высоте 20-30 км зимой
перламутровых облаков, состоящих из мелких капелек переохлажденной воды. Ветры зимой
западные, летом – восточные. Бывают струйные течения (СТ), но скорость ветра меньше.
ПОНЯТИЕ О ВЫШЕЛЕЖАЩИХ СЛОЯХ.
МЕЗОСФЕРА – высота от 50 до 80 км., 0,25% массы воздуха, с высотой температура
понижается до – 80–90oC. Наблюдаются иногда серебристые облака, состоящие из ледяных
кристаллов. Ветры до 500-600 км/ч, зимой -западные, а летом – восточные.
ТЕРМОСФЕРА – высота от 80 до 800 км., 0,006% массы воздуха, температура растет
непрерывно и достигает значения 1000 - 2000oC и более, вследствие интенсивного поглощения
атомарным кислородом (O) и азотом (N) коротковолновой радиации солнца, каждый квант
которой несет большую энергию. Ветры круглый год западные. Характерной особенностью
термосферы являются происходящая там ионизация воздуха. Наблюдаются полярные сияния.
ЭКЗОСФЕРА – выше 800 км, масса атмосферы ничтожна. Молекулы и атомы газов вследствии
их малого количества имеют колоссальные скорости и могут, преодолевая земное притяжение,
уходить в межпланетное пространство.
За верхнюю границу атмосферы принято считать Н ≈ 20 тысяч км.
ТЕМА № 2 ОСНОВНЫЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫИ ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПОЛЕТЫ.
Стандартная атмосфера.
Стандартная атмосфера (СА) – это условное распределение по высоте средних значений
основных физических параметров атмосферы ( давления, температуры, плотности, и т. д.) для сухого
и чистого воздуха постоянного состава. Действующая в России СА соответствует стандарту ИКАО.
Реальная атмосфера в конкретный момент и в конкретном пункте земного шара может
отличаться от СА, поэтому летные характеристики приводят к условиям СА, а на условия реальной
атмосферы вводят поправки.
1
2
3
4
5
6
7
Температура воздуха
Атмосферное давление
Плотность воздуха
Массовая плотность
Ускорение свободного падения
Скорость звука
Вертикальный температурный градиент
8
Относительная влажность воздуха
t=15 oC (288,15 К)
Р=760 мм.рт.ст. (1013,25 ГПа)
ρ =1,225 кг/м3
ρ =0,125 кг*сек2/м4
g=9.8 м/с2
а=340,294 м/с
=0,65 град/100м
f=0
γ
Понятие о погоде.
Совокупность метеоэлементов и явлений, наблюдаемых в какой-либо момент времени
называется погодой.
Температура воздуха, единицы измерения и их соотношение.
Температура – это степень нагретости воздуха. Температура измеряется в градусах по шкале
Цельсия, где точка таяния льда 0º С, число градусов на шкале n = 100º . В ряде стран используется
шкала Фаренгейта, где точка таяния льда 32º F, число градусов на шкале n =180º .Следовательно
соотношение 1º С = 1,8º F. 0º С=273º К.
Процессы нагревания и охлаждения воздуха.
Основным источником тепла на Земле является лучистая энергия Солнца. Атмосфера лишь
незначительно нагревается этими лучами (на 14%), а в основном она нагревается тепловым
излучением Земли.
Летом и днем приток тепла больше, чем излучение Земли , поэтому Земля нагревается. Зимой
и ночью приток тепла отсутствует, а излучение тепла происходит непрерывно, поэтому Земля, а от нее
и воздух охлаждаются. Это охлаждение называется радиационным.
Количество тепла, приносимое солнечными лучами, зависит от высоты солнца над горизонтом
и от продолжительности дня. Степень нагретости почвы зависит от ее цвета, структуры и свойств.
Поэтому и воздух над различными участками земной поверхности нагревается по - разному.
Водяной пар, пыль и другие различные частицы воздуха задерживают и поглощают тепловое
излучение Земли, поэтому в пасмурную ночь всегда теплее, чем в ясную.
В результате этих процессов на Земном шаре самая низкая температура отмечена в
Антарктиде на станции «Восток» - 89,2º С; самая высокая температура отмечена на севере Африки
близ Триполи и в США в Калифорнии в «Долине Смерти» + 58º С.
Суточные и годовые изменения температуры.
Суточные колебания температуры наблюдаются в слое от Земли до Н= 1-1,5 км.
Максимальная температура наблюдается около 14-15 часов местного времени, а минимальная перед
восходом Солнца. Разница между максимальной и минимальной температурой называется амплитудой
температуры воздуха. Наибольшие суточные амплитуды в пустынях 15 -20º С и более. Наименьшие –
в полярных районах 2-3º С. Годовые колебания температуры распространяются от Земли до
тропопаузы. Самый теплый месяц на суше – июль, самый холодный – январь. Над океаном теплый август, холодный – февраль.
Изменение температуры с высотой. Вертикальный температурный градиент.
Кривая стратификации.
Величина, характеризующая изменения температуры воздуха на единицу высоты, за которую
принято 100 м, называется вертикальным температурным градиентом - ‫ﻻ‬.
В реальной атмосфере ‫ ﻻ‬может иметь разные значения - это зависит от влажности воздуха.
Летом днем на континенте в приземном слое ‫ ﻻ‬может быть 1º С и более на каждые 100м. Зимой ‫ﻻ‬
имеет значение ≈ 0,3ºС и менее на каждые 100м. В СА ‫ ﻻ‬принят 0,65ºС на 100 м высоты. При
обычном понижении температуры с высотой ‫ ﻻ‬считается положительным, т.е. ‫ > ﻻ‬0º С.
Слои атмосферы, в которых температура с высотой не изменяется, т.е. ‫ = ﻻ‬0º С, называются
слоями изотермии (с лат. «изо»-одинаковая, «термо»-температура). Слои атмосферы, в которых
температура с высотой повышается, т.е. ‫ < ﻻ‬0º С называются слоями инверсии (с лат.
«перевёртывание»,т.е «наоборот»).
Наглядное представление о распределении температуры по высотам дает график
температурной стратификации. Кривая, соединяющая точки наблюдаемой температуры по высотам,
называется кривой стратификации. Она проводится на аэрологической диаграмме красным цветом.
Рис. Кривая стратификации
Слои инверсии и их типы.
Слои инверсии являются задерживающими слоями. Они препятствуют развитию
вертикальных движений воздуха, задерживают пыль, водяные пары, тем самым ухудшая видимость. В
зависимости от причин возникновения инверсии бывают следующих типов:
Радиационные инверсии возникают вблизи земной поверхности вследствие излучения
(радиации) ею большого количества тепла. Этот процесс сильнее всего происходит при ясном небе в
теплое полугодие ночью, а в холодное — в течение всех суток. Радиационная инверсия начинается от
самой поверхности земли. В теплое полугодие их вертикальная мощность не превышает нескольких
десятков метров. С восходом солнца такие инверсии обычно разрушаются. В зимнее время
радиационные инверсии могут простираться вверх на несколько сотен метров (иногда до 1 —1,5 км) и
удерживаться в течение нескольких суток и даже недель.
Адвективные инверсии образуются при перемещении (адвекции) теплого воздуха по холодной
подстилающей поверхности. Нижние слои воздуха охлаждаются вследствие соприкосновения с
холодной поверхностью. Это охлаждение путем турбулентного перемешивания передается в более
высокие слои. В слое резкого убывания турбулентности наблюдается некоторый рост температуры
(инверсия). Выше охлажденного слоя текут теплые воздушные массы, в которых наблюдается
обычное падение температуры с высотой.
Адвективные инверсии возникают на высоте нескольких сотен метров от земной поверхности.
Их вертикальная мощность составляет несколько десятков метров. В умеренных широтах этот тип
инверсий наблюдается главным образом в холодную половину года.
Инверсии сжатия или оседания образуются в области повышенного давления (антициклоне) в
результате опускания верхних слоев воздуха и адиабатического нагревания этого слоя на 1°С на
каждые 100 м. Опускающийся нагретый воздух не распространяется до самой земной поверхности
(этому мешает замедленное движение нижних приземных слоев воздуха вследствие трения их о
земную поверхность), а растекается на некоторой высоте, образуя слой с повышенной температурой
(инверсией).
Когда инверсии образуются у Земли, то наблюдаются дымки, туманы.
См приложение 1
Адиабатические процессы в атмосфере.
Процессы в атмосфере, при которых изменяется температура некоторой массы воздуха без
обмена теплом с окружающей средой , а за счет его внутренней тепловой энергии, называются
адиабатическими. Теплый воздух, нагревшись от Земли, с большой скоростью поднимается вверх и не
успевает обменяться теплом с окружающей средой. Поднимаясь вверх, теплый воздух попадает в слои
с меньшей плотностью и расширяется, на что расходуется тепло этого объема теплого воздуха.
Следовательно, при подъеме воздуха за счет расширения температура его понижается.
Величина падения температуры на единицу высоты (100 м) в поднимающемся сухом воздухе
составляет 1º С и называется сухоадиабатическим градиентом - ‫ﻻ‬а.
‫ﻻ‬а = 1º С /100м.
В поднимающемся насыщенном объеме воздуха кроме расширения происходит еще и
конденсация водяного пара, при которой выделяется тепло. Так как процесс адиабатический, то это
тепло пойдет на повышение температуры поднимающегося воздуха. Поэтому при подъеме влажного
воздуха его охлаждение будет меньше, чем сухого воздуха.
Величина падения температуры на единицу высоты в поднимающемся насыщенном воздухе
называется влажноадиабатическим градиентом - ‫ﻻ‬в. В среднем ‫ﻻ‬в ≈ 0,5º С /100 м. Чем выше
температура воздуха и меньше давление, тем меньше ‫ﻻ‬в . При опускании за счет сжатия воздух всегда
нагревается на одну и ту же величину 1º С на 100 м независимо от того, сухой он или влажный.
См прниложение 2
Атмосферное давление, соотношение между единицами измерения.
Атмосферным давлением называется сила, действующая на единицу горизонтальной
площади, равной 1 см2, вызываемая весом столба воздуха, простирающегося вверх через всю
атмосферу.
За единицу силы в системе СИ принят «ньютон». 1н/см2 = 1 бар; 1н/м2 = 1 Па.
Однако для расчетов эти величины большие, поэтому используют миллибар и гектопаскаль.
На практике давление обычно измеряют в мм рт ст. Эта единица не отражает физическую
сущность давления: 1 мм рт ст = 1, 333 гПа = 4/3. Столбик ртути высотой в 1 мм на площадь в 1 см2
оказывает давление в 1, 333 гПа. 1 гПа = 0,75 мм рт ст=3/4. Чтобы гПа перевести в мм, надо число гПа
умножить на 3/4. Чтобы мм перевести в гПа, надо число мм умножить на 4/3. За нормальное давление
принято давление 760 мм рт ст = 1013, 25 гПа.
На Земном шаре самое низкое давление зафиксировано в тропическом циклоне в Тихом
океане на Гавайских островах ( к западу от о. Гуам) 877 гПа ( 657,75 мм рт ст); самое высокое
давление зафиксировано на севере Западной Сибири на станции Агата 1083,2 гПа ( 812,4 мм рт ст), в
г. Барнауле наблюдалось 1078,3 гПа ( 808,8 мм рт ст).
Изменение давления с высотой. Барическая ступень.
Атмосферное давление убывает с высотой в связи с уменьшением вышележащего столба
воздуха. Изменение давления происходит быстрее в нижних слоях и медленнее – в верхних. Это
зависит от плотности воздуха. Изменение давления с высотой характеризуется барической ступенью.
Барическая ступень – это высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление
изменилось на 1 мм или 1 гПа. Величина барической ступени определяется по формуле
8000
(1 + 𝑙𝑙 × 𝑡𝑡0 )
ℎ=
𝑃𝑃0
где:
•
•
•
8000 – высота однородной атмосферы;
Р0 и t0 – давление и температура на уровне, где определяется барическая ступень;
l≈ 0, 004 – коэффициент объемного расширения газа.
Барическая ступень с увеличением давления и понижением температуры уменьшается и
наоборот. До высоты 5000 м барическая ступень в среднем равна 11 м/ мм или 8 м/ гПа. Выше 5000 м
h = 18 м/мм. Барическая ступень используется при приведении давления к уровню моря, к уровню
ВПП, уровню аэродрома, при расчете высот (истиной, абсолютной, стандартной). Ошибка в давлении
ведет к неправильному определению высоты.
Барическая тенденция.
На всех метеостанциях высчитывают изменение давления за последние 3 часа. Изменение
давления воздуха за некоторый промежуток времени (3часа) называется барической тенденцией. При
росте давления она считается положительной, а при падении давления – отрицательной. Например:
15 ч 1020,5 гПа
1018,5 гПа
18 ч 1022,0 гПа
1015,5 гПа
Приведение давления к уровню моря.
Приведение давления к уровню моря производится всеми метеостанциями для того, чтобы
можно было сравнивать данные давления. Давление приводится к уровню моря по формуле: Р у.м. =
Ро ± На/11 , где Ро – давление на уровне станции; На – высота станции над
уровнем моря; 11 –
величина барической ступени.
Например: Ро = 754 мм
Ру.м = 754 мм+ 99 м/11 м/мм =754 мм+ 9 мм = 763 мм
На = 99 м
Нанесение данных давления, барической тенденции
и температуры воздуха на карты погоды.
На карты погоды давление наносится:
1) в гПа;
2) приведенное к уровню моря;
3) с десятыми долями гПа;
4) тремя цифрами;
5) справа вверху от кружка станции.
Чтобы прочитать давление, нужно впереди подставить цифру 10, если первая цифра из трех
< или = 5 и цифру 9, если первая цифра из трех > 5.
Барическая тенденция наносится ниже давления, т. е. справа от кружка станции в гПа, с
десятыми долями гПа.
Температура воздуха наносится слева вверху от кружка станции в градусах, с десятыми долями
градуса.
ТТТ
РРР
О ± рр
Например:
- 94 254 → температура – 9,4°С; давление 1025,4 гПа.
О + 07 за последние 3 часа Р повысилось на 0,7 гПа.
157 976 → температура + 15,7 °С давление 997,6 гПа
О – 19 за последние 3 часа Р понизилось на 1,9 гПа.
Изобары и изобарические поверхности
См приложение 3
Для анализа пространственного распределения давления на высотах в атмосфере выделяются
поверхности с одинаковым давлением, называемые изобарическими поверхностями.
Изобарические поверхности располагаются одна над другой, причем с большим давлением –
ниже, а с меньшим – выше. В холодном воздухе изобарические поверхности располагаются ниже и
гуще, а в теплом воздухе – выше и реже. Таким образом, каждая изобарическая поверхность имеет
свой рельеф, отдельные ее участки могут быть по-разному наклонены к поверхности уровня моря, а,
следовательно, могут пересекаться с поверхностью уровня моря. При пересечении изобарических
поверхностей с поверхностью уровня моря получаются линии.
Линии, соединяющие на карте точки с одинаковым давлением, называются изобарами.
Изобары на карте проводятся по данным давления вокруг кружка станции сплошными черными
линиями через 5 гПа (кратно 5) или через 2,5 гПа и дают возможность наглядно видеть распределение
давления на уровне моря вдоль земной поверхности.
В тех местах, где давление окажется наибольшим , ставится буква В (высокое) – антициклон; в
местах наименьшего давления ставится Н (низкое) – циклон.
Изобарические поверхности в области циклона испытывают прогиб вниз, образуя форму
воронки. В области антициклона имеют выпуклость вверх, образуя купол.
Картина распределения давления с помощью изобар называется барическим рельефом или
барическим полем. Основными формами барического поля являются: циклоны и антициклоны.
Промежуточными формами – гребни, ложбины, седловины.
Кроме изобар на картах погоды проводятся изаллобары – линии, соединяющие на карте точки с
одинаковым изменением давления. Они проводятся черной пунктирной линией через 1 или 2 гПа.
В центре области роста давления синим цветом пишется буква Р и максимальная величина
роста давления (Р 3. 4 ).
В центре области падения давления красным цветом пишется буква П и максимальная
величина падения давления (П 1. 9 ).
Влажность воздуха. Величины, характеризующие влажность воздуха.
Под влажностью понимается одно из фазовых состояний воды, т.е. содержащийся в воздухе
водяной пар
Количество водяного пара, содержащегося в воздухе, характеризуется следующими
величинами:
1. Абсолютная влажность – это количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1м3
воздуха ( а ). Используется для прогнозирования гроз ( а > 12 гПа ).
2. Предельная влажность – это количество водяного пара, насыщающее воздух (А).
3. Относительная влажность – это процентное отношение количества водяного пара,
содержащегося в воздухе к тому количеству, которое насыщало бы данный объем при той
же температуре (r). Используется для прогнозирования туманов (r > 90% ). Понижение
температуры воздуха приводит водяной пар к состоянию насыщения.
4. Температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, достигает состояния
насыщения, называется точкой росы ( Td ). Обычно точка росы ниже температуры воздуха
и бывает равна ей в случае полного насыщения.
5. Разность между температурой воздуха и точкой росы называется дефицитом точки росы
6. ( T – Td ). Он показывает, на сколько градусов надо охладиться воздуху, чтобы
содержащийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения. Используется при
прогнозировании тумана, низкой облачности ( T – Td )> 2°С. На картах погоды точка росы
наносится слева внизу от кружка станции в градусах, с десятыми долями градуса.
TTT
PPP
О ± рр
Td Td Td
Горизонтальный барический градиент.
Горизонтальный барический градиент G - есть вектор, направленный по нормали к изобаре
в сторону уменьшения давления. Его величина равна величине изменения давления на единицу
расстояния, за которую принято 100 км.
G = ∆ Р/ ∆ S , где ∆ Р – разность давления между изобарами;
∆ S – расстояние между изобарами по нормали.
Например: см приложение 4
Горизонтальный барический градиент, отнесенный к единице массы, представляет собой силу
горизонтального барического градиента, под влиянием которой возникает ветер.
Чем гуще изобары, тем сильнее ветер.
Влияние температуры, плотности, давления и влажности
на работу авиации.
При температурах ниже 0°С в облаках, осадках и тумане наблюдается обледенение, у земли –
гололед, на земле – гололедица. Лед на ВПП осложняет руление, взлет и посадку самолетов.
Слои инверсии и изотермии являются задерживающими слоями, под ними образуются дымки,
туманы, низкая облачность, что значительно затрудняет полеты на малых высотах, а также взлет и
посадку самолетов.
В местах, занятых областями высокого давления, метеоусловия полетов чаще простые, а в
областях низкого давления метеоусловия полетов всегда сложные.
Все расчеты аэродинамических характеристик производятся для сухого воздуха. Влажность
оказывает существенное влияние на характер погоды, определяя, таким образом, условия полетов.
Ветер, причины его возникновения, характеристика ветра.
Ветер представляет собой горизонтальное движение воздуха. Одной из основных причин
возникновения ветра является неравномерное распределение давления вдоль земной поверхности, что
в свою очередь является следствием неравномерного прогрева подстилающей поверхности. Ветер
характеризуется направлением и скоростью.
За направление ветра в метеорологии принята та часть горизонта, откуда ветер дует.
Направление может быть указано в румбах горизонта или в градусах, а скорость измеряется в м/сек.
Градусы считаются от северного направления географического меридиана и далее по часовой
стрелке. Скорость ветра 15 м/ сек и более называется штормовой.
Силы, действующие на движущуюся массу воздуха в слое трения
и в свободной атмосфере.
Как только в атмосфере создается разность давления в горизонтальном направлении, так сразу
воздушная масса начинает перемещаться под действием силы горизонтального барического градиента
FG . Но как только воздух сдвинется с места, на его массу сразу же начинает действовать сила
Кориолиса – Fк, под влиянием которой воздушный поток отклоняется в Северном полушарии вправо,
в Южном – влево. Эта сила всегда направлена перпендикулярно к направлению воздушного потока и
не меняет его скорости, а лишь влияет на направление. Таким образом, на воздушный поток в
свободной атмосфере оказывают влияние FG и Fк.
В нижнем ≈ 1 километровом слое ( слой трения ) на движение воздуха оказывает влияние еще
и сила трения – Fт. С высотой она убывает. Воздушный поток является установившимся потоком.
В случае прямолинейных изобар в слое трения сила FG уравновешивается равнодействующей силы
трения Fт и силы Кориолиса Fк. Под воздействием этих уравновешенных сил ветер будет
отклоняться от направления изобар в сторону низкого давления и дует так, что низкое давление
остается слева и немного впереди, а высокое – справа и немного позади.
См приложение 5
Сила трения больше над сушей и меньше над морем. Чем больше сила трения, тем больше будет
отклоняться воздушный поток от направления изобар в сторону низкого давления.
В случае криволинейных изобар воздушный поток также отклоняется в сторону низкого
давления, поэтому в Северном полушарии в циклоне ветры у земли дуют по спирали от периферии к
центру против часовой стрелки, а в антициклоне по спирали от центра к периферии по часовой
стрелке. В Южном полушарии – наоборот.
Изменение ветра с высотой. Градиентный ветер.
По мере поднятия вверх от земли сила трения убывает, поэтому ветер с высотой все больше
отклоняется вправо от барического градиента и выше уровня трения, угол отклонения достигает 90°, а
поэтому выше уровня трения движение воздуха происходит под влиянием только двух сил: FG и Fк,
которые уравновешивают друг друга и направлены в противоположные стороны.
Движение воздуха становится установившимся и направлено вдоль изобар. Скорость ветра в
данном случае определяется только силой барического градиента.
Ветер, дующий вдоль изобар, при отсутствии силы трения, называется градиентным. В циклоне и
антициклоне в Северном полушарии ветер выше слоя трения дует вдоль изобар, оставляя низкое
давление слева.
Из вышерассмотренного вытекает барический закон ветра:
Если встать спиной к ветру, то у Земли низкое давление будет находиться слева и несколько
впереди, а высокое –справа и несколько позади. При полете по ветру низкое давление всегда
находится слева, а высокое – справа.
В пограничном слое с высотой происходит поворот ветра вправо до тех пор, пока ветер не
станет градиентным, т. е. будет дуть вдоль изобар. С высотой скорость ветра увеличивается и на
высоте ≈ 500 м больше в 2 раза, чем у Земли.
В различных частях циклона и антициклона изменение ветра с высотой, выше пограничного
слоя, происходит по-разному. Это приводит к тому, что на высотах 3-6 км над барическими системами
возникает общий горизонтальный перенос воздуха, называемый ведущим потоком.
Местные ветры.
Местные ветры возникают за счет особенностей географического положения района. К ним
относятся: бризы, муссоны, горно-долинные, фен, бора и другие.
Бриз – ветер, дующий в приморских районах. Возникает в результате неравномерного
нагревания и охлаждения суши и моря днем и ночью.
Муссон – ветер аналогичный бризу, но большего масштаба. Возникает он из-за
неравномерного нагрева континента и океана летом и зимой.
Горно - долинные образуются вследствие неравномерного нагревания гор и долин днем и
ночью. Днем горные склоны и прилегающий воздух нагреваются сильнее, чем воздух над долиной, а
поэтому, движение воздуха будет из долин вверх по склонам. Ночью вершины, склоны гор и
прилегающий воздух охлаждаются быстрее, ветер дует с гор в долины.
Фен – это сухой и горячий ветер, дующий с гор в долины. Образуется с подветренной
стороны горы, когда наблюдается переваливание воздушных масс через горные препятствия.
Бора – сильный холодный ветер, направленный с прибрежных невысоких гор
( высотой не более 1000 м ) на море.
Влияние ветра на работу авиации.
Встречный ветер создает дополнительную подъемную силу, что уменьшает длину разбега и
пробега. Сильный ветер может перевернуть самолет, затрудняет руление, взлет и посадку.
Порывистый ветер создает дополнительную нагрузку на конструкцию самолета.
В полете встречный ветер уменьшает скорость полета, увеличивает расход топлива и
продолжительность полета. Боковой ветер сносит самолет с ЛЗП. Турбулентный характер ветра
вызывает болтанку самолета и броски.
На точность приземления ЛА существенно влияет сдвиг ветра. Многолетний режим ветра
учитывается при строительстве аэродромов
Местные ветры оказывают влияние на авиацию спецприменения, полеты по МВЛ, затрудняют
пилотирование на малых высотах. Особенно учитываются местные ветры в горных районах.
Нанесение данных ветра на карты погоды.
На карты погоды направление ветра наносится стрелкой, которая ставится к кружку станции с
той стороны, откуда дует ветер. Скорость ветра указывается с помощью оперения стрелки, которое
рисуется по ходу часовой стрелки.
Например:
ЮЗ 5 м/с или 20 км/час
В 2 – 3 м/с или 10 км/час
З 7 – 8 м/с или 30 км/час
СВ 10 м/с или 40 км/час
СЗ
1 м/с
ЮВ 25 м/с или 100 км/час
Штиль
Сведения о ветре отсутствуют.
Общая циркуляция атмосферы.
А. М. Яковлев. Авиационная метеорология. стр. 56-57,
( конспект )
( рисунок и объяснение 5-ти колец циркуляции ).
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
ТЕМА № 3 ОБЛАКА, ОСАДКИ, ВИДИМОСТЬ.
Процессы испарения, конденсации и сублимации,
их роль в образовании облаков.
Конденсация происходит при положительных и до (-300) – (-400)С отрицательных
температурах. При более низких температурах водяной пар, минуя жидкое состояние,
превращается в ледяные кристаллы. Этот процесс называется сублимацией. В результате
конденсации и сублимации в атмосфере образуются мельчайшие капельки воды и кристаллики
льда. Скопление их в приземном слое воздуха дает дымку, туман в вышележащих слоях облака.
Виды вертикальных движений воздуха
В зависимости от причин возникновения различают следующие виды вертикальных движений воздуха:
1. Термическая конвекция – это восходящие и нисходящие (неупорядоченные)
движения, обусловленные нагреванием малоподвижного воздуха от неравномерно
нагретой подстилающей поверхности в нижних слоях тропосферы (рис.1).
Рис.1
Рис.2
2. Термическая турбулентность возникает за счет неодинакового прогрева холодного
воздуха, движущегося над неравномерно нагретой подстилающей поверхностью.
