Конспект лекций по Авиационной метеорологии для летного состава Гражданской авиации

Конспект
лекций
По Авиационной метеорологии для
летного состава
Гражданской
авиации
2
Содержание
Стр
3
Введение………………………………………………………………………………4
Тема№1: «Состав и строение атмосферы»
1.1 Состав атмосферы………………………………………………………………...5
1.2 Строение атмосферы……………………………………………………………