Это мощные и упорядоченные движения больших масс воздуха, пронизывающие
всю толщу тропосферы. Скорость конвективных движений: от нескольких м/с
(4-5) до 20-30 м/с (в кучево-дождевых облаках). Горизонтальная протяжённость: от
нескольких км до десятков км (рис.2).
Рис.3
3. Динамическая турбулентность – это неупорядоченные вихревые движения,
возникающие за счет трения воздуха о подстилающую поверхность при его
горизонтальном перемещении в пограничном слое 1- 1,5 км. Вертикальные
скорости: от нескольких десятков см до нескольких метров в секунду (рис.3).
Зачастую термическая и динамическая турбулентности наблюдаются вместе.
4. Вынужденные вертикальные движения:
а) натекание воздуха на большие препятствия (рис.4а);
Рис.4а
б) вынужденный подъем теплого воздуха, вытесненного подтекающим под него
воздухом (рис.4б).
Рис.4б
холодным
Вертикальные скорости: от нескольких см/сек (ХФ 1 рода) до нескольких м/сек, а иногда до 1520 м/сек(ХФ 2 рода, натекание на склоны гор).
Рис.4в
в) натекание теплого воздуха по клину отступающего холодного. Вертикальные
скорости: от нескольких см/сек, горизонтальная протяжённость несколько сотен и
даже тысяч км (рис.4в);
5. Волновые движения воздуха возникают на слоях инверсий и изотермии за счет
разности температур и давления воздуха, а также в горах на подветренной стороне,
т.е стоячие волны(изучим на 2-м курсе) (рис.5).
Рис.5
Вертикальные движения являются причиной образования
размывания облачности, вызывают болтанку самолетов.
облаков
и
осадков,
Условия вертикальной устойчивости атмосферы.
Интенсивность вертикальных движений и высота, до которой они распространяются,
бывают самые различные. В одних случаях вертикальные движения возникают у Земли и
пронизывают почти всю толщу атмосферы. Такое состояние атмосферы называется
неустойчивым. В других случаях вертикальные движения вообще не образуются или возникают
над каким-либо районом на некоторой высоте, но быстро затухают. Такое состояние атмосферы
называется устойчивым. Состояние атмосферы зависит от ‫ ﻻ‬и от влажности воздуха. Слои
инверсии и изотермии препятствуют развитию вертикальных движений.
Уровень конденсации и конвекции.
При подъеме воздух всегда, расширяясь, охлаждается, при этом влажность воздуха
увеличивается и на некоторой высоте воздух может достичь состояния насыщения водяным
паром. Высота, на которой водяной пар в поднимающемся воздухе достигает насыщения,
называется уровнем конденсации.
Уровень конденсации тем выше, чем выше температура воздуха у земли и меньше
абсолютная влажность и наоборот.
Выше уровня конденсации воздух поднимается насыщенным, поэтому в нем
происходит конденсация водяного пара, что приводит к образованию облачности.
При вертикальных движениях воздушная масса может подниматься вверх до тех пор,
пока ее температура не сравняется с температурой окружающего воздуха. Высота, до которой
может распространяться восходящий воздушный поток, называется уровнем конвекции.
Уровень конвекции тем выше, чем больше величина ‫ ﻻ‬и чем выше температура воздуха у
земли. Любой слой инверсии или изотермии является уровнем конвекции. Если уровень
конвекции лежит выше уровня конденсации, то между ними, как правило, образуется
облачность.
Понятие об облаках.
Облаками называется видимое скопление взвешенных в атмосфере капелек воды или
ледяных кристаллов или тех и других, возникших в результате конденсации водяного пара.
Облака могут состоять только из капель – водяные ( до t = -120), только из кристаллов- ледяные
(при t < - 400) и из капель и кристаллов – смешанные ( t от –120 до – 400). Облака
характеризуются водностью – это количество воды в граммах в 1 м3 облака.
Международная классификация облаков.
Характеристика облаков и условия полета в них.
Согласно международной классификации облака по внешнему виду делятся на десять
основных форм, а по высотам – на три яруса ( верхний, средний, нижний). Кроме этого есть
особая группа облаков – облака вертикального развития.
ОБЛАКА ВЕРХНЕГО ЯРУСА ( Сн ).
Высота основания 6 км и выше, верхняя граница – тропопауза. Эти облака состоят из
ледяных кристаллов, осадков не дают. Здесь три основные формы:
1. Перистые – ( cirrus ) Ci
Имеют вид белых нитей, перьев, крючков или
полос. Толщина от нескольких сотен метров до нескольких километров. Наблюдаются в
основном на высоте 8-10 километров. Перистые когтевидные указывают на приближение
теплого фронта.
2. Перисто-кучевые – ( cirrocumulus ) Cс
. Имеют вид белых мелких хлопьев,
шариков, барашек или вид ряби. Толщина их 200-300м. Наблюдаются чаще на высоте 6-8 км.
3. Перисто-слоистые – ( cirrostratus ) Cs
. Имеют вид белой или
голубой пелены, зачастую затягивающей все небо. Толщина от нескольких сотен метров до
нескольких км. Чаще наблюдаются на высоте 6-8 км. В этих облаках могут быть круги вокруг
Солнца и Луны – это явление Гало. Эти облака также указывают на приближение теплого
фронта.
При полетах в облаках верхнего яруса наблюдается электризация самолета. Если полет
в перистых облаках в виде полос, что говорит о наличии струйного течения, и в перисто-
кучевых, то наблюдается болтанка самолета. При полете в перистых и перисто-слоистых,
образующих наковальню грозового облака, могут быть сильные броски самолета,
электрические разряды и обледенение.
ОБЛАКА СРЕДНЕГО ЯРУСА ( См ).
Высота основания от 2 до 6 км. Состоят преимущественно из переохлажденных капель,
но могут быть и ледяные кристаллы. Здесь две основные формы:
1. Высококучевые – ( altocumulus ) Ас
Имеют вид белых пластов,
хлопьев, гальки, расположенных грядами, группами или слоями, иногда параллельными
волнами Толщина их 200-700 м. Наблюдаются на высоте 2-6 км. Осадков не дают. Высококучевые башенковидные, замеченные рано утром, говорят о неустойчивости атмосферы и
вероятности грозы днем. Высококучевые чечевицеобразные облака являются предвестниками
холодного фронта.
2. Высокослоистые – ( altostratus ) As
.
-
тонкие просвечивающие
- плотные непросвечивающие
Представляют собой сплошную серую однообразную пелену. Толщина их в среднем 12 километра. Высота основания 4 -5 км, а плотных 2-4 км. Зимой из плотных высокослоистых
облаков выпадает редкий мелкий снег, а летом выпадающие капли по пути к земле испаряются.
При полете в высококучевых башенковидных, хлопьевидных, чечевицеобразных облаках
наблюдается болтанка, а иногда и броски самолета. При полете в высокослоистых облаках
вероятно обледенение самолета.
ОБЛАКА НИЖНЕГО ЯРУСА ( CL).
Высота основания от 2 км и ниже. Состоят преимущественно из водяных капель. При
отрицательных температурах в них могут быть ледяные кристаллы и снежинки. Здесь три
основные формы:
1. Слоисто-кучевые – ( stratocumulus ) Sc
– образовались из кучевых.
Представляют собой серый волнистый облачный покров. Толщина их 200-800 м. Высота
основания зимой 300-600 м, а летом- 600 – 1000 м и выше. Иногда они дают слабые осадки. Под
ними есть дымка.
2. Слоистые – ( stratus ) St
Имеют вид серого однообразного облачного
покрова. Толщина их 200-800 м. Высота основания менее 300 м. Эти облака самые низкие,
могут давать моросящие осадки. Иногда вместо слоистых облаков наблюдаются разорваннослоистые – (Stratus fractus ) Stfr - - -. Под сплошными слоистыми облаками всегда есть дымка,
при отрицательных температурах в них – обледенение.
. Представляют собой сплошной
3. Слоисто-дождевые – ( Nimbostratus ) Ns
темно-серый облачный покров. Толщина 4-5 км. Высота основания зимой в зоне осадков 100 м
и ниже, летом может быть до 1000 м. Из этих облаков выпадают продолжительные осадки в
виде дождя или снега. Под ними в зоне выпадения осадков за счет испарения выпадающих
осадков ( дождя и мокрого снега ) обычно образуются низкие разорванно-дождевые облака.
( Fractonimbus ) Frnb - - -, высота которых 50-100 м. При полете в облаках нижнего яруса в зоне
отрицательных температур наблюдается обычно обледенение. В слоисто-дождевых облаках
летом утром могут встречаться очаги гроз. Зимой они сопровождаются метелями.
Облака вертикального развития ( CL).
Нижняя граница этих облаков лежит в нижнем ярусе, верхняя – в среднем или верхнем
ярусе. Эти облака состоят из водяных капель в нижнем ярусе, ледяных кристаллов в верхнем
ярусе и имеют смешанную структуру в среднем ярусе. Здесь две основные формы:
1. Кучевые – ( cumulus ) Cu
Имеют вид отдельных белоснежных курганов,
вершины которых выпуклые, а основания ровные. Высота основания 600-1500 м. Верхняя
граница зависит от их вертикального развития. Осадков не дают. Иногда кучевые облака
бывают хорошо развиты по вертикали и их вершины достигают 4-5 км. Толщина таких облаков
3-4 км. и называются они мощными кучевыми – ( cumulus congestus ) Cu cong
.
Представляют собой темные
2. Кучево-дождевые – ( cumulonimbus ) Cb
отдельные горнообразные облачные нагромождения, вершины которых могут быть или в виде
белоснежных куполов
или в виде наковален.
Вершины их могут достигать высоты
10-12 км и более. Это зависит от широты места. Высота основания 300-1000 м ( зимой 300-600
м, летом 600-1000 м ). В облаках наблюдаются сильные вертикальные движения, град, броски
самолета, обледенение. Облака дают сильные ливневые осадки, летом в виде дождя и града,
зимой в виде крупных хлопьев снега. Летом дают грозы, шквалы и являются САМЫМИ
ОПАСНЫМИ ДЛЯ АВИАЦИИ. ПОЛЕТЫ В МОЩНЫХ КУЧЕВЫХ И КУЧЕВО-ДОЖДЕВЫХ
ОБЛАКАХ ЗАПРЕЩЕНЫ.
Классификация облаков по условиям образования(генетическая).
В зависимости от причин образования различают три группы облачных форм:
кучевообразные, слоистообразные и волнистые.
Причиной образования кучевообразных облаков являются различные виды конвекции.
К ним относятся: Cu, Cb, Ac ( хлопьевидные, башенковидные), Cc ( кучевообразные).
Причиной образования слоистообразных облаков является медленное и упорядоченное
натекание теплого воздуха по клину холодного воздуха. К ним относятся: Ci, Cs, As, Ns, Frnb.
Волнистые облака образуются в результате волновых колебаний на слоях инверсий и
изотермий. К ним относятся: St, Sc, As ( волнистые), Cc ( волнистые ).
Слоистые облака к слоистообразным не относятся.
Определение параметров облаков и нанесение их на карты погоды.
При наблюдениях за облаками определяется форма, общее количество облаков,
количество облаков нижнего яруса и их высота.
Форма устанавливается по принятой классификации с помощью Атласа облаков.
Количество определяется визуально. Весь небосвод, закрытый облаками, составляет 8
октантов.
Высота нижней границы облаков определяется:
1. шаро-пилотом;
2. прожектором в ночное время;
3. прибором «облако»;
4. самолетом;
5. визуально.
На карты погоды облака наносятся: средний ярус над кружком станции, а над ним
облака верхнего яруса, под кружком станции указывается форма облаков нижнего яруса или
вертикального развития и их количество в октантах. Под формой облаков нижнего яруса или
вертикального развития указывается высота их нижней границы в цифрах кода. В кружке
станции указывается общее количество облаков (рис.7).
Рис.7
Сн
См
О
CL Nh
h
Осадки, их виды, характер, связь с облаками, условия полетов в них.
Атмосферными осадками называются капли воды или кристаллы, выпадающие из
облаков на землю или осаждающиеся из воздуха на поверхность земли. Необходимым
условием выпадения осадков является непрерывный рост капель в облаках. Выпадение осадков
из облаков зависит от микрофизической структуры облака.
По характеру выпадения осадки бывают:
1. Обложные - дождь,
снег,
снег с дождем – Ns, As - это продолжительные
осадки, занимающие большие площади. При мокром снеге или переохлажденном
дожде в них, как правило, наблюдается обледенение самолета.
2. Ливневые дождь,
снег,
крупа,
град,
мокрый снег -.Cb.
Выпадают в большом количестве за короткий промежуток времени, занимают
небольшие площади. Летом сопровождаются грозами и шквалами.
3. Моросящие морось,
снежные зерна – St, Sc. – это мелкие капельки воды
или снежинки, медленно падающие на землю. У земли обычно сопровождаются
дымкой, ухудшая видимость.
При полете в зоне снегопада над заснеженной местностью ухудшается видимость
ориентиров и горизонта. Видимость в ливневых осадках хуже, чем в обложных, а в снеге хуже, чем в дожде. При полете в зоне осадков, кроме плохой видимости, наблюдается
понижение высоты облаков, иногда до 50 – 100 м. В зоне переохлажденного дождя
наблюдается обледенение самолета.
Продолжительные дожди могут привести к размоканию грунтовых аэродромов.
Видимость. Метеорологическая дальность видимости.
Значение видимости для авиации.
Видимость – степень различимости удаленных предметов и огней. Различают
метеорологическую и полетную видимость.
На метеостанциях определяется горизонтальная видимость у земли по выбранным
ориентирам, расстояние до которых известно. Ориентиры могут быть естественными и
искусственными ( черно-белые щиты ). Определение видимости производится с
метеоплощадки, с БПРМ, со старта. В ночные часы видимость определяется по огням на
ориентирах. Видимость со старта вдоль ВПП определяется по щитам, установленным на
определенных расстояниях, которые зависят от категории минимума аэродрома.
Кроме визуального метода, видимость определяется по приборам и по ОВИ ( огни
высокой интенсивности ).
На карты погоды метеорологическая видимость наносится слева от кружка станции в
цифрах кода.
VV
О или VVО - в случае отсутствия осадков и явлений в срок наблюдения.
Ограниченная видимость, вызываемая различными погодными условиями, сильно
затрудняет посадку и взлет самолета, визуальные полеты на малых высотах, а иногда делает их
невозможными. Плохая видимость создает угрозу столкновения самолета с землей или
возвышающимися над ней препятствиями.
Полетная видимость.
Полетная видимость – это видимость, определяемая с самолета. Она может быть:
- горизонтальная полетная видимость
- видимость объектов в воздухе,
находящихся на уровне полета самолета. Она ухудшается в облаках и в
подинверсионных слоях.
- вертикальная полетная видимость – видимость объектов на земной поверхности
по вертикали.
- наклонная (посадочная) видимость – видимость объектов на земной
поверхности под различными углами. Эта видимость особенно важна при
посадке самолета в сложных метеорологических условиях.
Метеорологический минимум.
Чтобы взлет, полет и посадка самолета были безопасными в сложных
метеорологических условиях, введены минимумы погоды – минимально допустимые значения
высоты НГО и видимости, при которых обеспечивается безопасность полета самолета.
Приложение 1
ТЕМА № 4 КАРТЫ ПОГОДЫ.
Понятие о картах погоды. Виды приземных карт погоды.
Изучение погодных процессов на больших территориях наиболее эффективно
производить по картам, на которые условными знаками нанесены результаты
метеонаблюдений. Такие карты называются синоптическими. Карты погоды бывают
приземные и высотные.
На приземные карты наносится погода, наблюдаемая у поверхности земли.
Приземные карты подразделяются на основные и кольцевые.
Основные карты (синкарты) – составляются 4 раза в сутки за сроки 00, 06, 12 и 18
часов гринвичского времени. На них освещается большая территория и служат они для
определения синоптической обстановки (определяются ВМ, АФ, БС). Масштаб: 1:
15000000 (1 см = 150 км).
Кольцевые карты составляются через каждые 3 часа за сроки 00, 03, 06 и. т. д. часов
гринвичского времени. На них освещается несколько административных областей. И служат
они для непосредственного обеспечения полетов (определяется метеорологическая
обстановка, т. е. по отдельным метеоэлементам). Масштаб: 1: 7 500 000 (1 см=75 км). На
всех картах ставится дата и время наблюдения.
Схема наноски метеоэлементов и явлений на приземные карты погоды.
По существующему международному соглашению все метеостанции производят
наблюдения в единые моменты времени, начиная с 00 ч гринвичского времени и затем через
каждые 3 часа. Результаты наблюдений метеостанций кодируются цифрами с помощью
специального международного метеорологического кода КН-01 и отправляются в
установленные адреса в виде телеграмм. Затем эти телеграммы раскодируются и данные
наносятся на карты погоды в виде определенных символов вокруг кружочка станции в
определенном порядке.
Cн
VV
TTT
Cм
РРР
WW
N
± рра
TdTdTd
CL Nh
W
h
1. d d d – направление ветра (в градусах или румбах)
2. fm fm – скорость ветра в м/с.
3. VV – видимость в цифрах кода, читать нужно:
если цифры кода до 50, включительно, то – через запятую,
если 56 и более, то минус 50,
если 90 и более, то – по таблице.
4. WW – погода в срок наблюдения:
дымка
поземок
туман
низовая метель
∞ мгла
S
общая метель
пыльная буря
гололед
зарница
морось
Р Р Р Р гроза
снежные зерна
ливневые осадки
ледяной
обложной дождь
ледяные иглы
явление ослабевает
обложной снег
явление усиливается
дождь
явление наблюдалось в последний час.
5. N – общее количество облаков:
6. Nh – количество облаков нижнего яруса или вертикального развития, а при их
отсутствии это количество облаков среднего яруса в октантах.
7. CL - форма облаков нижнего яруса или вертикального развития.
8. h – высота НГО ,читать нужно: если две цифры кода, то при чтении h цифру кода
умножать на 30. Если одна цифра кода, то - по таблице.
9. См – форма облаков среднего яруса.
10. СН - форма облаков верхнего яруса.
11. ТТТ – температура воздуха (с десятыми долями в градусах Цельсия)
12. Td Td Td – температура точки росы(с десятыми долями в градусах Цельсия)
13. РРР – давление воздуха в гПа;
6) приведенное к уровню моря;
7) с десятыми долями гПа;
8) тремя цифрами;
9) справа вверху от кружка станции.
Чтобы прочитать давление, нужно впереди подставить цифру 10, если первая цифра из трех
< или = 5 и цифру 9, если первая цифра из трех > 5.
14. рр – величина изменения давления за последние 3 часа (с десятыми долями гПа).
15. ά - характеристика барической тенденции
16. W – погода между сроками наблюдений:
S/
- пыльная буря / метель;
туман,
морось,
обложной дождь,
ливневые осадки,
R гроза.
обложной снег,
Примеры:
1
О
9
8
2
О
4
3
8
О
_ _ _ 8
05
4
5
О
5
4
О
_ _ _ 3
03
1. Общее количество облаков 8 октантов.
Количество облаков среднего яруса 8 октантов.
Форма облаков среднего яруса высокослоистые.
2. Общее количество облаков 8 октантов.
Количество облаков нижнего яруса 8 октантов.
Форма облаков нижнего яруса слоисто-дождевые.
НГО 300 м.
3. Общее количество облаков 8 октантов.
Количество облаков нижнего яруса 8 октантов.
Форма облаков нижнего яруса слоисто-дождевые, под ними наблюдаются разорванно дождевые.
НГО 150 м.
4. Общее количество облаков 8 октантов.
Количество облаков нижнего яруса 4 октанта.
Форма облаков нижнего яруса слоисто - кучевые.
НГО 600 м.
Форма облаков среднего яруса высокослоистые.
5. Общее количество облаков 8 октантов.
Количество облаков нижнего яруса 3 октанта.
Форма облаков нижнего яруса разорванно-слоистые.
НГО 90 м.
Форма облаков среднего яруса высоко - слоистые.
Обработка приземных карт погоды.
Обработка включает в себя:
1. Проведение изобар и выделение барических центров. На основных картах изобары
проводятся через 5 ГПа, на кольцевых – через 2, 5 ГПа.
2. Проведение изаллобар и выделение областей роста и падения давления. На синкартах
изаллобары проводятся через 2 ГПа, на кольцевых – через 1 ГПа.
3. Определение положения и обозначение атмосферных фронтов.
4. Подъем карты делает её наглядней и удобней для работы.
Все виды осадков и метель выделяются зелёным цветом соответствующим символом,
а так же гроза и гололёд на синкартах.
Обложные осадки -3 станции и более- выделяют в зону зелёным цветом.
Обложной дождь на отдельных станциях отмечают зелёной штриховкой.
Явления ухудшающие видимость - дымка, туман, мгла, пыльная буря- выделяются жёлтым
цветом соответствующим символом. Туман – 3 станции и более - выделяют в зону жёлтым
цветом с указанием наименьшего значения видимости.
На кольцевых картах: гроза в срок наблюдения поднимается красным цветом, между
сроками наблюдения – синим, гололед в срок наблюдения поднимается красным цветом.
НГО 200 м и ниже подчёркивается красным цветом и выделяется в зону голубого цвета с
указанием самой низкой высоты.
Карты барической топографии.
По данным радиозондирования дважды в сутки за сроки 00 и 12 часов гринвичского
времени составляются высотные карты, они называются картами барической топографии и
дают возможность судить о состоянии метеоэлементов и атмосферных процессов на
различных высотах в тропосфере и нижней стратосфере.
Метод барической топографии основан на анализе положения изобарических
поверхностей в пространстве. Для анализа берется несколько изобарических поверхностей,
называемых главными или основными. Такие карты называются картами абсолютной
топографии ( АТ ), так как на них наносится высота данной изобарической поверхности над
уровнем моря. Составляются следующие карты главных изобарических поверхностей:
АТ-850 характеризует слой 1-2 км
Нср = 1,5 км.
АТ-700 характеризует слой 2-4 км
Нср = 3 км.
АТ-500 характеризует слой 4-6 км
Нср = 5,5 км.
АТ-400 характеризует слой 6-8 км
Нср = 7 км.
АТ-300 характеризует слой 8-10 км Нср = 9 км.
АТ-200 характеризует слой 10-13 км Нср = 12 км.
На карты АТ наносится:
1. Высота изобарической поверхности над уровнем моря в десятках геопотенциальных
метров (декаметрах) (гпт;дкм). Геопотенциальный метр представляет собой работу,
которую нужно затратить на подъем массы воздуха в 1 т на высоту 1м при g = 9,8
м/сек2. Численно геопотенциальный метр отличается от линейного на 0,3 %.
2. Температура воздуха в градусах.
3. Дефицит точки росы в цифрах кода, читать нужно: если цифры кода до 50
включительно, то – через запятую, если 56 и более, то – минус 50.
4. Направление и скорость ветра. Скорость наносится в м/ сек, а читается в км/час.
температура → TT
(в целых градусах Цельсия)
дефицит
→ T – Td
(в цифрах кода)
О
← высота изобарической
поверхности ( в гпт или дкм).
HHH
←
ветер (скорость в км/час)
Кроме того, составляются карты относительной топографии ( ОТ ), на которых
наносится высота одной изобарической поверхности над другой. В основном составляется
карта ОТ 500/1000.
На картах АТ по данным высот и по ветру проводятся изогипсы – линии, соединяющие
точки с одинаковым значением высоты. Они проводятся сплошными чёрными линиями
через 4 декаметра (кратно 4). Все изогипсы оцифровываются соответствующим значением. В
центре низкого давления пишется буква «Н», в центре высокого – «В».
На АТ-850 и АТ-700 (чаще на АТ-850 ) по данным температуры проводятся изотермы –
линии, соединяющие точки с одинаковым значением температуры красными линиями через
2 градуса. В центре низкой температуры пишется синим цветом «холод», в центре высокой –
красным цветом «тепло». На АТ-850 в зоне сгущения изотерм проводятся атмосферные
фронты. На АТ-850 и АТ-700 выделяются зоны сухого и влажного воздуха. Зоны влажного
воздуха (T – Td) ≤ 2о С закрашиваются зелёным цветом, зоны сухого воздуха (Т-Td) > 12о С
на АТ-850 и (T-Td) ) > 150С на АТ-700 - желтым цветом.
На всех картах АТ центр приземного циклона отмечается красным кружком (О ), центр
антициклона – синим (О ).
На картах ОТ проводятся изогипсы, которые одновременно являются и изотермами, так
как характеризуют среднюю температуру слоя. В центре низкого значения пишется «холод»,
в центре высокого – «тепло».
Авиационные карты погоды – АКП.
В зависимости от протяжённости маршрутов и вида полётов используются
прогностические карты: АКП особых явлений и АКП высотные. Они составляются в АМЦ и
дают возможность определить зоны опасных и сложных условий погоды, ожидаемых на
маршруте или в районе полетов.
Аэрологическая диаграмма.
Красная линия – кривая стратификации.
Черная пунктирная линия – кривая температуры точки росы.
Чёрная сплошная линия – кривая состояния.
Если кривая состояния лежит справа от кривой стратификации, то площадь между ними
закрашивается красным цветом, следовательно, атмосфера стратифицирована неустойчиво.
Если кривая состояния лежит слева от кривой стратификации, то площадь между ними
закрашивается синим цветом, следовательно, атмосфера стратифицирована устойчиво.
Рис.1 Карта АТ-700
Рис.2 Приземная кольцевая карта
Рис.3 Приземная Основная синоптическая карта
Рис.4 Приземная Основная синоптическая карта
1) Ветер ЮВ
2) Скорость 8 м/с
3) Видимость: 3.5 км
4) Погода в срок наблюдения: обложной снег
5) Общее количество облаков: 8 октантов
6) Количество облаков нижнего яруса: 8 октантов
7) Форма облаков нижнего яруса: Ns ,а под ними Fr nb
8) Высота НГО= 100 метров
9) Форма облаков среднего яруса: не видно
10)
Форма облаков верхнего яруса: не видно
11)
Температура воздуха: -18.0 град. Цельсия
12)
Температура точки росы: -22.7 град. Цельсия
13)
Давление: 1002.5 гПа
14)
За последние 3 часа давление упало на 2.7 гПа
15)
Падало равномерно
16)
Погода между сроками : низовая метель
1) Ветер ЮЗ
2) Скорость 5 м/с
3) Видимость: 0200 метров
4) Погода в срок наблюдения: туман
5) Общее количество облаков: 8 октантов
6) Количество облаков нижнего яруса: 6 октантов
7) Форма облаков нижнего яруса: St fr
8) Высота НГО= 150 метров
9) Форма облаков среднего яруса: As
10)
Форма облаков верхнего яруса: не видно
11)
Температура воздуха: 5.1 град. Цельсия
12)
Температура точки росы: 5.0 град. Цельсия
13)
Давление: 999.1 гПа
14)
За последние 3 часа давление упало на 0.2 гПа
15)
Падало сначала падало затем не менялось
16)
Погода между сроками : морось
ТЕМА №5 ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ.
Формирование и трансформация воздушных масс.
Воздушными массами называются большие объемы воздуха, соизмеримые по величине с
материками и океанами, и обладающие некоторыми одинаковыми свойствами. Воздушные
массы простираются по площади на сотни тысяч и миллионы кв. км, а по вертикали от земли до
верхней границы, которая может быть от 1-2 км до тропопаузы. Районы, где формируются
воздушные массы, называются очагами формирования воздушных масс. Изменение свойств
воздушных масс при перемещении называется трансформацией воздушных масс.
Термодинамическая классификация и характеристика
воздушных масс.
Классификация по термическому признаку:
Теплой ВМ называется такая ВМ, которая движется над более холодной ПП, приносит
потепление, а сама охлаждается.
Холодной ВМ называется такая ВМ, которая движется над более теплой ПП, приносит
похолодание, а сама нагревается.
Классификация по динамическому признаку:
В зависимости от наличия условий для развития вертикальных движений ВМ
подразделяются на устойчивые (УВМ) и неустойчивые (НВМ).
Устойчивой воздушной массой (УВМ) называется такая масса, в которой нет условий
для развития конвективных (восходящих) движений воздуха. УВМ всегда более теплая, чем
ПП, поэтому при своем движении ВМ охлаждается, причем в нижних слоях больше. Это
приводит к тому, что ‫ ﻻ‬уменьшается, и образуются изотермии или инверсии у земли или на
некоторой высоте.
При значительной влажности воздуха под инверсией образуются Sc, низкие St (50-100
м) облака, из которых могут выпадать моросящие (морось, снежные зерна) осадки, у земли они
обычно сопровождаются дымкой, ухудшая видимость. При очень большой влажности у земли
образуются туманы. При отрицательных температурах в облаках и осадках наблюдается
обледенение
самолетов, а у земли гололед. Ветры в УВМ устойчивые, полет протекает
спокойно, без болтанки.
Таким образом, во влажной УВМ затруднены взлет, посадка, горизонтальный полет
на малых высотах. Сложные условия погоды и полетов могут наблюдаться от земли до Н = 1-2
км. Более благоприятные условия для полетов наблюдаются выше облаков, где погода ясная
или небольшая облачность среднего или верхнего яруса.
Погода, характерная для влажной УВМ, наблюдается обычно в холодное время года, а
летом – обычно ночью и в ранние утренние часы. В теплое время года в дневные часы, когда
воздух обычно сухой, в УВМ наблюдается ясная или малооблачная погода.
УВМ:
Неустойчивой воздушной массой (НВМ) называется такая масса, в которой есть
условия для развития восходящих конвективных движений воздуха. НВМ обычно более
холодная, чем ПП. В результате нагревания воздуха от ПП
‫ ﻻ‬увеличивается и достигает 1о и более на 100 м Н.
При значительной влажности воздуха в результате конвекции образуются мощные
кучевые и кучево-дождевые облака. Из кучево-дождевых выпадают осадки: летом дождь, град;
зимой – снег, крупа. В теплое время года обычно в послеполуденные часы в НВМ кучеводождевые сопровождаются грозами, шквалами, болтанкой, обледенением.
Ветры в НВМ сильные, порывистые. Ливни и грозы затрудняют полет, так как в
полете эти очаги приходится обходить.
Наиболее благоприятные условия для полетов будут выше вершин или в стороне от
облаков. Если воздух сухой, то в НВМ может быть ясная или малооблачная погода, но болтанка
и сильный ветер будут затруднять работу авиации, особенно во второй половине дня.
НВМ:
AC - недоразвитые кучевые, образованные от кучёвок
Географическая классификация воздушных масс.
При географической классификации воздушных масс учитывается, в каких широтах
происходит формирование ВМ. Выделяют основные типы:
-
арктический воздух (АВ)
умеренный воздух (УВ),
тропический воздух (ТВ),
экваториальный воздух (ЭВ).
Каждая из ВМ, кроме экваториальной, в зависимости от ПП, над которой она
формировалась, может быть континентальной или морской.
На территории Западной Европы и СНГ наблюдаются ВМ:
КАВ: зимой – УВМ, летом – НВМ.
МАВ: зимой и летом – НВМ
КУВ: зимой -УВМ, летом – НВМ
МУВ: зимой -УВМ, летом – НВМ
КТВ: зимой – УВМ, летом – НВМ
МТВ: зимой – УВМ, летом – НВМ.
ТЕМА № 6 АТМОСФЕРНЫЕ ФРОНТЫ.
Общие сведения об атмосферных фронтах и условия их образования.
Переходная зона между разными ВМ называется фронтальной зоной.
ТВ
несколько сот. метров
1- 2 км
ХВ
несколько дес. км
Угол наклона
очень мал и составляет несколько десятков минут. Фронтальная зона
обычно является слоем инверсии, т. е. задерживающим слоем. Место пересечения
фронтальной поверхности с землёй называется фронтом. На синоптических картах фронт
проводится в виде линии.
Основной причиной образования фронтов является горизонтальный перенос ВМ
навстречу друг другу.
Классификация фронтов и обозначение их на картах погоды.
Фронты, разделяющие основные географические типы воздушных масс, называются
главными фронтами. К ним относятся:
•
арктический
•
полярный
•
тропический
Рис.1.
47
В зависимости от активности и направленности движения воздушных масс по обе
стороны фронта, отдельные участки главных фронтов могут принимать характер тёплого или
холодного фронта.
Тёплым фронтом называется участок главного фронта, движущийся в сторону
холодного воздуха, за ним движется тёплый воздух. На карте тёплый фронт проводится
красным цветом, а в одноцветной печати обозначается (рис.2):
Рис.2
Холодным фронтом называется участок главного фронта, движущийся в сторону
тёплого воздуха, за ним движется холодный воздух. На карте холодный фронт проводится
синим цветом, а в одноцветной печати обозначается (рис.3):
Рис.3
Холодный фронт движется всегда быстрее тёплого, догоняет его и смыкается с ним.
Фронт, образовавшийся в результате смыкания холодного и тёплого фронтов, называется
фронтом окклюзии. На карте проводится коричневым цветом, а в одноцветной печати
обозначается (рис.4):
Рис.4
Участок главного фронта, остающийся почти без движения, называется
стационарным (малоподвижным) фронтом. На карте проводится красным и синим цветом,
а в одноцветной печати обозначается (рис.5):
Рис.5
48
Кроме главных фронтов есть вторичные холодные фронты, которые являются
разделом между различными порциями одной и той же воздушной холодной массы. На карте
вторичные фронты проводятся синей прерывистой линией, а в одноцветной печати
обозначаются (рис.6):
Рис.6
А так же есть верхние теплые фронты, которые прослеживаются на высотах и
разделяют главные ВМ. На карте верхние теплые фронты проводятся красной прерывистой
линией, а в одноцветной печати обозначаются (рис.6а) :
Рис. 6а
В зависимости от вертикальной протяжённости фронты бывают: приземные (они же и
вторичные) прослеживаются в слое воздуха от земли до высоты 1-2-3 км; верхние (обычно
тёплые) у земли не прослеживаются, но хорошо выражены в средней и верхней тропосфере;
тропосферные (они же и главные) прослеживаются в слое воздуха от земли до тропопаузы(рис .7).
Рис.7
49
Тёплый фронт, условия погоды и полётов в его зоне.
В зоне тёплого фронта наступающий тёплый воздух оттесняет у земли холодный
воздух и очень медленно натекает по клину отступающего холодного воздуха, что приводит
к его охлаждению(рис.8).
Рис.8
При значительной влажности воздуха в результате этого образуется обширная
слоистообразная облачная система: примерно за 800-1000 км появляются перистые
когтевидные облака, затем они переходят в перисто-слоистые. Постепенно облачность
понижается. Перисто-слоистые переходят в высоко-слоистые. а затем в слоисто-дождевые.
Первые осадки начинают выпадать с высотой ≈ 5 км, но земли они не достигают. Земли
достигают осадки, выпадающие с высоты 3-4 км. Осадки обложные. Ширина зоны осадков
перед фронтом зимой 300-400 км, летом 200-300км. В зоне выпадения осадков образуются
низкие разорвано-дождевые облака высотой 50-100 м. При очень большой влажности
воздуха здесь могут образоваться туманы, ширина зоны которых ≈ 200 км.
За фронтом облака могут переходить в слоистые или слоисто-кучевые, а осадки – в
моросящие.
50
С появлением перистых облаков давление у земли начинает интенсивно падать, и
максимальное падение давления наблюдается перед фронтом в зоне осадков. За фронтом
падение давления ослабевает, переходит на ровный ход.
Влажность и температура воздуха перед фронтом постепенно повышаются, а за
фронтом наступает потепление.
Ветер перед фронтом усиливается, становится порывистым, максимальная скорость
наблюдается перед прохождением фронта, а затем скорость ветра ослабевает. Перед
фронтом ветер дует параллельно или почти параллельно линии фронта, преобладает
восточный и юго-восточный, а за фронтом ветер поворачивает вправо, дует
перпендикулярно линии фронта, преобладает южный и юго-западный.
При сильных ветрах зимой прохождение фронта сопровождается общей метелью. При
температурах воздуха от 0° до - 3° наблюдается гололёд. В облаках в зоне отрицательных
температур, а также под облаками в зоне переохлаждённого дождя может наблюдаться
обледенение самолётов.
В летнее время на тёплом фронте, обычно утром, могут возникать очаги кучеводождевых облаков с ливнями и грозами. Чаще эти очаги замаскированы слоисто-дождевой и
высоко-слоистой облачностью. Рис.9
Рис.9. Теплый фронт летом в утренние часы
Если воздух сухой, то облачная система тёплого фронта состоит только из облаков
среднего и верхнего яруса.
На полёт в зоне тёплого фронта оказывают влияние: низкая облачность, плохая
видимость в зоне осадков и в тумане, сильный ветер, метель, обледенение, гололёд, грозы.
Чаще полёты в зоне тёплого фронта невозможны.
Средняя скорость смещения 25-30 км/час.
Тёплые фронты обостряются в холодный период года и летом утром.
Погода теплого фронта :
Зима: Вся погода перед фронтом: 8окт Ns Frnb
усиление ветра
Лето: Вся погода перед фронтом: 8окт
5 − 6км
= ≡ Ns Frnb 300 − 400 м As
5 − 6км
100 − 200 м As
.
ночью и утром
возможны маскированные Cb R
51
Холодный фронт 1 рода, условия погоды и полётов в его зоне.
В зависимости от скорости движения и характера восходящих потоков вытесненного
тёплого воздуха холодный фронт бывает медленнодвижущимся (1рода) и быстро
движущимся (2 рода). Холодный фронт 1 рода смещается со скоростью 10-20 км/час
(Vср.- 15 км/час). Холодный воздух оттесняет у земли тёплый и одновременно под него
подтекает и вытесняет вверх (рис.10).
Рис.10
Рис. 10. ХФ1 рода в зимнее время и ХФ I рода в летнее время
52
В холодное время года вытесненный тёплый воздух поднимается вверх с небольшой
скоростью и натекает по клину холодного. Это приводит к образованию облачной системы
такой же как и на тёплом фронте, но расположенной в обратной последовательности (NS AS
CS Ci ). Верхняя граница облачной системы 5-7 км. Фронты дают низкую облачность,
обложные осадки, причём основная зона осадков располагается за фронтом. Ширина
зоны осадков 100-200 км. В зоне выпадения осадков образуются разорванно-дождевые
облака, высотой 50-100м. При очень большой влажности здесь могут образоваться туманы,
ширина зоны которых 50-100 км.
Давление перед фронтом незначительно падает, а за фронтом незначительно растёт.
Ветер при прохождении фронта сильный, порывистый. Перед фронтом дует параллельно или
почти параллельно линии фронта, преобладает южный, юго-западный, а за фронтом ветер
поворачивает вправо, дует перпендикулярно линии фронта, преобладает северо-западный,
северный и ослабевает.
В тёплый период года, вытесненный тёплый воздух поднимается вверх со
значительной скоростью. Это приводит к бурному процессу конденсации и к образованию
мощных по вертикали кучево-дождевых облаков, верхняя граница которых иногда достигает
высоты 10-12 км. Прохождение фронта сопровождается ливнями, грозами, шквалами, а за
фронтом осадки переходят в обложные, так как облачность за фронтом переходит в
слоистообразную. Ширина зоны осадков 100-200 км и располагается она по обе стороны от
фронта. В зоне осадков образуются низкие разорванно-дождевые облака. За фронтом, как и
зимой, наступает похолодание. Давление и ветер изменяются также как и зимой.
Погода холодного фронта 1 рода:
Погода зимой: За фронтом: 8окт
Ns Frnb 4 − 5км As
200 − 300 м
перед фронтом усиление ветра
Погода летом: Перед фронтом: 6 окт Cb
= ≡ иногда
8 − 10км
За фронтом: 8окт Ns Frnb 300 − 400 м As
=
53
Холодный фронт 2 рода, условия погоды и полётов в его зоне.
Холодный фронт 2 рода движется со скоростью 40-50 км/час, иногда до70 км/час
( Vср. – 50 км/час). За счёт большой скорости смещения холодный воздух движется валом,
подтекает под тёплый воздух и вытесняет его вверх до больших высот (рис.11).
Рис.11 ХФ 2 рода
Это приводит к бурному процессу конденсации водяного пара и к образованию очень
мощных по вертикали кучево-дождевых облаков, верхняя кромка которых проникает в
нижние слои стратосферы. Зимой верхняя граница 5-7 км. Нижняя граница зимой 300-400 м,
а в зоне осадков – 100-200 м; летом – 800-1000 м.
Перед фронтом на расстоянии ≈ 100-300 км появляются высоко-кучевые
чечевицеобразные облака. Фронтальные кучево-дождевые облака располагаются вдоль
фронта непрерывной стеной на сотни километров.
В облаках наблюдаются мощные вертикальные движения, которые обуславливают
сильную болтанку и броски самолёта. У земли прохождение фронта сопровождается
ливнями, грозами, шквалами, зимой снежными «зарядами». Ширина зоны осадков 50-70 км.
54
В зоне отрицательных температур – интенсивное обледенение. За фронтом наступает резкое
прояснение, обусловленное нисходящими потоками в зафронтальном холодном воздухе.
Давление перед фронтом незначительно падает, а за фронтом интенсивно растёт.
Температура воздуха за фронтом резко понижается.
В полёте при наличии локатора фронт можно обнаружить за 200 км, визуально – за
несколько десятков км.
Полёты в облаках холодного фронта запрещены. Полёты под облаками не
рекомендуются. Можно лишь обходить холодный фронт выше вершин облаков на высоте не
менее 500 м от вершины.
Холодные фронты обостряются летом днём.
Погода холодного фронта 2 рода:
Погода зимой: Вся погода перед фронтом: 65 − 6км
8окт Cb 200 − 300 м
Погода летом: Вся погода перед фронтом : 6-8окт
10 − 12км
Cb 400 − 500 м
R
▲
сдвиги ветра
55
Вторичные фронты, условия погоды и полётов в их зоне.
Вторичные фронты возникают обычно в холодных воздушных массах за счёт
неодинакового прогрева воздуха от подстилающей поверхности до высоты 1-3 км.
На вторичных фронтах образуются Cu, мощно-кучевые, кучево-дождевые облака.
Фронты летом дают ливни, грозы, шквалы; зимой – снежные «заряды», усиление ветра.
Ширина зоны осадков ≈ 10 км. Давление перед фронтом незначительно падает, а за фронтом
незначительно растёт. Средняя скорость смещения ≈ 50 км/час Рис.12
Для авиации опасны летом днём.
Рис.12
56
Фронты окклюзии, их образование и типы. Условия погоды и полётов в их зоне.
Образование фронта окклюзии происходит за счёт того, что холодный фронт,
смещаясь быстрее тёплого, догоняет его и смыкается с ним, тёплый воздух при этом
вытесняется вверх
Различают 2 типа фронтов окклюзии:
1. Если холодный воздух, движущийся за холодным фронтом, оказывается менее
холодным, чем холодный воздух перед тёплым фронтом, то образуется тёплый фронт
окклюзии (рис.13).
Рис.13
В момент смыкания облачная система представляет собой сочетание облачной
системы тёплого и холодного фронтов. Прохождение фронта у земли характеризуется
чередованием обложных осадков с ливневыми. Ширина зоны осадков 100-200 км. Во
фронтальных облаках при отрицательных температурах наблюдается обледенение
самолётов, причём наибольшая его интенсивность и опасность в кучево-дождевых облаках.
В дальнейшем по мере распространения процесса окклюдирования в более высокие
слои тропосферы на фронтах тёплой окклюзии образуется низкая слоистая, слоисто-кучевая,
слоисто-дождевая облачность. Осадки выпадают моросящие или обложные, ухудшающие
видимость. Тёплые фронты окклюзии чаще всего наблюдаются в холодный период
года.
57
Погода тёплого фронта окклюзии:
5 − 7км
Перед фронтом: 6-8окт Ns Frnb 100 − 200 м As
5 − 7км
100
− 200 м As St Sc
За фронтом: 6-8окт Ns Frnb
≡
маскированные Cb
≡
2. Если холодный воздух, движущийся за холодным фронтом, оказывается более
холодным, чем холодный воздух перед тёплым фронтом, то образуется холодный фронт
окклюзии (рис.14).
Рис.14
По мере вытеснения тёплого воздуха вверх на холодной окклюзии образуются
кучево-дождевые облака, прохождение которых сопровождается ливнями, грозами,
усилением ветра. Ширина зоны осадков 100-200 км.
Облачная система холодного фронта окклюзии более мощная и опасная, чем
облачность тёплого фронта окклюзии. В кучево-дождевых облаках наблюдается сильная
турбулентность, обледенение. Холодные фронты окклюзии наблюдаются в основном в
тёплый период года.
Условия полётов на фронтах окклюзий менее сложны и опасны, так как наличие
безоблачных прослоек даёт возможность пересекать их вне облаков. Однако наличие кучеводождевых облаков требует повышенного внимания лётного состава при полётах в их зоне.
Давление перед фронтом окклюзии незначительно падает, за фронтом незначительно
растёт.
58
Средняя скорость смещения тёплого фронта окклюзии – 20-25 км/час; холодного
фронта окклюзии – 40-45 км/час.
Погода холодного фронта окклюзии:
9 − 11км
Перед и за фронтом: 6-8окт Ns Frnb 300 − 400 м As маскированные Cb
▲
В горизонтальной плоскости фронты окклюзии выглядят так:
Рис.15
Стационарные фронты, условия погоды и полётов в их зоне.
Рис.16
По обе стороны такого фронта воздушные массы перемещаются параллельно или
почти параллельно линии фронта. За счёт разных температур и плотности воздушных масс
на стационарных фронтах возникают волны, при этом один участок фронта приобретает
характер тёплого, а соседний – характер холодного.
Облачная система стационарного фронта такая же, как и у тёплого фронта.
Однако в тёплый период года в вершине волны образуются очаги кучево-дождевых
облаков, прохождение которых сопровождается ливнями, грозами, шквалами.
59
Приложение – выжимка по фронтам
Тип погоды:
Зима
УВМ
Лето
Схема формирования:
Схема формирования:
(хорошо выражена зимой из-за контраста воздуха (выражена только ночью и утром )
и земли)
Инверсия адвективная
Вертикальные движения: волновые колебания
Генетическая группа облаков: волнистые
Виды облаков: St, Sc,
As(волнистые),Cc(волнистые)
Осадки: моросящие:
морось.
снежные зерна
Поведение давления: незначительное падение,
ровный ход
Характер ветра: спокойный, устойчивый
ОЯ:
низкие St ;
═ дымки, ≡ туманы (адвективные);
обледенение в облаках:
умеренное - при пробивке на этапах
взлета и посадки,
сильное - при ГП;
обледенение в осадках,
гололед на
ВПП;
WS сдвиги ветра на верхних слоях
инверсии.
Инверсия радиационная
Вертикальные движения: ночью и утром волновые колебания, днем – термическая
конвекция (из-за смены характера при сильном
прогреве земли)
Генетическая группа облаков: волнистые,
кучевообразные (днем);
Виды облаков: чаще погода ясная или
малооблачная, могут быть St, Sc,
As(волнистые),Cc(волнистые),
днем - Cu, Cu cong, иногда Cb;
Осадки: могут быть днем ливневые:
ливневой дождь,
редко морось;
Поведение давления: незначительное падение,
ровный ход
Характер ветра: спокойный, устойчивый
ОЯ:
низкие St;
═ дымки, ≡ туманы (радиационные);
болтанка слабая, умеренная, (сильная
только в зоне Cb);
грозы (термические)
60
Тип погоды:
Зима
НВМ
Лето
Схема формирования:
(слабо выражена зимой из-за малого контраста
воздуха и земли)
Схема формирования:
(хорошо выражена летом из-за контраста воздуха и
земли)
Вертикальные движения: в движущейся ВМ
возникают термическая и динамическая
турбулентность, в малоподвижной ВМ –
термическая конвекция
Генетическая группа облаков: кучевообразные
Виды облаков: чаще наблюдаются Sc
(кучевообразные, как недоразвитые кучевые) и Ac,
реже Cu, Cu cong, Cb, Ac (хлопьевидные,
башенковидные, кучевообразные), Cc
(кучевообразные)
Осадки: ливневые
ливневой снег,
ливневой снег с дождем
ливневая крупа
Поведение давления: рост давления,
неравномерное распределение вдоль земной
поверхности
Характер ветра: сильный, порывистый
(затрудняющий взлет, посадку, руление)
ОЯ:
сильный, порывистый ветер;
Вертикальные движения: в движущейся ВМ
возникают термическая и динамическая
турбулентность, в малоподвижной ВМ – термическая
конвекция
Генетическая группа облаков: кучевообразные
Виды облаков: Cu, Cu cong, Cb, Ac (хлопьевидные,
башенковидные, кучевообразные), Cc
(кучевообразные)
Осадки: ливневые
ливневой дождь,
град
Поведение давления: рост давления, неравномерное
распределение вдоль земной поверхности
Характер ветра: сильный, порывистый (
затрудняющий взлет, посадку, руление)
ОЯ:
сильный, порывистый ветер;
болтанка: слабая, умеренная,
ливневые осадки;
поземки,
низовые метели
болтанка: слабая, умеренная,
туманы (радиационные) в малоподвижных
ВМ при прояснении
сильная в зоне Cb (сдвиги ветра);
ливневые осадки;
грозы адвективные (в подвижных
ВМ)
грозы термические ( в малоподвижных ВМ)
≡ туманы (радиационные) в малоподвижных
ВМ при прояснении
61
Тип погоды:
Теплый фронт
Зима
Схема формирования:
(хорошо выражен зимой из-за контраста ВМ)
Вертикальные движения: медленное и
упорядоченное натекание(скольжение) теплого
воздуха по клину холодного
Инверсия фронтальная
Генетическая группа облаков: слоистообразные
Виды облаков: Ci, Cs, As, Ns под ними Fr nb
Ширина облачной системы: 800-1000 км перед
линией фронта
Осадки: обложные
обложной снег,
обложной снег с дождем,
переохлажденный дождь,
ледяной дождь
Ширина зоны осадков: 300-400 км
Поведение давления: перед фронтом значительно
падает, за фронтом слабо падает или ровный ход
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Низкие Ns и Fr nb
Плохая видимость в осадках(умеренные до 1 2 км)
Сильный ветер
Общая метель
≡ Туманы(фронтальные)- ширина зоны 100-200
км
Обледенение в облаках:
сильное в Ns
умеренное в As
Обледенение в осадках,
гололед на ВПП,
WS сдвиги ветра при пересечении
фронтальной поверхности
Лето
Схема формирования:
(слабо выражен летом из-за малого контраста
ВМ, имеет вид размытого фронта)
Вертикальные движения: медленное и
упорядоченное натекание(скольжение) теплого
воздуха по клину холодного, ночью и рано утром
конвекция
Инверсия фронтальная
Генетическая группа облаков:
слоистообразные
Виды облаков: Ci, Cs, As, Ns под ними Fr nb,
ночью и рано утром маскированные Cb
Ширина облачной системы: 800-1000 км
Осадки: обложные
обложной дождь, ливневой дождь
Ширина зоны осадков: 200-300 км
Поведение давления: перед фронтом
значительно падает, за фронтом слабо падает или
ровный ход
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Плохая видимость в ливневых осадках
Сильный ветер
≡ Туманы(фронтальные)
Грозы (фронтальные) маскированные
ночью и ранние утренние часы
WS сдвиги ветра при пересечении
фронтальной поверхности
62
Тип погоды:
Схема формирования:
Зима
Холодный фронт 1 рода(медленно смещающийся)
Вертикальные движения: ответное медленное и
упорядоченное натекание (скольжение) теплого
воздуха по клину холодного (зеркальное отражение
ТФ)
Инверсия фронтальная
Генетическая группа облаков: слоистообразные
за линией фронта
Виды облаков: Ns под ними Fr nb, As, Cs
Ширина облачной системы: 100-200 км за линией
фронта
Осадки: обложные
обложной снег,
обложной снег с дождем,
иногда переохлажденный дождь,
Ширина зоны осадков: 100-200 км
Поведение давления: перед фронтом незначительно
падает, за фронтом слабо растет
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Низкие Ns и Fr nb
Плохая видимость в осадках(умеренные до 1 – 2
км)
≡ Туманы(фронтальные)- ширина зоны 50-100
км
Обледенение в облаках:
сильное в Ns
умеренное в As
Обледенение в осадках,
гололед на ВПП
WS сдвиги ветра при пересечении фронтальной
поверхности
Схема формирования:
лето
Вертикальные движения: перед фронтом
вынужденная конвекция, за фронтом медленное
и упорядоченное натекание (скольжение) теплого
воздуха по клину холодного
Инверсия фронтальная
Генетическая группа облаков: перед фронтом
кучевообразные, за фронтом слоистообразные
Виды облаков: перед фронтом Cb, за фронтом
Ns под ними Fr nb, As, Cs
Ширина облачной системы: 100-200 км по обе
стороны от линии фронта
Осадки: обложные и ливневые
обложной дождь, ливневой дождь
Ширина зоны осадков: 100-200 км
Поведение давления: перед фронтом
незначительно падает, за фронтом слабо растет
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Перед линией фронта:
Сильный ветер,
шквал
Плохая видимость в ливневых осадках,
град
Грозы (фронтальные)
За линией фронта:
Низкие Ns и Fr nb
Обледенение в облаках:
сильное в Cb
≡ Туманы(фронтальные за линией фронта)
WS сдвиги ветра при пересечении
фронтальной поверхности
63
Тип погоды:
Зима
Фронт окклюзии
Лето
Схема формирования:
Схема формирования:
Вертикальные движения: медленное и упорядоченное
натекание теплого воздуха по клиньям холодного в обе
стороны, конвективное вытеснение теплого воздуха
вверх, за линией фронта волновые колебания на
инверсии
Инверсия фронтальная, адвективная
Генетическая группа облаков: слоистообразные,
кучевообразные, волнистые
Виды облаков: попеременно чередующиеся Ns под
ними Fr nb, As, Cs, маскированные Cb, за линией фронта
St, Sc
Ширина облачной системы: 100-200 км по обе
стороны от линией фронта
Осадки: перед линией фронта чередующиеся обложные
и ливневые,
за линией фронта чередующиеся обложные и моросящие
обложной и ливневой снег, обложной и ливневой
снег с дождем,
переохлажденный дождь, за линией фронта
морось,
переохлажденная морось
Ширина зоны осадков: 100-200 км по обе стороны от
линии фронта
Поведение давления: перед фронтом незначительно
падает, за фронтом слабо растет
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно линии
фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Низкие Ns и Fr nb
Сильный ветер
Плохая видимость во всех видах осадков
Общие метели перед линией фронта
≡ Туманы(фронтальные, за линией фронта
адвективные)
Обледенение в облаках:
сильное в Ns и Cb,
умеренное в St, Sc
Вертикальные движения: медленное и
упорядоченное натекание теплого воздуха по
клиньям холодного в обе стороны, конвективное
вытеснение теплого воздуха вверх перед линией
фронта и в зоне теплого воздуха, за линией фронта
термическая и динамическая турбулентность,
термическая конвекция
Генетическая группа облаков: слоистообразные,
кучевообразные
Виды облаков: попеременно чередующиеся Ns под
ними Fr nb, As, Cs, маскированные Cb
Ширина облачной системы: 100-200 км по обе
стороны от линией фронта
Осадки: чередующиеся обложные, ливневые
обложной и ливневой дождь,
град
Шир ина зоны осадков: 100-200 км по обе стороны
от линии фронта
Поведение давления: перед фронтом незначительно
падает, за фронтом слабо растет
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Низкие Ns и Fr nb
Сильный ветер,
шквал
Плохая видимость в ливневых осадках,
град
Обледенение в облаках:
сильное в Cb
Грозы (фронтальные)
WS Сдвиги ветра при пересечении фронтальной
поверхности
Обледенение в осадках,
гололед на ВПП
WS сдвиги ветра при пересечении фронтальной
поверхности
64
Тип погоды:
Зима
Холодный фронт 2 рода(быстро смещающийся)
Лето
Схема формирования:
Схема формирования:
Вертикальные движения: перед фронтом
вынужденная конвекция, за фронтом нисходящие
движения воздуха
Генетическая группа облаков: перед фронтом
кучевообразные, за фронтом резкое прояснение
Виды облаков: Cb
Ширина облачной системы: 50-70 км перед
линией фронта
Осадки: ливневые
ливневой снег, ливневая крупа
Ширина зоны осадков: 50-70 км
Поведение давления: перед фронтом
незначительно падает, за фронтом очень
интенсивно растет
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Вся погода перед линией фронта:
Сильный ветер, WS сдвиги ветра
Плохая видимость в ливневых осадках,
Обледенение в облаках:
сильное в Cb
Вертикальные движения: перед фронтом
вынужденная конвекция, за фронтом
нисходящие движения воздуха
Генетическая группа облаков: перед фронтом
кучевообразные, за фронтом резкое прояснение
Виды облаков: Cb, зачастую расположенные
сплошной стеной(забором)
Ширина облачной системы: 50-70 км перед
линией фронта
Осадки: ливневые
ливневой дождь, град
Ширина зоны осадков: 50-70 км
Поведение давления: перед фронтом
незначительно падает, за фронтом очень
интенсивно растет
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Вся погода перед линией фронта:
Сильный ветер,
шквал, WS сдвиги
ветра
Плохая видимость в ливневых осадках,
град
Грозы (фронтальные)
Обледенение в облаках:
сильное в Cb
65
Тип погоды:
Зима
Вторичный холодный фронт
Лето (быстро смещающийся)
Схема формирования:
Схема формирования:
Вертикальные движения: перед фронтом
вынужденная конвекция при подклинивании более
холодной порции воздуха под менее холодную (
при очень малой скорости подклинивания и малого
контраста порций воздуха возникает медленное и
упорядоченное натекание МХВ на клин БХВ)
Генетическая группа облаков: перед фронтом
кучевообразные (за линией фронта при очень малой
скорости подклинивания и малого контраста
порций воздуха возникают слоистообразные)
Виды облаков: Cb,(при очень малой скорости
подклинивания и малого контраста порций воздуха
возникают Ns и Fr nb)
Ширина облачной системы: 10 км перед линией
фронта (небольшие зоны за линией фронта при
очень малой скорости подклинивания и малого
контраста порций воздуха)
Осадки: ливневые (обложные - при очень малой
скорости подклинивания и малого контраста
порций воздуха)
ливневой снег ( обложной снег)
Ширина зоны осадков: 10 км
Поведение давления: перед фронтом
незначительно падает, за фронтом незначительно
растет
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Перед линией фронта:
Сильный ветер
Плохая видимость в ливневых осадках
Обледенение в облаках:
сильное в Cb ;
За линией фронта(при очень малой скорости
подклинивания и малого контраста порций
воздуха)
Низкая облачность
Ухудшение видимости в обложных осадках
Вертикальные движения: перед фронтом
вынужденная конвекция при подклинивании
более холодной порции воздуха под менее
холодную
Генетическая группа облаков: перед фронтом
кучевообразные
Виды облаков: Cu, Cu cong, Cb
Ширина облачной системы: 10 км перед
линией фронта
Осадки: ливневые
ливневой дождь,град
Ширина зоны осадков: 10 км
Поведение давления: перед фронтом
незначительно падает, за фронтом незначительно
растет
Характер ветра: перед фронтом дует
параллельно(почти параллельно) и значительно
усиливается; за фронтом дует перпендикулярно
линии фронта (толкающий) и ослабевает
ОЯ:
Вся погода перед линией фронта:
Сильный ветер,
шквал,WS сдвиги
ветра
Плохая видимость в ливневых осадках,
град
Грозы (фронтальные)
Обледенение в облаках:
сильное в Cb
66
ТЕМА № 7 БАРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ.
Общие сведения о барических системах.
Система распределения давления в каком-либо районе, характеризующаяся
определённым расположением изобар и системой ветров, называется барической системой
(БС).
Основные барические системы: циклоны и антициклоны.
Промежуточные барические системы: гребни, ложбины, седловины.
ЦИКЛОН - это барическая система, очерченная на карте замкнутыми изобарами,
давление в которой понижается от периферии к центру, а ветры у земли дуют от периферии к
центру против часовой стрелки. На карте обозначается – Н (низкое).
АНТИЦИКЛОН – это барическая система, очерченная на карте замкнутыми
изобарами, в центре которой давление наибольшее и уменьшается от центра к периферии, а
ветры у земли дуют от центра к периферии по часовой стрелке. На карте обозначается – В
(высокое).
Стадии эволюции ( развития ) циклона.
Циклоны возникают на малоподвижных главных фронтах при большой контрастности
температур и давления в зоне фронта у земли и на высоте и при своём существовании
проходят 4 стадии:
1 стадия – образование волны. Волны на стационарных фронтах перемещаются в
направлении потоков над ними на высоте так, что тёплый воздух остаётся справа от
направления движения. Образовалась волна и сразу же начинает образовываться облачность,
соответствующая типу фронта. В вершине волны образуется циркуляция воздуха против
часовой стрелки – циклоническая циркуляция. В вершине волны и перед тёплым фронтом
начинается падение давления. В этой стадии образуется одна замкнутая изобара, именно
так определяется эта стадия на картах погоды (рис.1а).
2 стадия – молодой циклон. В этой стадии имеется несколько замкнутых изобар. Падение
давления в центре циклона продолжается, циклон углубляется. Циклоническая циркуляция
усиливается и распространяется вверх, до высоты 3 км. На АТ-700 над циклоном имеются
замкнутые изогипсы. Амплитуда волны увеличивается и образуется тёплый сектор
циклона – часть циклона между тёплым и холодным фронтом, где воздух тёплый.
Часть циклона перед тёплым фронтом называется передней частью циклона. Здесь
наблюдается максимальное падение давления.
Часть циклона за холодным фронтом называется тыловой частью циклона. Здесь
наблюдается максимальный рост давления.
В этой стадии хорошо выражена изаллобарическая пара циклона. Циклон смещается с
большой скоростью и существует около суток или несколько больше. На карте:
1) несколько замкнутых изобар;
2) хорошо выраженный тёплый сектор циклона, т.е. тёплый воздух распространяется
до центра циклона (рис.1 б).
3 стадия – максимальное развитие (окклюдирование циклона). К началу этой стадии
давление в центре достигает минимального значения, т.е. циклон достигает максимальной
глубины. С самого начала образования циклона холодный фронт смещается быстрее тёплого,
а в этой стадии догоняет его и в центре циклона образуется фронт окклюзии. В центр
заходит холодный воздух, что приводит к росту давления в центре циклона, циклон
67
заполняется. Место, где происходит смыкание холодного и тёплого фронтов, называется
точкой окклюзии. Максимальное падение давления наблюдается впереди точки окклюзии, а
максимальный рост – за ней. Циклоническая циркуляция в этой стадии распространяется до
высоты 5 км. Скорость движения циклона уменьшается. На карте: на территории циклона
есть фронт окклюзии и тёплый сектор (рис.1 в).
4 стадия – старый заполняющийся циклон (окклюдированный циклон).
В этой стадии в циклоне имеются лишь фронт окклюзии и вторичные фронты. У земли в
циклоне наблюдается лишь холодный воздух, поэтому на больших площадях циклона
давление растёт, циклон продолжает заполняться. Однако на высоте циклонический вихрь
ещё развивается до высоты верхней тропосферы. В этой стадии циклон становится высоким
и малоподвижным. На карте: на территории циклона есть только фронт окклюзии
(рис.1 г).
Рис.1 Стадии развития циклона.
При вторжении свежей порции холодного воздуха циклон может возродиться, т.е
регенерировать. В таком случае циклон будет иметь вид циклона на 1 стадии, но вместе с
фронтом окклюзии и пройдет все стадии развития.
68
Условия погоды и полётов в отдельных частях молодого циклона.
Циклон представляет собой вихрь в диаметре до нескольких тысяч километров, а по
вертикали от нескольких километров до тропопаузы. В центре циклона наблюдается
сходимость приземных ветров, что обуславливает наличие восходящих движений (рис.2).
Циклон
–
это
барическая система в
виде замкнутых изобар, с
низким давлением в
центре, фронтами, со
сходимостью приземных
ветров к центру против
часовой стрелки (для
северного полушария).
Рис.2
При подъёме вверх воздух охлаждается, что приводит к образованию облаков и
осадков. В зоне фронтов воздух также поднимается вверх, образуются облака, выпадают
осадки. За счёт всего этого в циклоне преобладает пасмурная с осадками погода. Обычно
зимой циклон приносит потепление, снегопады, метели, обледенение, гололёд, а летом –
похолодание, ливни, грозы, шквалы.
69
Однако по характеру погоды циклон можно разделить на 4 части:
1. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЦИКЛОНА В РАДИУСЕ 400 – 500 км.
Зима
Ns, Frnb
Лето
Ns, Frnb, Cb,
≡ =
СМУ
Погода в тропосфере самая неблагоприятная в этой части.
Центр циклона характеризуется самой мощной облачной системой. Нижняя граница облаков
зимой может опускаться до50-100 м, а в отдельных случаях переходить в туман; верхняя
граница чаще достигает 7-10 км. Летом нижняя граница облаков в среднем 600-1000 м., а
верхняя может достигать тропопаузы. Осадки в центре могут быть всех видов. Выпадают
сильные осадки, значительно ухудшающие видимость. Летом наблюдаются грозы.
2. ПЕРЕДНЯЯ ЧАСТЬ ЦИКЛОНА.
Погода здесь определяется влиянием тёплого фронта.
Зима: Вся погода перед фронтом: 8окт Ns Frnb
5 − 6км
100 − 200 м As
усиление ветра
Лето: Вся погода перед фронтом: 8окт
5 − 6км
= ≡ Ns Frnb 300 − 400 м As
.
ночью и утром
возможны маскированные Cb R
Облачность слоистообразная, осадки обложные. Зимой наблюдаются общие метели, иногда
гололёд, фронтальные туманы. Ветры преобладают восточные, юго-восточные. (Рассказать
всё про условия погоды и полётов в зоне тёплого фронта. Смотри тему №6).
3. ТЫЛОВАЯ ЧАСТЬ ЦИКЛОНА.
Тыловая часть характеризуется внутримассовой погодой (холодной НВМ), прохождением
вторичных холодных фронтов.
Зима
Лето
кратковременно Cb Sc
Давление растет.
Ветер С и СЗ
направления,
порывистый.
Кратковременно
Cu Cb
В тылу циклона, за 100км от холодного фронта, погоду формирует неустойчивая ВМ. Зимой
здесь поземки, низовые метели, порывистые ветры, болтанка на малых высотах. Летом – Cb,
грозы, шквалы, ливни, сильная болтанка до больших высот. Если ВМ сухая, то облаков не
будет, но сохраняются порывистые ветры с пыльными бурями, а зимой - низовыми
метелями. Особенно неблагоприятные условия будут при взлете и посадке. (Рассказать всё
про условия погоды и полётов в НВМ и в зоне вторичных холодных фронтов. Смотри тему
№5 и тему №6).
70
4. ТЁПЛЫЙ СЕКТОР ЦИКЛОНА,
Теплый сектор характеризуется преимущественно внутримассовой погодой.
Зима
St, Sc
Лето
малооблачно,
жарко,
при
большой
влажности Cb
адвективные ≡ = СМУ
Давление
почти
не
изменяется. Ветер Ю и
ЮЗ направления
Погода определяется влиянием устойчивой воздушной массы и зависит от времени года и
влажности воздушной массы. Особенно сложные условия погоды и полётов зимой. В это
время года, если воздух влажный, то образуются низкие слоистые или слоисто-кучевые
облака, дымки, моросящие осадки, при минусовой температуре обледенение самолётов, у
земли гололёд. При очень большой влажности у земли образуются адвективные туманы.
Летом, если воздух сухой, то погода жаркая, малооблачная. Ветры преобладают южные,
юго-западные. (Рассказать всё про условия погоды и полётов в УВМ. Смотри тему № 5).
Рис.3 Погода в циклоне:
71
Циклоническая серия. Общие сведения об аномальных и тропических циклонах.
Развитие циклонов на главных фронтах происходит обычно сериями по 3 – 5 циклонов в
каждой. За год через Европу проходит в среднем около 65 серий циклонов. Циклоны
серии чаще всего перемещаются на СВ (рис.4).
Рис. 4 Циклоническая серия (семейство циклонов).
Но иногда термобарическое поле способствует появлению аномальных циклонов.
Например, на западе РФ наблюдаются:
1) Южные циклоны (их называют Черноморскими). Они перемещаются с ЮЗ или
ЮВ на С или СЗ, редко проникают севернее 550 северной широты. (Летом сопровождаются
грозами и ливневыми осадками, зимой – сильными метелями и гололедом).
2) Ныряющие циклоны в течение месяца и более могут один за другим перемещаться
с С или СЗ на Ю или ЮВ, наблюдаются преимущественно в холодную половину года и
сопровождаются сильными ветрами. Аномальное движение циклонов имеет место и в других
районах РФ, например на Дальнем Востоке, а также над различными районами земного
шара.
3) Тропические циклоны. Они занимают небольшие площади,но по вертикали они
значительно развиты, до высоты 15-18 км. Давление в центре тропических циклонов очень
низкое. На территорию СНГ выходят с Тихого океана.
Тайфун – в Тихом океане, ураган – в Карибском море и Атлантическом океане, циклон
– в Индийском океане – глубокий циклонический вихрь большой интенсивности и малого
размера (диаметром 200-400км, иногда до 1000км), давление в центре – 950-980ГПа
(минимальное - 874ГПа). Скорость ветра может достигать 50-100м/сек и более. В зоне
тропического циклона наблюдаются Cb ВГО до 18км , катастрофические ливни, грозы.
Скорость движения невелика – около 20 км/час.
В центре этого циклона наблюдается «глаз бури» диаметром 20 – 40км (рис.5), где
отсутствует облачность, ветер, так как здесь наблюдаются нисходящие движения воздуха.
Тропические циклоны возникают между 50 и 200 северной и южной широты над
прогретыми океанами, где температура 280 С и выше. Тропические циклоны обладают
огромной разрушительной силой. С ними связаны большие бедствия (разрушения,
наводнения, человеческие жертвы).
72
Рис. 5 Вертикальный разрез тропического циклона.
Стадии развития антициклона.
Антициклоны возникают в однородных воздушных массах и при своём существовании
проходят 3 стадии:
1 СТАДИЯ – МОЛОДОЙ АНТИЦИКЛОН.
Образуется обычно в тылу циклона за счёт роста давления там и имеет вид гребня. На всей
его площади давление растёт (рис.6 а).
2 СТАДИЯ – МАКСИМАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ.
Очерчивается несколькими замкнутыми изобарами. Давление в центре антициклона
достигает максимальной величины. Антициклон занимает большую площадь. И по
вертикали развит до значительной высоты. Рост давления наблюдается в передней части
антициклона, падение давления – в тыловой (рис.6 б).
3 СТАДИЯ – СТАРЫЙ, РАЗРУШАЮЩИЙСЯ АНТИЦИКЛОН,
О переходе антициклона в эту стадию говорит начало падения давления в его центре.
Антициклон становится малоподвижным и постепенно разрушается. Существует
антициклон от нескольких суток до нескольких недель и даже нескольких месяцев (рис.6 в).
73
Рис. 6 Стадии развития антициклона.
Условия погоды и полётов в антициклоне.
Антициклон представляет собой огромный вихрь диаметром до нескольких тысяч км, а
по вертикали от нескольких километров до тропопаузы
Антициклон - это барическая
система в виде замкнутых изобар с
высоким давление в центре, с
расходимостью приземных ветров по
часовой стрелке (для Северного
полушария рис. 40).
Атмосферные
фронты
в
антициклоне размываются, погода
внутримассовая.
Воздух
в
антициклоне опускается примерно
на 100 – 150 м. за один час и
адиабатически нагревается, а в слое
трения такого опускания нет,
поэтому на высоте 1 – 3 км.
образуется инверсия сжатия, которая
определяет погоду в антициклоне.
74
Рис. 7 Погода в антициклоне.
Метеоусловия полетов в антициклоне в целом значительно лучше, чем в циклоне. Площадь
антициклона по погодным условиям можно разделить условно на три части – западную-югозападную (З), центральную (Ц) и восточную (В) (Рис.7)
I. Центральная часть характеризуется ясной и тихой погодой, с морозами и
радиационными туманами зимой, с жаркой и сухой погодой – летом. Зимой под
инверсией сжатия могут быть низкие слоистые облака с моросящими осадками,
обледенением и гололедом у земли. Эти облака различной толщины – от 20-50 м до
200-800 м и занимают площади до 300-500 км2.
II.Восточная часть антициклона – здесь наблюдается НВМ, которая зимой
способствует образованию сильных низовых метелей, значительно ухудшающих
видимость у земли и затрудняющих взлет и посадку ВС. В зените обычно ясно или
небольшая облачность верхнего яруса. Летом в этой части антициклона при
достаточной влажности могут быть Cb облака с ливневыми осадками, грозами,
сильной болтанкой и порывистым ветром.
III.
Западная-юго-западная часть антициклона – зимой могут наблюдаться явления
погоды, характерные для УВМ, т.е. низкие слоистые облака, адвективные туманы,
густые дымки, моросящие осадки, обледенение, гололед. Летом – облака
вертикального развития, слабая до умеренной болтанка, иногда отдельные грозы.
Ложбина, циркуляция воздуха в ней, условия погоды и полётов.
ЛОЖБИНА – это полоса пониженного давления, вытянута от центра циклона и
расположена между областями более высокого давления (рис.8).
Ложбина является областью сходимости приземных ветров, а следовательно, областью
восходящих движений. По оси ложбины, как правило, проходит фронт. Условия погоды и
полётов в ложбине зависят от того, какой фронт проходит по оси ложбины (ТФ, ХФ 1 рода,
ХФ 2 рода).
75
Рис. 8.
Гребень, циркуляция воздуха в нём,
условия погоды и полётов.
ГРЕБЕНЬ – это полоса повышенного давления, вытянута от центра антициклона и
расположена между областями более низкого давления (рис.9).
Рис.9.
Гребень является областью расходимости приземных ветров и, следовательно,
нисходящих движений воздуха. Погода в гребне такая же, как в антициклоне. Зимой по оси
гребня имеются условия для образования инверсии, а при значительной влажности воздуха
под инверсией образуются низкие слоистые, слоисто-кучевые облака, дымки, туманы,
затрудняющие полёты. Гребни распределяются по сторонам света и погода в них строится
как в антициклоне.
76
Седловина, циркуляция воздуха в ней, условия погоды и полётов.
СЕДЛОВИНА – это барическая система, заключённая между двумя циклонами и
двумя антициклонами, расположенными крест накрест (рис.10).
Рис.10
На оси растяжения наблюдается сходимость приземных ветров, поэтому здесь
благоприятные условия для образования облаков и осадков.
На оси сжатия наблюдается расходимость приземных ветров, поэтому здесь
благоприятные условия для размывания облаков.
В центре седловины наблюдается штиль, поэтому здесь благоприятные условия для
образования летом – гроз (НВМ), а зимой – туманов (УВМ):
≡=
ветер слабый, устойчивый
Зима
St, Sc
Лето
ясно, Cu, во второй поло вине дня при большой влажности
Cucong,Cb
и усиление ветра
77
Перемещение барических систем.
Для определения направления и скорости перемещения барических систем и
фронтов и их развития используются приземные и высотные карты.
По приземным картам направление и скорость перемещения барических систем, фронтов,
зон осадков можно определить методом экстраполяции.
Для этого расстояние, пройденное барической системой, нужно разделить на количество
часов от срока к сроку карты.
Кроме того, по приземным картам движение барических систем определяется по
следующим правилам:
78
ЦИКЛОНЫ:
1) циклон перемещается в сторону максимального падения давления ( центр циклона
соединяется линией со станцией, где наблюдается максимальное падение давления);
2) параллельно линии, соединяющей его изаллобарическую пару, в сторону падения
давления;
3) параллельно изобарам тёплого сектора, так что тёплый воздух остаётся справа от
направления движения.
79
С началом процесса окклюдирования скорость движения циклона уменьшается и в
последней стадии циклон становится малоподвижным.
ЛОЖБИНЫ перемещаются вместе с циклоном, одновременно огибая центр циклона
против часовой стрелки.
ФРОНТЫ смещаются вместе с ложбинами. Чем гуще изобары и чем больше угол между
изобарами и фронтом, тем быстрее движется фронт. Фронт, параллельный изобарам,
малоподвижен, на нём образуются волны.
АНТИЦИКЛОНЫ:
1) антициклон перемещается в сторону максимального роста давления;
2) параллельно линии, соединяющей его изаллобарическую пару, в сторону роста
давления.
ГРЕБНИ перемещаются вместе с антициклоном, одновременно огибая центр
антициклона по часовой стрелке.
По высотным картам направление и скорость движения барических систем и фронтов
можно определить по правилам: Зимой – по АТ-700, летом – по АТ-500, так как движение
приземных барических систем подчинено воздушному потоку, наблюдаемому над ними на
высоте 3-6 км, и называется этот поток ведущим потоком. Для этого на вышеуказанных
картах центр приземного циклона отмечается красным кружком, а антициклона – синим. На
карте, по которой определяется ведущий поток, от указанного кружка барической системы
соответствующим цветом проводится стрелка параллельно изогипсам так, что слева
остаётся низкое давление, а справа – высокое. Стрелка эта показывает направление
движения барической системы у земли по ведущему потоку.
Скорость движения барических систем у земли составляет 70-80% (2/3 ) от скорости потока
на АТ-700 или 50-60%(½) от скорости потока на АТ-500.
Холодные фронты смещаются со скоростью 90%, тёплые- 80% от скорости ведущего потока.
80
Эволюция.
При своём смещении барические системы и фронты претерпевают изменения, т.е.
эволюцию.
По приземным картам:
Если в циклоне и в ложбине давление падает, то они углубляются, фронты в них
обостряются, и погода в их зоне ухудшается. Если в циклоне и в ложбине давление растёт, то
они заполняются, фронты при этом размываются, и погода в их зоне улучшается.
Если в антициклоне и в гребне давление растёт, то они усиливаются, если же в них
давление падает, то они разрушаются.
По высотным картам:
Циклон и ложбина углубляются, если над ними на высотах наблюдается расходимость
высотных потоков и заполняются, если над ними наблюдается сходимость высотных
потоков.
Антициклоны и гребни усиливаются, если над ними на АТ-700 и АТ-500 наблюдается
сходимость потоков, и разрушаются, если над ними – расходимость потоков.
81
ТЕМА № 8 «ОПАСНЫЕ ДЛЯ АВИАЦИИ ЯВЛЕНИЯ ПОГОДЫ» ПОНЯТИЕ О ПРОСТЫХ,
СЛОЖНЫХ И ОПАСНЫХ МЕТЕОУСЛОВИЯХ ЯВЛЕНИЯ ПОГОДЫ, ОПАСНЫЕ ДЛЯ
АВИАЦИИ.
Все явления, затрудняющие полет, взлет, посадку самолетов, являются опасными
метеоявлениями. К ним относятся все явления, ухудшающие видимость ниже минимума
аэродрома; низкая облачность высотой ниже минимума аэродрома, обледенение, грозы,
шквалы, болтанка самолетов.
Если погода определяется процессами, происходящими в однородной воздушной
массе, то такой тип процесса называется внутримассовым
Если состояние погоды зависит от прохождения какого – либо фронта, то такой тип
процесса называется фронтальным.
ЯВЛЕНИЯ ПОГОДЫ, УХУДШАЮЩИЕ ВИДИМОСТЬ,
Туманы, их классификация, характеристика и влияние на работу авиации
Туманом называется помутнение воздуха из – за конденсации или сублимации
водяного пара в приземном слое воздуха, ухудшающее видимость до значений менее 1000
метров (≡ ).
При видимости от 1000 м. до 10 км. – это явление называется дымкой ( = ).
В зависимости от причин возникновения туманы делятся на:
1) туманы охлаждения ;
2) туманы испарения.
Туманы охлаждения образуются, когда приземный слой воздуха охлаждается до
точки росы и ниже. Однако, охлаждение воздуха может происходить при различных процессах.
Туманы охлаждения бывают:
1) внутримассовые ;
2) фронтальные.
Внутримассовые туманы
Внутримассовые туманы бывают:
1) радиационные,
2) адвективные,
3) адвективно – радиационные.
Радиационные туманы образуются за счет радиационного выхолаживания
подстилающей поверхности, а от нее и воздуха в пограничном слое.
В теплый период года они образуются преимущественно в ясные ночи, при ветре, не
более 1 – 2 м/с, в низинах, в долинах небольших рек, над болотистой местностью. Занимают
небольшие площади, их вертикальная мощность несколько метров, иногда 100-200 метров и
очень редко до 300 метров.
Полет выше таких туманов возможен визуально, т. к. сквозь туман просматриваются
крупные ориентиры. Рассеиваются они через 1 – 2 часа после восхода солнца или при усилении
ветра до 4 – 5 м/с.
В холодный период года при установившейся ясной погоде выхолаживание воздуха
распространяется на большую высоту. Поэтому вертикальная мощность туманов достигает 1,5
– 2 км. Они занимают большие площади и удерживаются длительное время. Особенно хорошо
они выражены в центральных частях стационарных антициклонов при усилении радиационной
инверсии инверсией сжатия (Западно-Сибирский антициклон).
Морозные туманы образуются при сильных морозах вследствие поступления в
приземные слои воздуха водяного пара с продуктами сгорания. В населенных пунктах и на
аэродромах Сибири (Якутии) такие туманы возникают в период топки печей и при работе
82
авиадвигателей при темпер-ре ниже -40º. В больших городах, где круглосуточно в воздух
поступает большое количество водяного пара, образующегося при сгорании топлива, такие
туманы могут возникать и при более высоких темпер-рах, порядка -16º и ниже. При наличии
слабого ветра и небольшом его усилении с высотой такие туманы образуются над землей на
высоте 50-200 м, значительно ухудшая наклонную видимость с самолета.
Факторы опасности: Видимость в радиационных туманах хуже у земли, с набором высоты
видимость улучшается.
Адвективные туманы образуются при охлаждении теплого и влажного воздуха,
движущегося над холодной подстилающей поверхностью. Адвективные туманы имеют
мощность до 1,5 км , иногда больше. Образуются они в любое время суток, занимают большие
площади, не рассеиваются даже при сильном ветре до 12 – 15 м/с. Образуются в основном
зимой в теплой и влажной устойчивой воздушной массе (БС?).
Полет в зоне такого тумана возможен только по приборам и при наличии хорошей
погоды на аэродроме посадки. Эти туманы могут, внезапно сместившись, быстро на большой
территории закрыть основные и запасные аэродромы и удерживаются длительное время.
Факторы опасности: большая скорость смещения, большая территория, большая
мощность, возможность образования в любое время суток, длительность по времени.
Видимость в таких туманах лучше у земли и ухудшается с набором высоты из-за влияния
инверсии. Самые опасные для авиации.
Адвективно – радиационные туманы возникают при сочетании условий адвекции
холодного воздуха и его радиационном выхолаживании.
Туманы испарения
Туманы испарения образуются за счет испарения только над водой, возникают
вследствие притока водяного пара с теплой водной поверхности в охлажденный воздух. Для
образования таких туманов необходима разность между температурами воздуха и водной
поверхности более 10º. Туманы испарения бывают морские- над незамерзающими заливами,
полыньями в зимние и осенние месяцы- над реками и озерами в осенние месяцы, когда
поверхность воды в реках и озерах оказывается значительно теплее чем воздух. Оба типа
туманов при низких температурах воздуха могут достигать большой интенсивности и высоты
до нескольких метров, а иногда даже десятков метров.В приморских зонах мощные туманы
могут выходить на сушу , не дальше 200-300 метров от береговой линии
Фронтальные туманы
Фронтальные туманы возникают на всех фронтах, кроме холодного фронта второго
рода. Они образуются под фронтальной инверсией, под слоисто-дождевыми облаками, там, где
есть условия натекания теплого воздуха по клину холодного и его неравномерное охлаждение.
Чаще они наблюдаются перед теплым фронтом. Опасность таких туманов заключается
в том, что с высотой они плавно переходят в облачность, т.е. сливаются с ней. Иногда этот
туман может сливаться с адвективным туманом за теплым фронтом и, таким образом,
обуславливаются очень опасные условия для авиации на большой территории. Фронтальные
туманы смещаются вместе с фронтом.
Факторы опасности: привязаны к фронтам, имеют хорошую скорость смещения,
равную скорости фронта, с набором высоты сливаются в облачностью, туманы на теплом
фронте сливаются с адвективными туманами.
В городах туманы смешиваются с гарью и копотью образуя смоги.
83
Метели, их виды и условия образования.
Метели бывают низовые, общие, поземок.
При ветре от 6 м/с сухой и рыхлый снег переносится в горизонтальном направлении и
поднимается вверх до высоты нескольких десятков сантиметров, явление это называется
поземок (
). Ложное определение высоты ПП.
При более сильном ветре сухой и рыхлый снег переносится в горизонтальном
направлении и поднимается вверх до нескольких метров. Это приводит к ухудшению
видимости в приземном слое и явление это называется низовой метелью (
). Плохая
видимость в приземном слое очень опасна при посадке самолета.
Если снег не только выпадает из облаков, но и одновременно поднимается сильным
ветром с поверхности снежного покрова, то это явление называется общей метелью (
).
Особенно продолжительные общие метели перед теплыми фронтами. Для образования метели
необходим наст.
Пыльные бури ( )
Это ухудшение видимости из-за пыли, поднятой сильным ветром. Явление может быть
кратковременным, например, перед грозой или длительным, когда сильными и порывистыми
ветрами пыль поднимается в степных и пустынных районах и переносится на большие
расстояния. Наиболее опасные пыльные бури при прохождении холодных фронтов.
Мгла ( ) .
Это ухудшение видимости из-за механических примесей в воздухе (пыли, дыма, гари)
до значений менее 10 км. Влажность при этом очень мала. Мгла бывает от дыма пожаров или
это последствие пыльных бурь. Иногда мгла приходит вместе с воздушной массой.
Необходимым условием образования мглы является наличие в атмосфере инверсии.
Низкая облачность.
Нижняя граница облаков имеет пространственную и временную изменчивость.
Основные формы облаков, которые дают опасное явление «низкая облачность» - это
слоистые и слоисто- дождевые. Слоистые в любое время года, слоисто – дождевые – в холодное
время года.
Обледенение.
Метеорологические условия и причины обледенения.
Интенсивность обледенения.
Обледенением называется отложение льда на обтекаемых частях самолета, силовых
установках и различных деталях спецоборудования в полете.
Обледенение может быть в любое время года при температуре ниже 0° С в
переохлажденном дожде, мороси, в тумане, под облаками и / или в облаках, состоящих из
переохлажденных капель, а также в «чистом», но влажном воздухе.
Главная причина обледенения самолета – это замерзание переохлажденных капель на
поверхности летящего самолета.
Наиболее опасное и интенсивное обледенение наблюдается в облаках и осадках при
температуре от 0°С до -10°С. Зона обледенения в реальной атмосфере – это слой воздуха между
изотермами 0°С и -20°С.
Интенсивность обледенения – это скорость нарастания льда на лобовых частях
самолета, выраженная в мм/мин.
Ψ слабое обледенение – до 0,5 мм/мин – Ψ.
умеренное обледенение – от 0,51 мм/мин. до 1 мм/мин.
сильное обледенение – более 1 мм/мин.
Интенсивность обледенения прямо пропорциональна водности облаков.
84
Виды обледенения.
В зависимости от размера капель и температуры воздуха обледенение бывает
следующих видов:
1. Прозрачный лед – образуется в полете при наличии крупных переохлажденных
капель при температуре от 0°С до - 10°С, чаще от 0°С до – 5°С. Отлагается ровным,
плотным, прозрачным слоем, держится на поверхности крепко. Чаще его
поверхность бывает бугристая, что более опасно.
2. Матовый лед – образуется при полете в облаках, состоящих из переохлажденных
капель разных размеров и ледяных кристаллов при температуре от -5°С до -10°С,
иногда до -20°С. Отлагается быстро, держится крепко, наблюдается часто и
является самым опасным видом обледенения, т.к. имеет бугристую поверхность.
3. Белый крупообразный лед – образуется при замерзании мелких переохлажденных
капель при температуре ниже -10°С в облаках, которые имеют небольшую
вертикальную мощность. Лед пористый , на поверхности самолета держится не
крепко и при вибрации в полете слетает. Однако, если продолжительность полета в
таких условиях больше 1 часа, то может достичь опасных размеров.
4. Изморозь – это белый крупнозернистый кристаллический лед. Образуется при
наличии мелких переохлажденных капель и большого количества ледяных
кристаллов при температуре ниже -10°С. Отлагается неровным слоем, отдельными
иглами, столбиками, держится некрепко.
5. Иней – это белый мелкокристаллический налет. При попадании самолета с налетом
инея в переохлажденное облако может начаться интенсивное обледенение.
лед) .
Формы обледенения:
1) профильная: имеет вид профиля, на котором отложился лед (прозрачный лед) .
2) клинообразная: имеет вид клина на передней кромке профиля (белый крупообразный
3) желобковый: вид V-образного нароста на передней кромке, выемка образуется за
счет кинетического нагрева и подтаивания центральной части ледяного нароста. Бугристая,
шероховатая(матовый лед) .
4) барьерная, грибовидная: вид валика или отдельных затеков за зоной обогрева
поверхности ВС(прозрачный или матовый лед) .
Формы обледенения зависят от профиля, который меняется по всей длине крыла или
лопасти, поэтому могут наблюдаться разные формы обледенения одновременно.
Формы и виды обледенения зависят от:
1) микрофизической структуры облаков (водность, размер капель, фазовое состояние);
2) температуры потока, обтекающего судно;
3) скорости и режима полета ВС;
4) форм и размеров деталей ВС и вида покрытия обшивки.
Вероятность обледенения зависит от сезона. Зимой обледенение вероятнее при полете
на высоте менее 3000 м, летом- более 6000м, весной и осенью до 6000м. наибольшая
повторяемость обледенения осень-зима. Умеренное обледенение вероятнее в облаках
фронтальных, чем во внутримассовых . В зонах активных теплых фронтов сильное обледенение
может возникнуть в 300-500 км от линии фронта у земной поверхности. При полетах в
однородной воздушной массе сильное обледенение может возникать лишь в облаках
вертикального развитая, но горизонтальная протяженность небольшая и обледенение
кратковременное. Интенсивность обледенения возрастает с ростом водности. Наиболее опасное
и интенсивное обледенение бывает в зонах переохлажденного дождя и в облаках с крупными
каплями. В смешенных облаках интенсивность и вероятность обледенения снижается.
85
Интенсивность обледенения возрастает с увеличением скорости ВС, но одновременно с
увеличением скорости ВС наблюдается явление, препятствующее дальнейшему обледенению:
кинетический нагрев поверхности самолета вследствие сжатия воздуха перед лобовыми
частями самолета и трения частиц воздуха о его поверхность. Температура поверхности
самолета при определенных скоростях может быть выше температуры окружающей среды.
Практика показывает, что при скоростях ниже 600 км/ч (400-500 км/ч) количество случаев
обледенения наибольшее, при скорости выше 600 км/ч обледенение наблюдается редко. Тонкие
профили крыла обледеневают чаще и быстрее толстых.
Чаще обледенение наблюдается в облаках ниже 2500 м. К капельным облакам
относятся подинверсионные облака St и Sc . В них наблюдается повышенная водность, т.к.
осадки выпадают слабые. При полете в них они выглядят темной плотной массой.
Интенсивность обледенения =4-5 мм/мин, наибольшая у верхней границы облака(не доходя
100м).Но в авиации эти облака считаются менее опасны, т.к. встречаются на этапах взлета и
посадки (пробивка облачности), а т.к вертикальная протяженность этих облаков мала, то за счет
малого времени нахождения в них достигается лишь умеренное обледенение. Однако
горизонтальные полеты в таких условиях запрещены. В смешанных облаках обледенение
зависит от соотношения капель и кристаллов, если капель больше, то обледенение
увеличивается. В Сb интенсивное обледенение может быть по всей толще, из-за вертикальных
движений капли забрасываются до верхней кромки. Водность облаков не уменьшается, не
смотря на очень интенсивные осадки, выпадающие из этих облаков. За счет конвективных
движений в облаке происходит постоянное пополнение облачными элементами, т.е каплями. В
Ns и As выше изотермы -10гр С. наблюдаются переохлажденные капли и кристаллы , ниже
изотермы -10гр С (от 0гр до -10гр) только переохлажденные капли. Опасность обледенения
велика в нижней капельной части, и чем меньше осадков выпадает, тем больше водность и
больше обледенение (ТФ, ХФ1р, ФО). Даже при уменьшении водности в следствие выпадения
из облаков умеренных осадков, длительных по времени, интенсивность обледенения в них
остается сильной за счет огромной протяженности этих облаков по горизонтали и вертикали и
время нахождения самолета в зоне этих облаков увеличивается, тем самым увеличивается
толщина льда на самолете. Зона интенсивного обледенения – 500-1000 м по вертикали.
Наиболее сильное обледенение под Ns наблюдается в зоне переохлажденного и ледяного
дождя. В Ci, Cs, Cc обледенения почти не бывает, кроме Ci и Cs составляющих наковальню
грозового облака.
Влияние обледенения на полет самолета.
Обледенение увеличивает вес ВС, на приемнике вызывает помехи, искажает показания
ряда приборов, выводит из строя системы и двигатели. Отлагаясь на винте вызывает потерю
тяги и вибрацию винта. Отлагаясь на антеннах, ломает их и нарушает связь с землей. Покрытые
льдом стекла кабины сильно затрудняют заход на посадку. Отлагаясь на крыльях, нарушает
обтекание, что приводит к преждевременному срыву потока, потери крылом подъемной силы.
Самолет теряет аэродинамические свойства. ВС запрещается взлетать, если он покрыт снегом,
льдом, инеем. Отложения могут быть неровными (нагрузки распределены неравномерно), вес
увеличивается, при попадании в облака с переохлажденными каплями интенсивность
обледенения сильно возрастает. Зимой при попадании в зону обледенения необходимо уходить
вверх - в более низкие температуры. Весной, летом, осенью - выходят из обледенения- вниз
(если есть запас высоты ) -в положительные температуры. Из переохлажденного дождя выходят
быстрым набором высоты, т.к. в вышележащих облаках положительные температуры. На
скоростных самолетах увеличивают скорость до 650 км/ч до начала или в самом начале
обледенения. Для АН-2 и вертолетов, где противообледенительная система слабая, полеты в
обледенении ЗАПРЕЩЕНЫ.
При обледенении увеличивается лобовое сопротивление, самолет теряет высоту и
скорость. Подъемная сила и сила тяги падают, появляется опасность вибрации самолета. При
86
обледенении карбюратора падает мощность двигателя и может наступить его остановка. При
несимметричном обледенении винта появляется тряска самолета. Обледенение антенны
ухудшает связь. Отложение льда на стеклах фонаря кабины пилотов ухудшает ориентировку в
полете. На самолетах АН-2 полеты в зонах, где возможно обледенение, запрещены.
Интенсивность обледенения прямо пропорциональна скорости самолета до 600 к/ч, а затем
обратно пропорциональна скорости самолета.
Грозы.
Условия образования гроз. Стадии развития грозового облака.
Грозой называется атмосферное явление, при котором возникают мощные
электрические разряды ( молнии ), сопровождающиеся громом ( ). Грозы связаны с развитием
кучево – дождевой облачности. Возникают при наличии влажного неустойчивого воздуха до
больших высот, когда температура воздуха у земли + 20°С - + 25°С и выше, а мощность
облаков 4,5 км. и более. При своем развитии грозовое облако проходит 3 стадии:
1 – ая стадия начинается с развития кучевых облаков, которые затем переходят в
мощно – кучевые. Состоят облака из капель, осадков не дают. Восходящие движения в кучевых
облаках до 6 – 8 м/с, в мощно – кучевых – до 20 м/с. В Сu cong развивается сильная
турбулентность.
2 – ая стадия – максимальное развитие облака( зрелое облако). Характеризуется
образованием наковальни и началом выпадения осадков. Вершина облака находится в зоне
отрицательных температур и имеет ледяную структуру, нижняя часть -капельно-водная
структура в области положительных температур, середина лежит в зоне 0…-20гр – смешанная.
В облаках наблюдается град, снег, крупа, крупные капли дождя- ливневые осадки.
Во второй стадии из облака начинается выпадение осадков, т.к. восходящие движения
воздуха не в силах удерживать укрупненные капли. Турбулентность достигает максимальной
силы. Восходящие токи - до 30 м/сек, нисходящие- до 15 м/сек. Восходящие и нисходящие
движения сопровождаются сильными порывами- 12-14 м/сек. Сильная турбулентность
(завихрения) наблюдается вдоль края облака и внутри, там где встречаются восходящие и
нисходящие движения. Завихрения, а так же мощные вертикальные токи с большими и частыми
порывами вызывают штормовую болтанку, полеты становятся чрезвычайно опасными.
Особенно мощные восходящие токи в верхней части облака начинают вырывать из
куполообразной грозовой вершины облачные элементы, образуя над вершиной «метлу» «наковальню». Эта стадия самая опасная.
3 – я стадия – разрушение грозового облака. Начинается оно с нижней части в тылу
облака за счет усиления нисходящих потоков и выпадения осадков до полного его разрушения.
Дождь охватывает большую часть нижней половины, в результате чего в облаке начинают
преобладать нисходящие движения воздуха (5-10 м/сек, т.к падающие капли увлекают за собой
воздух). Разрушение начинается с задней нижней части облака(зона начала выпадения осадков).
Облачность имеет вид вымеобразной формы. Продолжается около 30 минут.
У внешних границ кучево-дождевого облака чаще наблюдаются нисходящие токи и
турбулентность. При подходе к облакам болтанка может появляться на удалении равном
диаметру облака. А сильная болтанка лишь в непосредственной близости (примерно в 1 км от
облака). Разрушение облака начинается снизу, поэтому «наковальня» существует долго и
болтанка сохраняется до полного разрушения облака.
Средняя продолжительность существования облака около 5 часов.
Кроме классификации грозового облака по стадиям развития, существует классификация
грозовых облаков по ячейковой системе: Cb одноячейковые, многоячейковые, супер ячейковые.
87
Грозовое электричество, виды молний.
В грозовых облаках наблюдаются электрические разряды, которые возникают между
различными частями облака, между облаками и землей, между соседними облаками и которые
воспринимаются нами в виде молний.
Образование электрических зарядов в грозовом облаке происходит вследствие
дробления капель и кристаллов ( но механизм накопления грозового электричества изучен пока
еще недостаточно). Молнии возникают в тот момент, когда напряженность электрического поля
в облаках достигает пробивного значения ( ≈ 1000 000 вольт на 1 метр). Наибольшая
повторяемость молний на уровне нулевой изотермы.
Распространенная теория: теория образования электрических разрядов в следствии
дробления капель и кристаллов. Под действием восходящих движений воздуха крупные капли
разбрасываются, они электризуются, они электризуются: мелкие - отрицательные, уносятся
вверх, крупные - положительные, остаются внизу. В верхней части облака электризация
происходит за счет трения кристаллов и раскалывания их при столкновении. Мелкие осколки положительные, крупные - отрицательные, движутся вниз, усиливая отрицательный заряд
середины облака. Еще электризация облака происходит за счет замерзания и оттаивания капель.
Из-за всего этого в облаке создаются зоны разделенных одноименных зарядов. Разделение
зарядов создает эффект обкладок конденсатора, а т.к. напряженность может составлять
несколько сотен Вольт/м происходит пробой - молния: между облаками, внутри облака, между
облаками и землей. Наибольшая повторяемость и сила молний в районе нулевой изотермы.
В природе наблюдается несколько видов молний, чаще встречаются линейные, реже
плоские и шаровые. Таким образом, молнии бывают:
1) линейные - гигантская искра (сила тока до 200 тысяч ампер), искривленная линия с
ответвлениями, длина - 2-3 км (до 20-30 км), диаметр - 16 см (до 40 см), температура в канале
10-15 тысяч градусов С. Воздух при этом расширяется, а потом быстро сжимается и
охлаждается, вызывая гром (слышен на расстоянии 20-25 км).
2) Плоские - широкая вспышка на высоте, где воздух сильно разряжен.
3) Шаровые - наблюдаются после линейных, в диаметре 10-20 см. Исчезают взрывом,
Изучены плохо. Иногда может возникнуть коронный разряд - на самолете происходит
истечение электричества в атмосферу в виде искр или языков голубоватого цвета. Это говорит о
возможности разряда в самолет. Вероятность поражения молнией возрастает с увеличением
скорости. Попадание молнии в самолет – редкое явление, т.к. масса самолета мала, чтобы
вызвать на себя разряд.
Удар молнии вызывает:
1) прожег обшивки (диаметром от мм до нескольких см),
2) повреждение антенн, радиоаппаратуры,
3) возможно ослепление экипажа, были случаи ожогов экипажа и пожаров на борту.
Шаровые – наблюдаются после разряда линейных молний. Представляют собой
светящийся шар в диаметре 10 – 20 см. Смещаются по потоку, иногда их движения могут быть
самыми неожиданными. Существуют они от долей секунд до нескольких минут. Исчезают со
слабым шипением или со взрывом большой силы. В основе существования шаровых молний
лежит класстерная гипотеза.
Явления, сопутствующие грозовой деятельности.
Под передней нижней кромкой кучево – дождевого облака образуется шкваловый
ворот с горизонтальной осью вращения на высоте 500 – 600 м , иногда до 50 м. У земли
наблюдается шквал ( ). Под облаками в передней части этот вал состоит из рваных облаков .
Шкваловый ворот – вращающийся вихрь с горизонтальной осью вращения. Он образуется на
границе восходящих движений в облаке и нисходящих (компенсирующих) движений вне
облака. Здесь наблюдаются очень большие скорости движения, которые вызываю шквалы.
88
Шквалистые ветра у земли усиливаются с опусканием оси шквалового ворота к земле, чем ниже
опускается ось, тем больше облачной массы будет вырвано из облака, по рваным краям облака
можно судить о положении оси и прогнозировать скорости шквалов у земли. . При опускании
одного конца шквалового ворота до земли возникает смерч (тромб, торнадо). Диаметр смерча у
земли около 100м, скорость вращения 50-100 м/с. Приносит большие разрушения.
Если почва сухая, образуются пыльные бури (
). В результате вихревых движений
наблюдается болтанка (
). Она может быть не только в облаках, но и при подходе к ним
на удалении равном диаметру облака.
В кучево – дождевых облаках в зоне отрицательных температур наблюдается сильное
обледенение ( ) Особенно сильное обледенение наблюдается в средней и верхней части облака,
куда забрасываются крупные переохлажденные капли мощными восходящими движениями,
даже в Ci и Cs в наковальне (т.е. очень высоко).
. В грозовых облаках образуется град ( ▲ ). Град представляет большую опасность для
авиации. Вес градин может достигать 500 гр размер до 10 см в диаметре. Град может:
1) пробить передние ветровые стекла кабины,
2) повредить аэронавигационные огни,
3) содрать противообледенительные устройства,
4) образовать выбоины на обшивке. Разлет градин из облака- до 8 км.
Он может наблюдаться в облаках и вне облаков. Выброс градин наблюдается на
расстоянии ≈ 8 км и более от облака в горизонтальной плоскости.
Электризация самолета вызывается трением кристаллов льда о поверхность летящего
самолета. В результате чего нарушается работа компасов и радиостанций.
Сдвиг ветра – это изменение направления и/или скорости ветра в атмосфере на очень
небольшом расстоянии. Различают горизонтальный и вертикальный сдвиг ветра.
Сдвиг по вертикали – это изменение ветра на 5 м/с и более на каждые 30 м высоты. Это
сильный сдвиг ветра. Вертикальный сдвиг ветра бывает положительный , когда скорость ветра
больше на высоте и отрицательный, когда скорость ветра больше у земли.
Сдвиг ветра при грозе . Передний край в грозовом облаке представляет собой узкую
зону резких горизонтальных и вертикальных сдвигов ветра и сильной турбулентности,
называемую фронтом порывистости.
Фронт порывистости чаще всего бывает перед очагом радиоэха на расстоянии ≈ 10 км,
а для очень мощных очагов до 30 км. Поэтому наибольшую опасность представляет ситуация,
когда снижение по глиссаде осуществляется навстречу грозовому очагу, приближающемуся к
аэропорту. Визуальные признаки наличия фронта порывистости – это характер волнения на
водных объектах вблизи аэропорта в виде дрожания (поверхность воды теряет свою
зеркальность и делается темной); «волны», перекатывающиеся по посевам, травяному покрову
и деревьям. Визуальным признаком значительного удаления фронта порывистости (до 30 км и
89
более) от передней кромки облака являются вирги. Вирги - это полосы падения осадков под
передней кромкой облака, не доходящие до земли, т.к. мощный поток холодного нисходящего
воздуха, устремленного в зону перед облаком, высушивает выпавшие капли.
ОЯ при Св ( 11 )
1. Гроза
2. Град
3. Обледенение
4. Электризация
5. Пыльная буря
6. Плохая видимость
в ливневых осадках
7. Сильный порывистый ветер
8. Сдвиг ветра
9. Шквал
10. Смерч
11. Болтанка
Классификация гроз.
Грозы бывают внутримассовые и фронтальные. Внутримассовые грозы бывают
тепловые, адвективные и орографические.
Тепловые наблюдаются за счет прогрева малоподвижного воздуха от подстилающей
поверхности. Бывают днем. Максимального развития достигают от 15 до 18 часов ( местное
время ). К вечеру затухают. Сопровождаются частыми разрядами, ливнями. Скорость смещения
их небольшая 15 – 20 к/ч., т.е. они почти малоподвижны ( Б С ? ).
Адвективные образуются весной и летом, днем, за счет прогрева движущегося
холодного и влажного воздуха. Сопровождаются ливнями, шквалами. К вечеру затухают.
Смещаются вместе с воздушной массой ( Б С ? ).
Орографические образуются на наветренной стороне гор, когда воздух неустойчив.
Внутримассовые грозы образуются отдельными очагами и на экране локатора
обнаруживаются в виде засветок с резко очерченными краями, разбросаны по всему экрану.
Внутримассовые грозы могут наблюдаться до 24 – 01 часа ( местное время).
Фронтальные грозы наблюдаются в теплый период года на всех атмосферных
фронтах, чаще на холодном фронте и холодной окклюзии днем. Иногда они бывают на теплых
фронтах утром. Фронтальные грозы смещаются вместе с фронтом вдоль линии фронта в
несколько сотен км. Сопровождаются сильными ливнями, шквалами. На экране локатора
располагаются цепочкой вдоль фронта.
Условия полета в зоне грозовых облаков.
Опасна болтанка самолета, перегрузки при которой могут достигнуть разрушающих
значений. Может произойти разряд молнии в самолет, в результате чего поражаются антенны,
пластмассовые части, элероны, может быть ослепление экипажа, прожег обшивки. Грозовые
разряды выводят из строя радионавигационное оборудование, нарушают связь. Град может
повредить поверхность самолета. Во всей зоне отрицательных температур интенсивное
обледенение.
Рекомендации летному составу при полетах в зоне грозовой деятельности.
1. Перед полетом изучением метеообстановки определяется, на каком участке маршрута
возможна гроза, ее тип и интенсивность.
90
2. В полете нужно тщательно следить за развитием облачности. О наличии грозы на маршруте
можно судить по радиопомехам.
3. При визуальном обнаружении внутримассовые грозы обходят с наветреной стороны на
расстоянии не менее 10 км. Для этого перед вылетом определяется ветер на АТ – 700.
4. При обнаружении в полете грозовых облаков бортовыми локаторами разрешается обходить
их на удалении не ближе 15 км. от ближней границы засветки. Пролет между двумя
грозовыми очагами разрешается в том месте, где расстояние между ними на локаторе не
менее 50 км.
5. Пролет под грозовым облаком разрешается только днем, вне зоны осадков, при этом высота
полета над рельефом местности должна быть не менее 200 м в равнинной и холмистой
местности и не менее 600 м в горной местности, с вертикальным расстоянием от самолета
до нижней границы облаков не менее 200 м.
6. Пролет над грозовым облаком разрешается на высоте не менее 500 м от вершины грозового
облака.
91
Атмосферная турбулентность и ее влияние на работу авиации.
Процессы в атмосфере, вызывающие турбулентность.
Орографическая турбулентность.
Роторы на подветренной стороне гор
Подветренные волны над горами
92
Сдвиг ветра и турбулентность в атмосфере
Определение сдвига ветра
Сдвиг ветра (англ. Wind Shear) является характеристикой пространственной
изменчивости ветра и определяется как векторная разность (или градиент) скоростей ветра в
двух точках пространства, отнесенная к расстоянию между ними.
Часто сдвиг ветра характеризуют более простой формулировкой - изменение
направления и(или) скорости ветра в атмосфере на очень небольшом расстоянии.
Виды сдвига ветра
В зависимости от ориентации в пространстве двух точек, между которыми
определяется сдвиг ветра, различают вертикальный и горизонтальный сдвиги ветра. Кроме
того, выделяются вертикальные восходящие и нисходящие потоки, представляющие собой
движение воздуха в вертикальном направлении в небольших зонах с сечением порядка сотен
метров.
Опасность WS для полетов ВС
Сдвиг ветра является одним из опасных явлений погоды, значительно влияющим на
характеристики полета ВС в зоне взлета и посадки.
ВС пересекает самый нижний слой атмосферы в столь короткое время, что
ограниченный запас высоты, скорости, приемистость двигателей не позволяют пилоту
своевременно парировать влияние резкого изменения ветра.
Изменение взлетно-посадочных характеристик под воздействием резкого ослабления
или усиления ветра явилось, в ряде случаев, одной из главных причин летных происшествий.
Влияние WS на взлетно-посадочные характеристики полета ВС
ВС находящийся на посадочной прямой или в этапе набора высоты сталкиваясь
различным видам сдвигов ветра подвергается резкому изменению (ухудшению) взлетнопосадочных характеристик.
Например: попутное или встречное изменение скорости ветра может привести к потере
или увлечению посадочной скорости, что может привести к падению ВС не долетая до ВПП
или сталкиванию с ВПП. А также, резкое вертикальное или боковое изменение направления
ветра может сдавить сверху ВС или вывести его посадку за пределы ВПП.
Проблема сдвига ветра в авиации приобрела особенно актуальное значение в последние
30…40 лет. Это связанно с изменением условий и интенсивности эксплуатации ВС. Благодаря
значительной полетной массе ВС стали обладать большей инертностью, что стало
препятствовать быстрой реабилитации номинальных летных параметров, путевой скорости в
случаях их неожиданного нарушения. Вектор путевой скорости W является суммой вектора
воздушной скорости V и вектора скорости ветра u.
W=V+u
Сохранение, вследствие инерции, путевой скорости при пересечении ВС уровней с
различным ветром приводит к изменению воздушной скорости. Если бы ВС под действием
изменений ветра могло мгновенно ускорять или замедлять свое движение, проблемы сдвига
ветра не существовало бы.
93
Влияние сдвига ветра на полет можно оценить, рассмотрев формулу подъемной силы
крыла Y при установившемся движении:
Сy – коэффициент подъемной силы;
ρ – плотность воздуха;
S – площадь крыла;
V – воздушная скорость самолета.
Сущность воздействия WS на динамику полета
Как видно из формулы, подъемная сила крыла Y прямо пропорциональна квадрату
воздушной скорости полета. Значительное изменение характера движений воздуха вдоль
траектории полета вызывает резкое изменение V и, соответственно, подъемной силы. В
результате этого возникают эволюции ВС в вертикальной плоскости: при увеличении
воздушной скорости произойдет подъем, а при уменьшении – опускание ВС по отношению к
расчетной траектории полета.
Элементарная сущность сдвига ветра в том, что если одна из составляющих
турбулентного местного вихревого возмущения воздуха совпадает с направлением полета ЛА и
его скорость сравнима с местной скоростью потока, обтекающего крыло, то происходит как бы
его торможение(вплоть до нуля) или ускорение. Подъемная сила резко меняется, и ЛА,
имеющий на посадке малую скорость и высоту, может заметно изменить траекторию движения,
вплоть до падения.
А также на взлете резкий вертикальный микропорыв может привести к увеличению
угла атаки и уменьшению взлетной скорости.
Воздействие разных видов сдвига ветра на траекторию движения ВС
1. Скорость ветра с высотой резко увеличивается
Если посадка или взлет ВС происходит строго при встречном ветре то путевая скорость
будет равна разности воздушной скорости и скорости ветра W=V-u.
При посадке ВС, движущееся против ветра, попадает в нижележащий слой с более
слабым встречным ветром. При этом по инерции оно сохраняет свою путевую скорость,
воздушная скорость уменьшается, следовательно, уменьшается и подъемная сила. В результате
фактическая траектория движения проходит ниже заданной глиссады ВС «проваливается» и,
несмотря на увеличение пилотом силы тяги двигателей, посадка может быть завершена
недолетом. Аналогичная ситуация наблюдается при посадке с попутным ветром, который с
высотой ослабевает (рис. 1).
94
Рис.1 Схема посадки ВС при ослабевающем встречном ветре.
2. Скорость ветра с высотой резко уменьшается
При посадке ВС, движущееся против ветра, попадает в нижележащий слой с более
сильным встречным ветром. Воздушная скорость и подъемная сила увеличиваются. Посадка в
таких условиях сопровождается «подбрасыванием», перелетом заданной точки касания ВПП и
выкатыванием за пределы дальней концевой полосы безопасности или за дальний конец ВПП
(рис. 2).
Осложнения при взлете в случае ослабления встречного ветра с высотой возникают изза подъемной силы и “проваливания” ВС, вследствие чего оно может выйти за нижний предел
сектора безопасного набора высоты.
Так как при взлете практически нет возможности дополнительного резкого увеличения
силы тяги, то возникает опасность столкновения ВС с окружающими аэродром препятствиями
(высокие искусственные сооружения, возвышенности).
Таким образом, наиболее опасными для полетов являются сдвиги ветра, которые
вызывают потерю высоты, так как при посадке они могут вызывать касание ВС земли до торца
ВПП, а при взлете - выход ВС за нижний предел сектора безопасного набора высоты по курсу
взлета.
Рис.2 Схема посадки ВС при усиливающемся встречном ветре
3. Горизонтальный сдвиг ветра
Влияние горизонтального сдвига ветра зависит от характера изменения ветра по
горизонтали Например, при резком увеличении скорости встречного потока в направлении
95
полета (или при ослаблении попутного ветра) наблюдается “подбрасывание”; при значительном
уменьшении ветра (при усилении попутного ветра) ВС “проваливается”.
4. Боковые сдвиги ветра (рис. 3)
Боковые сдвиги ветра, направленные под углом к траектории движения самолета и
обусловленные резким изменением направления ветра с высотой, приводят к боковым
смещениям воздушного судна от расчетной траектории полета, что так же опасно при полетах
вблизи поверхности земли. На взлете и посадке из-за боковых сдвигов ветра возникает
тенденция к смещению самолета с осевой линии ВПП и уход влево или вправо от оси. При
посадке может произойти касание земли рядом с ВПП, а при взлете - боковое смещение за
пределы сектора безопасного набора высоты.
Рис. 3. Схема посадки ВС при боковом ветре
а) правый поворот ветра с высотой;
б) левый поворот ветра с высотой
Для определения величины сдвига ветра, в первом приближении, на всех аэродромах
проводятся шаропилотные измерения скорости и направления ветра на высоте 100 м и высоте
круга. Зная ветер у земли и на высоте 100 м, можно определить среднюю величину и характер
сдвига ветра (попутный, встречный или боковой) и принять необходимое решение.
Особое значение придается сообщениям экипажей ВС, выполняющих полеты па малых
max или на уровне круга в районе аэродрома, а также производящих взлет и посадку. В
сведениях, полученных от экипажей ВС, сообщается местоположение зоны сдвигов ветра (по
местным ориентирам), граница слоя (слоев), скорость и направление ветра на различных
высотах.
Необходимо помнить, что вертикальный сдвиг ветра нелинейно зависит от толщины
слоя, для которого проводится его оценка. Поэтому переход от значений сдвига в определенных
для слоев одной толщины к слоям другой толщины, должен осуществлять учетом
статистических закономерностей распределения сдвига ветра при помощи специальных
графиков.
Экспериментальные исследования показывают, что распределение ветра с высотой, в
среднем, характеризуется быстрым ростом скорости до высоты 100 м, более замедленным - в
слое 100...500 м и незначительным - выше 500 м. Таким образом, наиболее сильные
вертикальные сдвиги ветра наблюдаются от земли до высоты 100 м.
Опасные сдвиги ветра в нижних слоях атмосферы могут сочетаться с сильным
вертикальными движениями воздуха и турбулентными порывами, которые также способны
вызвать перемещение или броски ВС в вертикальной плоскости. При взлете или посадке в связи
с близостью земли и ограниченными возможностями маневра ВС эти броски представляют
значительную опасность. Совместное влияние на ВС всех перечисленных факторов может
96
резко осложнить пилотирование в особенности в тех случаях, когда некоторые интервалы
времени воздействие различных факторов будет направлено в одну сторону.
Анализ летных происшествий, обусловленных сдвигами ветра, показывает, что
сложность и опасность ситуации определяется ее полной неожиданностью для экипажа.
Условия возникновения сдвига ветра в атмосфере
Одним из следствий зарождения или наличия сдвига является порывистость ветра.
Сдвиг ветра как правило возникает вблизи или под кучево-дождевыми облаками, в зоне
атмосферных фронтов, при наличии инверсии у поверхности земли, а также в горной местности
и прибрежных районах.
Сдвиг бывает положительным и отрицательным. Положительным сдвигом называется
такое распределение ветра, когда его скорость на высоте больше чем у земли. Отрицательным такое распределение ветра, когда скорость на высоте меньше, чем у земли.
•
•
•
•
Характерными условиями, при которых могут наблюдаться сильные сдвиги являются:
развитие мощных кучево-дождевых облаков (особенно грозо-градовых);
прохождение атмосферных фронтов;
образование задерживающих слоев;
особенности орографии или застройки района аэродрома.
Мощные грозовые очаги вызывают значительные возмущения воздушных потоков
создают в нижних слоях атмосферы чрезвычайно сложную структуру ветра:
сильные восходящие потоки воздуха (30.. .40 м/с);
интенсивные нисходящие потоки в зоне выпадения ливневых осадков (10... 15 более);
фронт порывистости перед облаками (рис. 4.)
Рис. 4. Структура фронта порывистости
Фронт порывистости представляет собой узкую зону резких горизонтальных и
вертикальных сдвигов ветра и сильной турбулентности в нижних слоях атмосферы вблизи
кучево-дождевых облаков. Возникновение этого фронта является следствием интенсивного
опускания холодного воздуха под облаком и дальнейшего растекания его в нижних слоях
атмосферы. Сильный нисходящий поток холодного воздуха образуется в зоне выпадения
Интенсивных ливневых осадков. Этот нисходящий поток, встречая поверхность земли,
Сходится в стороны от грозового облака. В результате сложения скорости общего переноса с
горизонтальной составляющей оттекающего воздуха суммарная скорость ветра у земли перед
кучево-дождевым облаком может резко увеличиваться, достигая при этом больших значений
(шквал). Слой оттекающего холодного воздуха толщиной в несколько сотен метров (до 2 км)
представляет собой быстродвижущийся мелкомасштабный холодный фронт. Перед ним
происходит резкий вынужденный подъем теплого воздуха, который затем вовлекается в
среднюю часть облака. Фронт порывистости может распространяться от края облака на
расстояние 15...20 км и существует непостоянно, а как пульсирующий процесс.
97
Пересечение фронта порывистости ВС в полете представляет большую опасность,
«пересечении этого фронта могут происходить резкие изменения встречного ветра. Были
отмечены случаи, когда воздушная скорость ВС изменялась на 25 км/ч за 2,5 сек, на 77 км/ч за 8
сек и даже на 109 км/ч за несколько секунд - при изменении ветра от встречного 64 км/ч до
попутного - 45 км/ч. Наиболее опасной является ситуация, когда снижение по глиссаде будет
осуществляться навстречу грозовому очагу, даже если очаг удален на 10 км и более. В этих
условиях кроме данных инструментальных измерений большое значение приобретает опыт
пилота по визуальной оценке складывающейся ситуации при выполнении посадки, а также его
умение оценивать изменение ветра впереди ВС по косвенным признакам (характер волнения на
водных объектах вблизи аэродрома, “волны”, перекатывающиеся по посевам, травяному
покрову и деревьям, полосы пыли и т.п.). Косвенным признаком наличия фронта порывистости
также является вирги- видимые на фоне грозового облака полосы выпадающих в передней
части облака садков, не достигающих поверхности земли.
Сдвиги ветра при прохождении у земли атмосферных фронтов
В пределах нижнего слоя тропосферы фронтальная зона имеет ширину 40...50 км (реже
до 100 км). В этой зоне наблюдается увеличение горизонтальных градиентов всех
метеорологических величин. При этом, чем больше контраст метеорологических элементов по :
стороны от фронтальной зоны, тем ярче выражена эта фронтальная зона.
При приближении фронтальной зоны усиливается горизонтальная адвекция
температуры, в пограничном слое атмосферы существенно увеличиваются средние
вертикальные сдвиги и имеют место согласованные временные изменения скорости ветра и
других метеорологических величин, которые могут продолжаться в пункте наблюдений в
течение нескольких часов подряд при приближении фронта. Наиболее существенное усиление
ветра у поверхности земли наблюдается в 40...50 километровой зоне фронта и может быть
значительным, но непродолжительным, при этом могут резко увеличиваться турбулентность а
также вертикальные и горизонтальные сдвиги ветра.
Сдвиги ветра, оказывающие опасное влияние на полеты воздушных судов, образуются,
как правило, в зоне активных, быстродвижущихся атмосферных фронтов, которые
наблюдаются на фоне больших горизонтальных градиентов температуры и давления.
Сдвиги ветра при инверсиях температуры
При устойчивой стратификации температуры турбулентный обмен количеством
движения по вертикали ослаблен (слои “скользят” один по другому), поэтому слои инверсии и
изотермии, как правило, приводят к существенному расслоению потоков по вертикали и
образованию значительных вертикальных сдвигов ветра.
При инверсиях у земли может наблюдаться слабый ветер, и даже штиль, в то время как
на верхней границе этих слоев он может достигать существенных значений (10 м/с и боле) и
резко меняться по направлению. Таким образом, при заходе ВС на посадку в инверсии (против
ветра) обычно следует ожидать уменьшения скорости встречного ветра и «проваливание»
самолета от глиссады.
Сдвиги ветра за счет особенностей орографии.
В горной местности сильные вертикальные и горизонтальные сдвига ветра образуются
над вершинами вследствие резкого сгущения линий тока при обтекании неровностей рельефа и
с подветренной стороны за счет деформации воздушного потока. На подветренных склонах
имеют место также сильные нисходящие потоки и интенсивная турбулентность.
98
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПОЛЕТОВ И УПРАВЛЕНИЮ ВОЗДУШНЫМ
ДВИЖЕНИЕМ В УСЛОВИЯХ СДВИГОВ ВЕТРА
1. Перед заходом на посадку сравнить информацию о ветре у поверхности земли и на
высоте 100 м, оценить величину сдвига ветра.
2. Сдвиг ветра менее 6 м/с на 100 м высоты при заходе на посадку можно не учитывать.
Заход в этом случае выполнять в режимах, установленных РЛЭ (Руководство по летной
эксплуатации).
3. При сдвиге ветра более или равном 6 м/с на 100 м высоты, если скорость у земли
меньше, чем на высоте, необходимо увеличить режим работы двигателей, повысить приборную
скорость на 10...20 км/ч, по сравнению с рекомендованной РЛЭ, и выдерживать увеличенную
скорость в процессе последующего захода. Этот запас скорости необходим для компенсации ее
уменьшения после входа ВС в зону сдвига ветра. Если к моменту снижения на высоту принятия
решения созданный запас скорости окажется исчерпанным, несмотря на увеличенный, вплоть
до номинала, режим работы двигателей, необходимо уйти на второй круг.
4. При отсутствии информации о ветре на высоте 100 м необходимо после пролета
ДПРМ тщательно следить за характером возможного изменения приборной скорости. При
резком уменьшении приборной скорости действовать в соответствии с рекомендацией,
вложенной выше в пункте 3.
Методы измерения и предупреждения о сдвиге ветра
Как видно возможны различные воздействия сдвигов ветра на полет ВС и все они
представляют большую опасность. Учитывая катастрофическую опасность, своевременное
предупреждение о сдвиге ветра является жизненно важным вопросом в авиации. Поэтому очень
важным является своевременное предупреждение о данном явлении и принятие в полете
своевременных превентивных мер безопасности. При наличии достаточных запасов по высоте и
скорости полета современные ВС, автоматически могут восстанавливать режим полета,
нарушенной изменением параметров ветра.
Сдвиг ветра скрытое и труднопредсказуемое явление.
Несмотря на внедрение высокотехнологичных автоматических систем измерения до
сих имеются трудности по своевременному и точному измерению этого явления.
В синоптической метеорологии применяются расчетные методы прогнозирования
сдвигов ветра. Учитывается также синоптическая обстановка формирования данного явления.
Также очень полезны бывают доклады из бортов ВС.
Неожиданность, скрытость, кратковременность, частое изменение своего места
обуславливают трудность измерения WS.
Системы предупреждения о сдвиге ВС на аэродромах
Одним из надежных инструментов измерения сдвига ветра на аэродромах являются
доплеровские метеорологические радиолокаторы (ДМРЛ). В ДМРЛ применяется доплеровский
метод измерения радиальной скорости ветра и его направления.
На современных аэродромах применяются ДМРЛ с различными тактико-техническими
характеристиками, которые могут иметь как многофункциональное назначение, также и
прикладное.
В нижеследующей ссылке указана интегрированная система предупреждения о сдвига
ветра на аэродроме разработанная компанией VAISALA
99
потока:
ветра
ый
Численные критерии оценки сдвига ветра
ИКАО рекомендует следующие градации сдвига ветра по признакам вертикального
Сдвиг
Влияние
управление ВС
на
Слабый
Незначительное
Умеренн
Значительное
Сильный
Существенные
затруднения
Опасное
Очень
сильный
Верти
кальный
сдвиг
ветра
м/с на каждые
30 м высоты
,0
4,0
.6,0
0…..2
2,1….
4,1….
>6
Гор
из.
Сдвиг
ветра м/с на
каждые 600
м
расстояния
0…
..2,0
2,1
….4,0
4,1
…..6,0
>6
Ско
рость
восходящих
или
нисходящих
.2,0
….4,0
…..6,0
0….
2,1
4,1
>6
Турбулентность в атмосфере
Воздух представляет собой чрезвычайно подвижную среду, в которой движение частиц
обычно имеет беспорядочный или, так называемый, турбулентный характер.
Турбулентность (от латинского слова «турбо» - завихрения, водоворот) – это такое
состояние атмосферы, при котором образуются вихри разных размеров, возникают
горизонтальные и вертикальные порывы ветра. Оси турбулентных вихрей быстро меняют свое
положение в пространстве и бывают ориентированы в самых различных направлениях.
С турбулентностью атмосферы связаны порывистость ветра, перенос по вертикали
водяного пара, ядер конденсации и других материальных частиц; она способствует
вертикальному переносу тепла из одних слоев в другие, обмену количества движения между
различными слоями и т.п.
Турбулентный обмен оказывает существенное влияние на условия формирования,
эволюцию и микрофизическое строение облаков, туманов и осадков, с которыми
непосредственно связаны сложные метеорологические условия полетов.
Болтанка - это беспорядочные колебания воздушного судна, сопровождающиеся
перегрузкой при полете в турбулентной атмосфере.
Зависимость приращения перегрузки самолета ∆n от различных факторов выражается
следующим образом:
∆S
ρWэфV
∆α
∆n = ±
G
2
S
Где: р - плотность воздуха;
Wэф - эффективная скорость вертикального порыва ветра, которая определяется как
результат воздействия на воздушное судно вертикального порыва, изменяющегося по
линейному закону от нуля до Wmax;
V- скорость полета;
G - вес самолета;
S - площадь крыла;
α - угол атаки;
Су - коэффициент подъемной силы;
- изменение коэффициента подъемной силы в зависимости от приращения
угла атаки.
100
Из формулы видно, что приращение перегрузки, а значит и болтанка ВС, зависят от:
• турбулентного состояния атмосферы (ρ, Wэф);
режима полета (V,
);
конструкция ВС (G, S).
Это означает, что при одной и той же интенсивности атмосферной
турбулентности различные типы ВС будут испытывать болтанку различной интенсивности.
При прочих равных условиях болтанка тем интенсивнее, чем больше скорость полета.
Поэтому в руководствах по летной эксплуатации ВС через число М задаются максимально
допустимые скорости полета в спокойной и турбулентной атмосфере.
Интенсивность болтанки оценивается приращением перегрузки (∇n), выраженным в
долях ускорения свободного падения (g )
При полете на эшелоне:
• умеренная болтанка
наблюдается при ∆n±0,5g….. ±1g;
• Cильная болтанка
наблюдается при ∆n> ±1g.
При взлете и посадке:
• Умеренная болтанка наблюдается при ∆n±0,3g….. ±0,4g;
• Сильная болтанка наблюдается при ∆n> ±0,4g.
•
•
Термическая турбулентность (конвекция) возникает из-за неравномерного прогрева
подстилающей поверхности или в результате натекания холодного воздуха на теплую
подстилающую поверхность при больших вертикальных температурных градиентах. Над
континентом наблюдается летом, днем. При термической турбулентности возникают как
беспорядочные, так и упорядоченные восходящие и нисходящие потоки воздуха. Ee
интенсивность зависит от влажности воздуха. В сухом воздухе конвекция развивается до
высоты 2...3 км и вызывает в этом слое слабую или умеренную болтанку. Во влажном воздухе
конвекция развивается до больших высот, иногда до тропопаузы, и приводит к образованию
мощно-кучевых и кучево-дождевых облаков. В этом случае болтанка сильная, особенно в
облаках, и наблюдается от земли до верхней границы облаков.
Динамическую турбулентность вызывают следующие причины:
• трение движущегося воздушного потока о шероховатости рельефа на земной
поверхности;
• неоднородность характера воздушного потока по направлению и скорости;
• волновые движения в слоях инверсии и изотермии.
Трение о земную поверхность в равнинной и холмистой местности обуславливае
возникновение динамической турбулентности в нижнем слое тропосферы (до 1... 1,5км). Такая
турбулентность вызывает слабую и умеренную болтанку. Чем сильнее воздушный поток и
больше шероховатость подстилающей поверхности, тем интенсивнее динамическая
турбулентность в приземном слое
В свободной атмосфере динамическая турбулентность возникает в слоях, где
наблюдается большая изменчивость характеристик ветра по высоте и/или по горизонтали. Для
количественной характеристики такой турбулентности вводится понятие сдвиг ветра изменение вектора ветра в пространстве, включая восходящие и нисходящие потоки. Опасная
турбулентность образуется при вертикальных сдвигах ветра более 3 м/с на 100 м высоты и/или
горизонтальных сдвигах ветра более 6 м/с на 100 км расстояния. Турбулентные зоны в
большинстве случаев имеют ограниченные размеры. Их толщина чаще всего 300...600 м,
горизонтальная протяженность 60...80 км. Очень редко зона турбулентности охватывает слой
толщиной 2...3 км и имеет протяженность до 1000 км. Чем интенсивнее турбулентная зона, тем
меньше ее толщина и протяженность. Эти зоны неустойчивы во времени и могут исчезать через
30...50 минут после их возникновения. В свободной атмосфере динамическая турбулентность
101
чаще всего развивается там, где наблюдаем сходимость (конвергенция) и расходимость
(дивергенция) воздушных потоков, на границах струйного течения, в зоне тропопаузы.
Турбулентность, наблюдающаяся в атмосфере на высотах более 5 км при отсутствии
кучевообразных облаков, называется турбулентность при ясном небе - ТЯН (CAT-clear air
turbulence).
ТЯН относится к опасным для авиации метеоявлениям в силу внезапности (неожиданно
для экипажа) воздействия на ВС. Известны авиационные происшествия из-за попадания ВС при
безоблачном небе в зоны очень сильной турбулентности. ТЯН чаще всего связана со струйными
течениями. Горизонтальные размеры ТЯН изменяются в довольно больших пределах, достигая,
в отдельных случаях, нескольких сотен километров; толщина ТЯН, как правило, не превышает
1000 м.
Динамическая турбулентность, возникающая в слоях инверсии и изотермии, имеет вид
чередующихся восходящих и нисходящих потоков.
Орографическая турбулентность возникает в горных районах. Воздушный поток при
обтекании горных препятствий деформируется и, при определенных условиях, это приводит к
образованию зон с повышенной турбулентностью. Повторяемость сильной турбулентности в
горных районах при одних и тех же метеорологических условиях значительно выше, чем в
равнинной местности.
Характер и интенсивность турбулентности зависят от формы и размеров горного
препятствия, от того, как направлен воздушный поток по отношению к препятствию, от
скорости ветра и изменения ее с высотой, от температурной стратификации.
Турбулентность, вызывающая интенсивную болтанку ВС, образуется в тех случаях,
когда:
•
воздушный поток направлен перпендикулярно к горному препятствию;
•
скорость ветра у земли 8... 10 м/с и с высотой ветер усиливается;
•
выше горного препятствия наблюдается устойчивая стратификация атмосферы (имеет
место слой инверсии, изотермии или медленного понижения температуры с высотой).
Опасная турбулентность возникает (рис. 5)
•
над вершиной горы в слое 500... 1000 м. Здесь поток сжимается, усиливается, в
результате чего вертикальные сдвиги ветра увеличиваются до 5 м/с и более на 100 м высоты;
•
с подветренной стороны гор, где образуются сильные нисходящие потоки (фён),
совокупность вихрей разных размеров (роторы), а выше хребта - подветренные волны.
102
Рис. 5. Турбулентность в горных районах.
Зона повышенной турбулентности распространяется по горизонтали в направлении
«сданного потока на 20.. . 30 км от горного препятствия.
Упорядоченные нисходящие воздушные потоки (фён), возникающие на подветренной
стороне, приводят к резкой потере высоты ВС на несколько сотен метров. Известны летные
происшествия, связанные с указанным явлением.
Роторы возникают чаще всего за горными препятствиями высотой до 1500 м.
представляют собой цилиндрические вихри диаметром 500... 1000м с горизонтальными осями,
направленными параллельно горному хребту. В отчетливо выраженных роторах скорости
вертикальных движений 5... 10 м/с, поэтому в роторах наблюдается сильная болтанка,
аналогичная болтанке в кучево-дождевых облаках. Иногда в верхней части роторного вихря
образуются разорванно-кучевые облака с небольшим вертикальным развитием (напоминают
шляпку гриба). Роторы располагаются в виде нескольких (чаще трех) параллельных хребту
полос. Периодически роторы “отрываются” и, перемещаясь вместе с потоком, турбулизируют
воздух вдали от гор, а на их месте создаются новые.
Подветренные волны распространяются в атмосфере до высоты в 4...5 превышающей
высоту горного препятствия и могут наблюдаться во всей толще тропосферы а иногда
распространяться и в нижнюю стратосферу. Длина таких волн 5...80 км, амплитуда 100.. . 150 м,
вертикальные скорости могут достигать 10... 12 м/с. При полете в подветренных волнах
возникает циклическая болтанка, вызываемая чередующимися восходящими нисходящими
движениями в гребнях и ложбинах волн. Наиболее опасной бывает болтанка в коротких волнах
с большой амплитудой. При достаточной влажности воздуха в гребнях образуются
малоподвижные гряды облаков, параллельные хребту, чаще чечевицеобразные облака. Такие
облака могут располагаться в несколько ярусов, один над другим. В этих случаях подветренные
волны заметны визуально. В области образования подветренных волн наблюдаются резкие
колебания атмосферного давления. Вслед этого показания барометрического высотомера часто
оказываются ненадежными. Так, в полетах отмечались ошибки в определении высоты до 300 м
и более.
Наряду с турбулентностью, на условия полетов в горных районах влияет эффект
общего подъема воздуха на наветренной и опускание его на подветренной стороне. Поэтому ВС
на наветренной стороне хребта “тянет” кверху, а на подветренной “прижимает” к земле.
103
Влияние горного хребта на воздушный поток начинает сказываться на значительном
расстоянии. При высоте хребта 1000 м воздушный поток начинает восходящее движение
расстоянии 60... 80 км от него.
Турбулентность при наличии кучево-дождевых облаков
Кучево-дождевые облака, особенно в стадии максимального развития, представляют
серьезную опасность для полетов. С ними связано выпадение дождя и града, сильные
нисходящие потоки, сдвиги ветра и турбулентность. Около кучево-дождевого облака в нижнем
слое атмосферы обычно образуется полоса, характеризующаяся резким изменением скорости и
направления ветра. Она получила название зоны шквала, или фронта порывистости.
Фронт порывистости образуется в результате опускания холодного воздуха под кучеводождевым облаком, вызванного вовлечением воздуха выпадающими осадками. Передний край
холодного воздуха у земной поверхности представляет собой как бы мелкомасштабный
холодный фронт, который характеризуется большими контрастами температуры, наличием
зоны сильной турбулентности, больших вертикальных и горизонтальных сдвигов ветра, а также
резкими колебаниями вертикальной составляющей скорости ветра.
Представляют опасность и восходящие/нисходящие конвективные движения в нижнем
слое вблизи кучево-дождевых облаков и под ними. Восходящие потоки обычно зарождаются в
нижнем 500 метровом слое атмосферы за 20-40 км перед кучево-дождевыми облаками. Лишь
при слабых ветрах в пограничном слое конвективный подъем начинается на расстоянии около
5-10 км от передней (по направлению перемещения) части облака. В результате этого вблизи
земной поверхности уже на расстоянии в несколько десятков километров от передней части
кучево-дождевых облаков воздушное судно может встретить сильные потоки, «засасывающие»
его внутрь основания облака.
104
Рис. 6. Кучево-дождевые облако в максимальной стадии развития (упрощенная модель)
105
ТЕМА № 9 АНАЛИЗ И ОЦЕНКА МЕТЕОУСЛОВИЙ ПО АЭРОСИНОПТИЧЕСКИМ
МАТЕРИАЛАМ.
Последовательность анализа метеоусловий.
Анализ метеообстановки на АМСГ по метеодокументам пилоту (экипажу) рекомендуется
производить в следующем порядке:
1.
-
Самостоятельное изучение документов. При этом надо выяснить –
в каких воздушных массах будет проходить полет;
будут ли пересекаться фронты;
какие опасные явления связаны с данными воздушными массами или фронтами;
на каком участке маршрута ожидаются те или иные опасные явления ( ОЯ ) и уточнить
способы обхода их.
2. Получение устной консультации дежурного синоптика по требованию экипажа, во время
которой надо:
- уточнить ожидаемую общую погоду и по отдельным метеоэлементам.
Использование документов метеослужбы для оценки метеообстановки.
Самостоятельный анализ метеообстановки следует начинать с анализа
синоптической карты ( основной ) за последний срок. По синкарте можно составить общее
представление о фактической cиноптической обстановке на большой территории. При
таком анализе можно определить воздушные массы, атмосферные фронты, барические
системы, оказывающие влияние на погоду по маршруту или в районе полета.
После этого необходимо уточнить метеообстановку по кольцевой карте.
Воздушные массы на карте определяются по характеру облачности, осадков,
явлений по их влагосодержанию и стратификации. При анализе надо учитывать, что
воздушные массы при своем перемещении трансформируются.
Атмосферные фронты на картах определяются с учетом барических систем и
метеоэлементов. Фронты всегда связаны с циклонами и проходят, как правило, по оси
ложбины. Характер фронта определяется по характеру облаков, осадков, явлений, по
изменению температуры, по барическим тенденциям и по направлению и скорости ветра.
Барические системы определяются по положению изобар и системе ветров.
По картам АТ – 850, АТ – 700, АТ – 500 можно уточнить положение атмосферных
фронтов. На этих высотах на распределение метеоэлементов в горизонтальном
направлении подстилающая поверхность влияния не оказывает.
По АТ –700 и АТ – 500 можно определить движение барических систем и фронтов
у земли, т.к. оно подчинено правилу ведущего потока . По этим же картам можно
определить и эволюцию барических систем и фронтов ( по сходимости и расходимости
высотных потоков, изогипс ).
По картам АТ можно определить направление и скорость ветра на заданной высоте
полета. Направление ветра на высоте определяется по направлению изогипс ( слева «Н»,
справа «В»). Скорость ветра зависит от частоты изогипс ( чем чаще изогипсы, тем сильнее
ветер ). Скорость ветра можно определить по градиентной линейке ( она рассчитана по
формуле ).
106
По картам АТ можно определить наличие или отсутствие облаков на заданной
высоте полета по дефициту точки росы. Если на АТ – 850, АТ – 700, АТ – 500 дефицит от
0°С до 2°С включительно, то облака есть; если дефицит больше 5°С, то облаков нет. На
АТ – 400, АТ –300 дефицит от 0°С до 4°С включительно , то облака есть; если дефицит
больше 7°С, то облаков нет.
Если зоны облачности, определенные по картам АТ совпадают с температурами
порядка от 0°С до - 20°С, то при полете в таких облаках следует ожидать обледенение
самолета.
По картам АТ можно определить наличие или отсутствие болтанки на заданной
высоте полета. Болтанка есть, если наблюдается: сходимость и расходимость высотных
потоков (изогипс); перепад ветра по направлению на 30° и более, по скорости на 30 к/ч и
более; а также извилистость изогипс.
Прогностические карты.
После анализа фактических карт погоды пилоты приступают к анализу
прогностических карт. Прогностические карты бывают синоптические и авиационные.
Прогностические синоптические карты бывают приземные и высотные. Они
составляются в метеоцентрах на 24 и 36 часов вперед и заблаговременно передаются на
АМСГ.
Авиационные прогностические карты бывают:
-
АКП ( авиационные карты погоды ) особых явлений для высоких уровней – от 400 до 150
ГПа масштаба 1 : 30 000 000; для средних и высоких уровней – от 700 до 150 ГПа
масштаба 1 : 15 000 000 .
АКП высотные – АТ 850, АТ 700, АТ 500, АТ 400, АТ 300, АТ 200 – это карты ветра и
температуры.
107
ТЕМА № 10 КЛИМАТОЛОГИЯ МЕСТНОЙ ЗОНЫ. Подготовка к полету на земле и
наблюдение за погодой в полете.
Знание метеообстановки, понимание ее физической сущности и умение сделать
правильную оценку погодных условий является важным фактором обеспечения безопасности
полетов.
Для того, чтобы правильно оценить метеообстановку в полете, надо твердо знать о тех
процессах, которые обусловят погоду на маршруте. Неожиданность в полете является одним из
опаснейших факторов для пилота. Она вызывает растерянность, а следовательно, случайное и
непродуманное решение. Все это обязывает летный состав перед каждым вылетом, будь это
полет над аэродромом, по маршруту или над какой-либо площадью, тщательно изучать
метеообстаноку на земле. Следует иметь ввиду, что погодные условия могут изменяться за счет
влияния рельефа или времени суток, времени года.
Только серьезный подход к делу даст возможность, зная детали метеообстановки,
избежать всякую неожиданность, а при встрече с опасными явлениями действовать
рассудительно и умело. Всегда следует помнить, что отличное знание метеообстановки – это
залог безопасности полетов.
После тщательной предполетной подготовки на земле будет легко разобраться в
метеообстановке во время полета. Непрерывное наблюдение за погодой в полете позволит
вовремя оценить обстановку и принять правильное решение.
Одним из наиболее наглядных метеоэлементов, по которому можно судить о процессах
в атмосфере, являются облака. По их внешнему виду, количеству, высоте и характеру верхней и
нижней кромки можно оценить характер воздушной массы, атмосферного фронта. По облакам
можно судить об ожидаемых изменениях погоды. Каждой форме облаков свойственны
определенные явления погоды, оказывающие влияние на полеты.
Визуальная оценка метеоусловий при полете в однородной воздушной массе.
Характерным признаком устойчивой воздушной массы ( УВМ ) является облачность
слоисто – кучевых и слоистых форм с низкой нижней границей, обычно ниже 300 м. Наиболее
сложные погодные условия для полетов наблюдаются под облаками. Здесь всегда ухудшена
видимость, и можно встретить дымку, туман, морось, при отрицательных температурах –
гололед.
При необходимости пробивать облака вниз по внешнему виду их верхней кромки
можно судить о высоте нижней границы. Если верхняя граница облаков ровная, то нижняя
граница имеет небольшую высоту от земли, а иногда доходит до земли ( слоистые ). Если
верхняя граница бугристая, это говорит о турбулентности в нижнем подоблачном слое и
обычно нижняя граница бывает не ниже 300 метров (слоисто-кучевые). Температура с высотой
падает медленно, ≈ 2 – 3 º С на 1 км подъема.
Неустойчивую воздушную массу в полете можно определить по облакам
кучевообразных форм ( кучевые, мощно-кучевые, кучево-дождевые, высоко-кучевые).
Температура с высотой в такой воздушной массе падает быстро, ≈ 8-10º С на 1 км подъема.
Наибольшую опасность здесь представляют кучево-дождевые облака, в которых можно
встретить грозы, ливневые осадки, град, шквал. При полетах в неустойчивой воздушной массе
всегда есть болтанка самолета. Зимой наблюдаются «заряды» снега с резким ухудшением
видимости ( 500 м и менее). В засушливых районах в таких воздушных массах наблюдаются
пыльные бури.
Приближение к грозовому облаку можно обнаружить по внешнему виду облака, по
радиопомехам, по засветкам на радиолокаторе, по неустойчивому положению стрелки
радиокомпаса.
Полеты в неустойчивых воздушных массах лучше проводить выше вершин
кучевообразных облаков или в широких пространствах между ними. ( Условия обхода грозовых
облаков).
108
Визуальная оценка метеоусловий при полете в зоне атмосферных фронтов.
Сложные, а чаще опасные условия погоды наблюдаются при полете в зонах
атмосферных фронтов. Здесь происходит резкое изменение метеоэлементов, наблюдаются
мощные облачные системы, обширные зоны осадков, обледенения и т. д. и т. п. Фронты
наиболее интенсивны в центральной части циклона.
В полете приближение теплого фронта можно обнаружить, примерно, за 600-800 км до
линии фронта по перистым когтевидным облакам при выполнении полета по ПВП. Далее небо
затягивает белой пеленой перисто-слоистых облаков ( может наблюдаться Гало ). Затем
облачность уплотняется и постепенно понижается. Появляются высоко-слоистые облака,
снижаясь, они переходят в слоисто-дождевые, из которых выпадают обложные осадки. Верхняя
граница высоко - слоистых и слоисто - дождевых облаков почти горизонтальна на высоте,
≈ 4 –5 км. (Нижняя граница может доходить до 50 – 100 м.). В холодное время года в зоне
теплого фронта часто наблюдается интенсивное обледенение. Наиболее благоприятная
температура обледенения от 0 º С до - 10 º С. В полете обледенение можно обнаружить по
следующим признакам:
При слабом обледенении наблюдается небольшой налет льда на переднее стекло.
При умеренном обледенении значительно ухудшается видимость через переднее
стекло, начинается тряска и ухудшение слышимости по радио.
При сильном обледенении полное отсутствие видимости через переднее стекло,
уменьшается скорость полета, наблюдается значительная тряска и слышны удары льда о
самолет. Благоприятные условия полета в зоне теплого фронта наблюдаются выше облаков
или в прослойках между облаками.
Холодный фронт в полете удается обнаружить лишь на небольшом расстоянии от него
( за несколько десятков км ) по быстро движущимся высоко-кучевым чечевицеобразным
облакам. Затем появляется стена мощных кучево – дождевых грозовых облаков. Облака сильно
развиты по вертикали нередко достигают своими вершинами-наковальнями тропопаузы.
Нижняя граница обычно не ниже 300-400 м. В зоне холодного фронта наблюдаются грозы,
град, сильная болтанка, сильное обледенение, ухудшение видимости в осадках, у земли
наблюдаются шквалистые ветры. Условия полетов затруднены от земли до больших высот.
Приближение к холодному фронту можно обнаружить по тем же признакам, что и при
приближении к грозовому облаку. Чтобы сократить время полета в зоне фронта, все фронты
рекомендуется пересекать перпендикулярно линии фронта.
Оценка метеообстановки по местным признакам.
Иногда летному составу самому без помощи метеоспециалистов приходится решать вопрос о фактической и
ожидаемой погоде. В этом случае большое значение имеет умение оценить метеообстановку по местным
признакам.
Местными признаками называются различные явления в атмосфере, наблюдения за
которыми позволяют сделать заключение об изменениях погоды.
В качестве местных признаков прежде всего используются наблюдения за облаками,
кроме того надо следить за изменениями давления, температуры, ветра. Чем больше местных
признаков подтверждают друг друга, тем точнее будет прогноз погоды.
Признаки ухудшения и сохранения плохой погоды.Народные приметы
Признаки 1 – 5 указывают на приближение теплого фронта.
1. На небе появляются перистые когтевидные облака, затем небо затягивает белой пеленой
перисто-слоистых облаков, появляется Гало. Дальней шее уплотнение облачности ведет к
появлению темно-серых низких слоисто-дождевых облаков, из которых начинаются осадки.
Обычно осадки появляются через 20 – 24 часа после появления перистых облаков.
2. Падение давления, увеличивающееся с течением времени.
3. Ветер усиливается независимо от времени суток.
109
4. Нарушен нормальный суточный ход температуры.
5. Вечерняя заря имеет красную, иногда даже багрово-красную окраску.
Признаки 6 – 8 указывают на приближение холодного фронта.
6. На небе появляются быстродвижущиеся высоко - кучевые чечевицеобразные облака.
7. Давление падает.
8. Ветер усиливается и разворачивается по часовой стрелке.
Признаки 9– 12 характерны для устойчивой воздушной массы.
9. Большая влажность воздуха в приземном слое.
10. Ветер мало меняет свое направление и чаще южный.
11. Давление низкое и мало меняется в течение суток.
12. Температура почти постоянная в течение суток.
Народные приметы:
1. Роса или иней не появляются.
2. Солнце садится в облака.
3. Ласточки и стрижи летают низко.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
1.
2.
3.
Признаки улучшения и сохранения хорошей погоды.Народные приметы
Переход ветра к северным направлениям и рост давления.
Образование в конце пасмурного дня полосы прояснения на западе.
Вечерняя заря светло-желтая или золотистая.
Устойчивый рост давления.
Хорошо выраженный суточный ход метеоэлементов ( температура, ветер, давление ).
Летом в низинах местами туман.
Народные приметы:
Появление ночью росы или инея.
Дым из труб поднимается вертикально вверх.
Стрижи и ласточки летают высоко.
Признаки гроз.
Для образования внутримассовых гроз необходимо, чтобы в атмосфере наблюдались
бурные восходящие движения и была достаточная влажность до больших высот.
Признаками гроз являются:
1. Появление в утренние часы высоко – кучевых башенковидных облаков говорит о
неустойчивости воздушных масс – во второй половине дня следует ожидать грозы.
2. Кучевые облака рано появляются и быстро растут вверх и вширь.
3. Большая абсолютная влажность при высоких температурах ( a > 12 Гпа ). С утра душно,
«парит».
4. Слабые ветры у земли и на высотах, ( сильные ветры на высотах, то кучевые плоские ).
5. Появление мощной кучевой облачности перед вечером предвещает ночную грозу.
6. Внутримассовые грозы обходят большие озера и движутся вдоль больших рек.
7. Над большими холмами грозы чаще и интенсивнее.
8.
Признаки туманов:
Для образования адвективного тумана необходима устойчивая воздушная масса с
большой влажностью у поверхности земли.
К признакам образования тумана относятся:
1. Уменьшение облачности к вечеру до полного прояснения.
2. Ослабление ветра ночью до 1 – 3 м/с.
3. Влажность воздуха близка к насыщению ч > 90 % , ( Т – Тd ) ≤ 2ºС.
110
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯПОЛЕТОВ В РАЗНЫХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ
РАЙОНАХ.
1. Условия полетов в пустынной и степной местности.
В пустынной местности метеоусловия полетов зависят от времени года и суток. Летом
над пустынями Средней Азии наблюдается малооблачная погода, в результате чего
подстилающая поверхность сильно нагревается, возникает термическая, а при сильных ветрах и
динамическая турбулентность, обуславливающая болтанку самолетов.
Утром при антициклонах над пустынями наблюдаются нижние миражи. В Средней
Азии при сильных ветрах наблюдаются пыльные бури с видимостью 200-500м и менее.
Особенно продолжительные пыльные бури с такой видимостью часто наблюдаются в
Туркмении.
2. Условия полетов в горных районах.
В горных районах сложные условия полетов. Здесь часто наблюдается сильная
динамическая и термическая турбулентность, развивается грозовая деятельность. Облачность
характеризуется большим разнообразием форм и часто закрывает вершины гор.
На наветренных склонах горных хребтов фронты обостряются, зоны осадков
увеличиваются, длительность осадков и вероятность обледенения возрастает.
На подветренной стороне горных массивов, горных хребтов затрудняют полеты
«роторы» и «подветренные волны». Особенно неустойчива погода в горах осенью: низкая
облачность, туманы, ливни, грозы.
Лучшее время для полетов в горных районах летом.
3. Условия полетов в приморских районах
и над водными пространствами.
Над большими водными пространствами условия полетов зависят от времени года,
времени суток и широты места. Летом в низких и средних широтах условия для полетов более
благоприятные. В высоких широтах на границе лед-вода условия полетов осложняются
туманами и низкой облачностью. Зимой над теплой водной поверхностью при вторжении
холодного воздуха развивается конвективная облачность, ливни, грозы.
В Приморье и на Сахалине синоптические процессы имеют четко выраженный
сезонный характер. В Приморских районах зимой погода обуславливается влиянием восточной
периферии Сибирского антициклона, поэтому преобладает малооблачная погода пери ветрах
северо-западной четверти. Иногда влияют циклоны с Охотского моря, они приносят низкую
облачность и снегопады.
Летом южные и юго-восточные ветры с Охотского и Японского морей часто выносят
низкую облачность и туманы, что создает большие трудности для полетов.
4. Условия полетов в Арктике.
Облачная система теплого фронта в Арктике имеет высоту НГ, как правило, 100-200 м,
т. е. ниже чем в средних широтах. Часто облака сливаются с фронтальным и адвективным
туманом. Почти круглый год низкие облака состоят из переохлажденных капель или смеси
капель и кристаллов и вероятность обледенения в них очень велика. Облачная система теплого
фронта обычно расслоена. Облачные системы холодных фронтов в Арктике по вертикали менее
развиты, имеют расслоенность.
Над АРКТИКОЙ преобладают заполняющиеся циклоны, а следовательно фронты
окклюзии и вторичные холодные. Облачная система фронтов окклюзии обычно расслоена, зона
осадков вдоль фронта узкая. Облака вторичных холодных фронтов летом и осенью имеют
небольшую вертикальную мощность ( не более 800 м ), высота их нижней границы 100-300 м.
Облака дают ливневые снегопады, особенно в прибрежных зонах. Зимой вторичные фронты
размыты. Внутримассовые низкие слоистые облака чаще образуются летом при таянии снега и
льда, зимой бывают редко.
Для полетов наиболее благоприятные условия наблюдаются весной.
111
ТЕМА № 11 МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ.
Федеральные авиационные правила «Предоставление метеорологической
информации для обеспечения полетов воздушных судов»
(утв. приказом Министерства транспорта РФ от 3 марта 2014 г. № 60)
Задача и организация метеообеспечения полетов.
•
Целью метеорологического обслуживания гражданской авиации является
обеспечение безопасности, регулярности и эффективности полетов. Эта задача возложена
на аэродромные метеоорганы.
•
Объем и порядок обеспечения потребителей метеоинформацией на каждом
конкретном аэродроме определяется «Инструкцией по метеообеспечению полетов» на
данном аэродроме. Аэродромные метеоорганы обеспечивают производство регулярных,
специальных и других наблюдений за состоянием погоды на аэродроме.
•
Наблюдения за погодой должны производиться на пунктах, расположенных и
оборудованных таким образом, чтобы обеспечивать представление данных, характерных
для участков летного поля, где требуется производить наблюдения ( иначе говоря, там, где
производится посадка самолетов.
Сообщения о результатах регулярных и специальных наблюдений выпускаются в
виде:
1.
местных регулярных и специальных сводок, распространяемых только на
аэродроме составления сводки, предназначенных для прибывающих и вылетающих
воздушных судов, а также для службы автоматической передачи информации в районе
аэродрома (далее - ATIS);
2.
регулярных метеосводок по аэродрому (далее - METAR) и сводок SPECI,
распространяемых за пределами аэродрома составления сводки, предназначенных в
основном для планирования полетов, радиовещательных передач, касающихся
метеорологической информации для воздушных судов, находящихся в полете (далее VOLMET).
Регулярные наблюдения производятся в период полетов – через 30 минут ( в сроки
00 и 30 минут каждого часа),при отсутствии полетов – через 1 час ( в 00 минут каждого
часа ). В случае, когда для взлета и посадки воздушного судна необходима самая
последняя метеоинформация, она обеспечивается по запросу диспетчеров УВД.
АМЦ и АМСГ с синоптической частью составляют прогнозы по аэродрому в коде
TAF, а по мере необходимости соответствующие коррективы к ним, также составляют
штормовые предупреждения по аэродрому, а так же штормпредупреждения в формате
SIGMET и AIRMET, прогнозы погоды по приписным аэродромам, прогнозы для посадки,
прогнозы по маршрутам и районам полетов в формате GAMET, коррективы к прогнозам
по маршрутам и районам полетов в тех случаях, когда ожидаются изменения погоды,
опасные для авиации .
Прогнозы погоды по аэродрому составляются на период действия 9 или 24 часа,
через каждые 3 часа, с заблаговременностью не менее 1 часа до начала периода их
действия, начиная с 00. 00 часов гринвичского времени.
112
Штормовые оповещения и штормовые предупреждения.
Специальные наблюдения производят в дополнение к регулярным при ухудшениях
или улучшениях условий погоды на аэродроме, когда один или несколько метеоэлементов
изменяются в соответствии с критериями, установленными с учетом рабочих посадочных
минимумов аэродрома. В предупреждениях сообщается информация о метеоусловиях,
которые могут оказать неблагоприятное воздействие на работу авиации.
Штормпредупреждения выпускаются в связи с фактическим или ожидаемым
возникновением одного или нескольких явлений и условий погоды, опасных для авиации.
К подаче специальных сводок привлекаются метеоорганы, расположенные в
радиусе около 200 км. от аэродрома. Специальные сводки распространяются немедленно
после наблюдений.
Специальные сводки , т. е. штормоповещения , выпускаются в следующих случаях:
1) среднее направление приземного ветра изменилось на 60° или более по сравнению с
направлением, указанным в последней сводке, при средней скорости до и (или) после
изменения составляет 5 м/с или более;
2) средняя скорость приземного ветра изменилась на 5 м/с или более по сравнению со
скоростью, указанной в последней сводке;
3) величина отклонения от средней скорости приземного ветра (порывы) возросла на 5 м/с
или более по сравнению с величиной, указанной в последней сводке, причем средняя
скорость до и/или после изменения составляет 7,5 м/с или более;
4) изменение направления ветра потребуют смены рабочего направления ВПП или сила
скорости ветра превышает эксплуатационные характеристики воздушных судов,
выполняющих полеты на данном аэродроме;
5) повышение температуры воздуха на 2° С или более по сравнению с указанной в
последней сводке или альтернативное пороговое значение, согласованное с полномочным
метеорологическим органом, органом ОВД, заинтересованными эксплуатантами;
6) видимость улучшается и достигает или становится больше или ухудшается и
становится меньше одного или нескольких из следующих значений:800 м, 1500 мили 3000
м; 5000 м в случае выполнения значительного числа полетов по ПВП;
7) дальность видимости на ВПП улучшается и достигает или превышает одно или
несколько из следующих значений или дальность видимости на ВПП ухудшается и
становится менее одного или нескольких из следующих значений:150, 350, 600 или 800 м;
8) начинается, прекращается или изменяется интенсивность любого из следующих
явлений погоды или их сочетаний:
замерзающие осадки;
умеренные или сильные осадки (в том числе ливневого типа);
гроза (с осадками);
пыльная буря;
песчаная буря;
воронкообразное облако (торнадо или водяной смерч);
9) начинается или прекращается любое из следующих явлений погоды или их сочетаний:
замерзающий туман;
пыльный, песчаный или снежный поземок;
пыльная, песчаная или снежная низовая метель;
гроза (без осадков);
шквал;
113
10) высота нижней границы нижнего слоя значительной (BKN) или сплошной (OVC)
облачности достигается одного или нескольких из следующих значений:30 м, 60 м, 150 м
или 300 м; 450 м в случае выполнения значительного числа полетов по ПВП;
11) если количество облаков в слое ниже 450 м изменяется;
12) небо закрыто и вертикальная видимость достигается одного или нескольких из
следующих значений:30 м, 60 м, 150 м или 300 м;
13) в случаях, согласованных между аэродромным метеорологическим органом,
осуществляющим наблюдения за метеорологическими параметрами на аэродроме,
вертодроме или посадочной площадке, и органом ОВД.
Документы, выдаваемые метеослужбой летному составу.
•
Предоставление метеорологической информации экипажам воздушных судов
производится сотрудником по обеспечению полетов (полетным диспетчером),
аэродромным метеорологическим органом.
•
Аэродромный метеорологический орган предоставляет метеорологическую
информацию по заявке эксплуатанта или командира воздушного судна, содержащую:
•
время вылета по расписанию; аэродром назначения; запасные аэродромы; эшелон
полета;
•
указание на правила полетов - правила визуальных полетов (далее - ПВП) или
правила полетов по приборам (далее - ППП).
•
Аэродромный метеорологический орган определяет место для предоставления
метеорологической информации экипажам воздушных судов на основе консультаций с
эксплуатантами.
•
Метеорологическая информация для представления эксплуатантам и экипажам
воздушных судов включает следующую информацию:
1. Прогнозы: ветра и температуры на высотах; особых явлений погоды (SWH, SWM);
2. METAR, SPECI (включая прогнозы TREND) для аэродромов вылета и намеченной
посадки, для запасных аэродромов вылета, на маршруте и назначения;
3. TAF и коррективы TAF для аэродромов вылета и намеченной посадки, для
запасных аэродромов вылета, на маршруте и назначения;
4. Информацию SIGMET и (или) специальные донесения с борта, касающиеся всего
маршрута (к специальным донесениям с борта воздушного судна относятся
донесения, которые не использовались при подготовке сообщений SIGMET);
5. Консультативную информацию о вулканическом пепле и тропических циклонах,
относящуюся ко всему маршруту полета;
6. Зональные прогнозы в формате GAMET и (или) прогнозы в формате карт и
информация AIRMET для полетов ниже эшелона 100 (150 или выше в горных
районах), которые относятся ко всему маршруту;
7. Предупреждения по аэродрому для аэродрома вылета;
8. Данные искусственных спутников Земли (далее - ИСЗ);
9. Данные наземных метеорологических радиолокаторов (МРЛ, ДМРЛ).
•
Для полетов по маршрутам, которые по информации метеорологических органов
могут быть затронуты облаками вулканического пепла, в полетную документацию
включаются данные специальных наблюдений с борта воздушного судна.
•
По заявкам эксплуатантов или провайдеров метеорологической информации
полномочным метеорологическим органом обеспечивается передача метеорологической
информации для автоматизированных систем предполетной подготовки.
•
Метеорологическая информация подготавливается для экипажа воздушного судна
не позднее чем за час до запланированного времени вылета воздушного судна.
114
•
Метеорологическая информация, полученная от других источников, включается в
полетную документацию без изменений.
•
В полетную документацию включаются прогнозы особых явлений погоды SIGWX,
прогноз ветра и температуры на высотах в виде карт, масштаб и период действия которых
охватывают район и время полета, включая возможный уход на запасной аэродром.
Экипажам воздушных судов предоставляются:
1. Между эшелоном полета 250 и эшелоном полета 630 - карта особых явлений
погоды SWH и прогностическая карта ветра и температуры для эшелона 340 (250
гПа);
2. Между эшелоном полета 100 и эшелоном полета 250 - карта особых явлений
погоды SWM и прогностическая карта ветра и температуры для эшелона 180 (500
гПа);
3. Ниже эшелона 100 (150 или выше в горных районах) - карта особых явлений
погоды и прогностические карты ветра и температуры воздуха для абсолютных
высот 600 м (эшелон 020), 1500 м (эшелон 050), 3000 м (эшелон 100) и 4500 м
(эшелон 150) в горных районах, а также на других высотах по запросу.
• По требованию экипажа воздушного судна (эксплуатанта) в полетную документацию
включаются дополнительные прогнозы по высотам (прогнозы особых явлений погоды и
(или) ветра (температуры).
• Если маршрут полета не укладывается полностью на прогностической карте, экипажу
воздушного судна на оставшийся участок дополнительно выдается прогностическая карта
смежной зоны. При полетах ниже эшелона 100 при необходимости выдается прогноз в
формате GAMET для смежного района.
• Если прогнозы для полетов на эшелонах ниже эшелона 100 (в горной местности ниже
эшелона 150) составляются в форме зонального прогноза GAMET, они включаются в
полетную документацию вместо карт.
• При задержке вылета по запросу экипажа воздушного судна обеспечивается повторное
оформление полетной документации и/или проведение консультации.
• Метеорологическая информация, необходимая экипажам воздушных судов,
выполняющих литерные, поисково-спасательные, аварийно-спасательные полеты, полеты
по заказам медицинских учреждений, готовится немедленно и предоставляется в
кратчайшие сроки.
• Копия информации, выданной экипажу воздушного судна, хранится в бумажном и (или)
электронном виде в течение не менее 30 дней с момента ее выпуска и предоставляется
эксплуатанту для выполнения анализа полета или назначенным для расследования
авиационных событий лицам. При расследовании авиационных событий информация
сохраняется до завершения расследования.
• При предоставлении метеорологической информации, в том числе и с использованием
автоматизированных систем предполетной подготовки, обеспечивается ее целостность и
полнота.
• Экипажи воздушных судов, находящиеся в полете, обеспечиваются метеорологической
информацией через орган ОВД, с которым установлена связь, или посредством ATIS ,
непрерывных или регулярных радиовещательных передач VOLMET.
• Для радиовещательных передач VOLMET экипажам воздушных судов, находящимся в
полете, предоставляются: сводки METAR (по согласованию с органом ОВД - SPECI) с
прогнозами на посадку TREND (непрерывные передачи VOLMET); сводки METAR и
SPECI с прогнозами на посадку TREND, TAF, SIGMET (регулярные передачи VOLMET).
115
Порядок метеообеспечения полетов ГА.
Для самостоятельной предполетной подготовки экипажей используются
специальные витрины или стенды, на которые помещается следующая информация:
• регулярные и специальные сводки, прогнозы погоды по аэродромам;
• предупреждения по аэродрому вылета, маршрутам и районам полетов;
• донесения с борта воздушных судов;
• текущие и прогностические карты погоды, текстовые или табличные прогнозы по
маршрутам и районам полетов;
• фотографии, получаемые с метеоспутников Земли.
Консультации обеспечиваются аэродромными метеорологическими органами с
синоптической частью и проводятся по требованию экипажей воздушных судов. При
консультации экипажу сообщается:
• характеристика синоптической обстановки по маршруту (району) полета до
аэродрома первой посадки или при возможности до конечного аэродрома на
маршруте;
• информация о распределении ветра и температуры воздуха на высотах, наличии
особых явлений погоды;
• фактическое и ожидаемое состояние погоды на аэродроме вылета, посадки и
запасных;
• другие имеющиеся метеоданные по требованию экипажа.
После прохождения предполетной метеоподготовки командир воздушного судна
расписывается с указанием бортового номера воздушного судна и времени на копиях
бланков с прогнозами, с которыми он был ознакомлен или которые ему были вручены в
форме полетной документации.
При задержке вылета более чем на 20 минут от запланированного времени экипажу
следует уточнить метеообстановку по маршруту полета, на аэродроме посадки и
запасных.
Особенности метеообеспечения полетов по МВЛ и на авиационных работах.
Метеообеспечение полетов по МВЛ производится на общих основаниях порядка
метеообеспечения полетов ГА. АМСГ и ОГ без синоптической части обеспечивают
экипажи воздушных судов информацией, получаемой от метеоорганов базового и других
аэродромов. На аэродромах, где отсутствуют АМСГ или ОГ, необходимая для
обеспечения вылетов информация запрашивается у метеооргана базового аэродрома
начальником аэродрома вылета ( посадочной площадки) или непосредственно
командиром воздушного судна по имеющимся каналам связи.
При этом командир воздушного судна сообщает фактическую погоду.
Авиационные работы обеспечиваются прогнозами погоды, выпускаемыми
метеоорганом базового аэродрома по закрепленному району. Прогнозы составляются на 6
или 9 часов и выпускаются в период полетов через каждые 3 часа. При необходимости
должен обеспечиваться выпуск коррективов к действующим прогнозам, и
штормпредупреждений по району полетов.
Метеодокументация вручается под расписку диспетчеру УВД или передается по
имеющимся средствам связи.\
При начале авиационных работ на оперативной точке, где нет метеооргана,
экипаж воздушного судна сообщает сведения о фактической погоде. В случае встречи с
116
явлениями и условиями, опасными для авиации, информация об их наличии передается
немедленно.
По районам АХР кроме оперативных прогнозов составляются еще и суточные
прогнозы погоды в целях предварительного планирования.
Перед началом полетов экипаж воздушного судна проводит наблюдение за
фактической погодой на аэродроме АХР и передает данные на базовый аэродром.
Бортовая погода.
С борта воздушного судна проводятся и передаются через органы ОВД органам
метеорологического слежения, АМЦ, АМСГ следующие виды наблюдений:
• регулярные наблюдения на этапах набора высоты и полета по маршруту;
• специальные и другие нерегулярные наблюдения на любом этапе полета.
Регулярные наблюдения, передаваемые с борта воздушного судна посредством
речевой связи, проводятся на этапе полета по маршруту в установленных пунктах через
каждый час полета или по запросу органом ОВД.
Специальные наблюдения проводятся с борта всех воздушных судов в тех
случаях, когда наблюдаются:
-умеренная или сильная турбулентность;
-умеренное или сильное обледенение;
-сильная горная волна;
-грозы без града, скрытые, маскированные, частые или по линии шквала;
-грозы с градом, скрытые, маскированные, частые или по линии шквалов;
-сильная пыльная буря или сильная песчаная буря;
-облако вулканического пепла или вулканическая деятельность;
-слабое обледенение и слабая турбулентность;
-слабый, умеренный, сильный, очень сильный сдвиг ветра, данные о ветре на высоте
100 м и на высоте полета на промежуточном этапе захода на посадку (высоте входа в
глиссаду).
Специальные наблюдения с борта воздушного судна за вулканической деятельностью
регистрируются по донесениям с борта воздушного судна.
•
•
•
•
•
•
Содержание и порядок бортовой погоды:
номер борта;
время наблюдения;
место наблюдения;
высота полета по прибору;
погода ( ПВП ): ветер, видимость, явления, количество и форма облачности.
на эшелонах ( ППП ) содержание бортовой погоды зависит от этапа выполнения
полета ( взлет, полет, посадка ).
Бортовая погода используется синоптиками в оперативной работе.
Обязанности летного состава по отношению к метеослужбе.
1. Перед вылетом ознакомиться с фактическими и прогностическими материалами,
получить при необходимости консультацию у синоптика.
2. В случае задержки вылета более чем на 20 минут от запланированного времени,
уточнить метеообстановку.
117
3. После взлета и посадки сообщать с борта воздушного судна данные о погоде.
4. Находясь в полете, непрерывно следить за состоянием и изменением метеообстановки.
При необходимости запрашивать у диспетчера метеосведения.
5. При получении на борт штормоповещения и/или штормпредупреждения оценить их
опасность и принять решение о возможности их обхода.
6. При встрече с опасными явлениями погоды сообщать о них диспетчеру, а также
встречным бортам.
7. При полетах на АХР систематически передавать на базовый аэродром сведения о
фактической погоде в районе полетов.
См. ФАП-60 Метеорологическое обеспечение полетов
118
ТЕМА № 12 КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ СИН ОПТИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ И
ОЦЕНКА МЕТЕОУСЛОВИИ ПОЛЕТОВ ПО МАРШРУТУ.
Последовательность использования метеодокументовпри комплексном анализе.
Безопасность. экономичность и эффективность всех видов полетов зависит от
качества подготовки к полету. Перед каждым полетом необходимо проанализировать
метеоусловия, это значит установить. какая погода наблюдается в данном районе. какими
атмосферными процессами определяется эта погода. выяснить. как будут протекать эти
процессы и какую погоду они будут определять в течение того промежутка времени. на
который составлен прогноз. Прогноз погоды всегда составляется на основании прогноза
перемещения и эволюции барических систем, атмосферных фронтов и воздушных масс.
Анализ метеорологической обстановки по документам, имеющимся на АМСГ,
пилоту рекомендуется производить в следующем порядке. Сначала нужно самостоятельно
изучить текущие документы. имеющие отношение к полету. а затем прослушать
консультацию дежурного синоптика по требованию экипажа.
Самостоятельный анализ метеообстановки следует начинать с синоптической
карты, составленной за срок, ближайший ко времени вылета. Эта карта дает общее
представление о фактической погоде на большой территории. По синкарте следует
уточнить воздушные массы,атмосферные фронты, барические системы, влияющие на
погоду данной трассы или района.
Для детального изучения метеообстановки следует ознакомиться с кольцевыми
картами погоды. Изучение метеообстановки по кольцевым картам особенно необходимо
для авиации спецприменения. полетов по МВЛ.
Для уточнения анализа приземной обстановки рекомендуется проанализировать
высотные карты ( АТ-850. АТ-700. АТ-500 ). Тенденция развития синоптической
обстановки
определяется по картам будущего синоптического положения (прогностические карты).
Для выяснения фактического вегра на заданной высоте полета надо ознакомиться
с соответствующей картой АТ. Направление ветра определяется по направлению изогипс,
а скорость ветра — по их густоте (с помощью градиентной линейки). Ожидаемый ветер на
высотах определяется по прогностическим картам АТ.
Фактические карты АТ позволяют определить наличие или отсутствие облаков в
тех слоях, какие они характеризуют. Следует обращать внимание на дефицит точки росы.
Если зоны облачности, определенные по картам АТ, совпадают с температурами порядка
от 0°С до -20°С, то в таких облаках следует ожидать обледенение самолета. Также по
картам АТ можно определить наличие или отсутствие болтанки на заданной высоте
полета.
Для выяснения метеообстановки на больших высотах необходимо ознакомиться с
фактическими и прогностическими картами АТ-300, картой тропопаузы и картой
максимальных ветров, чтобы выяснить наличие струйных течений и зон болтанки
самолетов.
После ознакомления с картами следует ознакомиться с метеодокументами.
Затем прослушивается метеоконсультация дежурного синоптика по требованию
экипажа.
Таким образом. изучив всю метеодокументацию, пилоту необходимо мысленно
представить ожидаемую метеорологическую обстановку. т. е. мысленно составить
прогноз погоды по маршруту или району полетов и продумать все вытекающие отсюда
действия.
119
Прогноз перемещения и эволюции барических системи атмосферных фронтов.
Прогноз дается по приземным картам, согласуясь с ведущим потоком.
Циклоны перемещаются: в сторону максимального падения давления;
параллельно линии, соединяющей его изаллобарическую пару. в сторону падения
давления; параллельно изобарам теплого сектора, так что теплый воздух остается справа
от направления движения; по направлению ведущего потока над ними. Ложбины
перемещаются вместе с циклоном, одновременно огибая его центр против часовой
стрелки. Фронты смещаются вместе с ложбинами.
Антициклоны перемещаются: в сторону максимального роста давления; по
направлению ведущего потока над ними. Гребни смещаются вместе с антициклонами,
одновременно огибая его центр по часовой стрелке.
Скорость движения барических систем. атмосферных фронтов, зон осадков по
приземным картам определяется по расстоянию. пройденному ими от срока к сроку; или
она составляет 70-80% (2/3) от скорости ведущего потока на АТ-700, или 50-60% (1/2) от
скорости потока на АТ-500. Холодные фронты смещаются 90%, теплые - 80% от скорости
потока на АТ-700.
При анализе барических систем и фронтов необходимо учитывать их эволюцию
по АТ - 700 и АТ- 500, а именно:
- расходимость высотных потоков и адвекция тепла на высотах приводят к
падению давления у земли и к углублению циклонов. обострению фронтов, к разрушению
антициклонов, к ухудшению погоды.
- сходимость высотных потоков и адвекция холода на высотах приводят к росту
давления у земли и к заполнению циклонов, размыванию фронтов, усилению
антициклонов, к улучшению погоды.
При анализе эволюции фронтов необходимо учитывать суточный и годовой ход, а
именно:
- теплые фронты и теплые окклюзии обостряются зимой ночью (утром),
- холодные фронты и холодные окклюзии обостряются летом днем (после обеда).
Определение зон опасных явлений.
1. Определение зон облачности.
Облачность обычно связана с циклонами и с фронтами. Наиболее мощная
облачность по вертикали на холодном фронте летом и особенно днем ( 10-12 км ). На
теплых фронтах облачность занимает большие площади. Вертикальная мощность
максимальная, до 6-8 км. Самая низкая облачность наблюдается в зоне осадков в
холодном воздухе зимой. Низкая слоистая облачность наблюдается зимой в теплых и
влажных УВМ.
2. Определение районов грозовой деятельности.
В теплый период года днем на ХФТР, ХФ2Р, ВХФ и ХФО наблюдаются грозы,
ливни,
град. шквалы, болтанка. Грозы также возникают летом ночью на теплых фронтах, если
теплый воздух очень влажный и неустойчивый.
Внутримассовые грозы наблюдаются днем при большом прогреве и значительной
влажности воздуха в однородных воздушных массах.
э 3. Определение районов атмосферной турбулентности.
Атмосферная турбулентность. вызывающая сильную болтанку самолетов, может
быть в грозовых облаках, вблизи грозовых облаков, в безоблачном небе при наличии
конвекции (ТЯН). В горных районах при наличии роторов и подветренных (стоячих) волн.
В зонах струйных течений.
120
4. Определение ЗОН обледенения.
Обледенение наблюдается часто перед теплыми фронтами и в зонах фронтов в
облаках при температуре от 0°С до -20° и в осадках. Внутримассовое обледенение
наблюдается в кучево-дождевых, слоистых и слоисто-кучевых облаках в зоне
отрицательных температур.
Правила наблюдения за погодой: визуальные и с помощью бортовых технических
средств.
Безопасность полетов и успешное выполнение задания определяются умением
летного состава оценить в полете реальные условия погоды и принять правильное
решение при попадании самолета в зоны сложных метеорологических условий. Эта
оценка должна производиться как визуально. так и инструментально с помощью бортовых
технических средств. Экипаж в первую очередь должен оценить степень сложности
метеорологической обстановки. в которой в данный момент осуществляется полет.
Простые метеорологические условия обычно наблюдаются в антициклонах и в размытых
областях повышенного давления, сформированных в сухой (с небольшой влажностью)
однородной воздушной массе.
Характерными признаками таких условий в холодное полугодие является наличие
тонких волнистых высоко - кучевых и слоисто-кучевых облаков. При полете над ними их
в/ч представляется в виде поверхности моря с как бы застывшими волнами. В теплое
время года облаками, характеризующими простые метеоусловия. являются кучевые
облака хорошей погоды, не получающие вертикального развития. Такие облака обычно
белого цвета, с плоским основанием и занимают небольшие пространства по горизонтали.
Сложные метеорологические условия обычно создаются при полете в зоне
фронтальных разделов, в однородной очень неустойчивой воздушной массе в теплое
полугодие, а также во влажной, близкой к насыщению устойчивой воздушной массе в
переходные и холодный сезоны года. Полет во фронтальных зонах осложняется наличием
мощной облачности‚ турбулентности, вызывающей болтанку самолета. грозовых явлений,
часто сопровождающихся выпадением интенсивного града.
В зоне ТФ определить обледенение в полете можно так: если в облаках начинает
ухудшаться видимость. что указывает на уплотнение облачности и увеличение водности в
ней, и бортовой термометр показывает. что температура наружного воздуха ниже 0°. При
наличии грозовой деятельности облачность ТФ приобретает хаотическую структуру: зоны
плотной облачности сменяются менее плотными облаками, появляются облака, имеющие
тенденцию к развитию по вертикали, появляется болтанка. Полет в зоне ХФ зимой
осложняется снежными зарядами, летом-грозовой деятельностью. Обледенение и
болтанка на ХФ наблюдаются в любое время года. Положение струйного течения (высота,
направление его оси) оценивается визуально по наличию на его правой от потока стороне
характерных перистых облаков в виде отдельных полос вдоль потока.
Использование пилотажного и навигационного оборудования помогает
определить положение самолета относительно оси СТ и выбора наиболее безопасного
участка для входа в его зону. Если при неизменной температуре воздуха отмечается
увеличение путевой скорости, то полет самолета происходит вдоль попутной струи. Если
путевая скорость уменьшается, а температура воздуха постоянная. полет выполняется во
встречном СТ. Пересечение или уклонение от центральной части попутной струи можно
обнаружить по быстрому изменению температуры и резкому увеличению угла сноса.
Бортовой радиолокатор включается при наличии признаков грозовой
деятельности. В полете необходимо знать линейные размеры грозовых очагов и
промежутков между ними. Линейные размеры очагов определяются по масштабу
развертки на экране ИКО (индикатора кругового обзора).
121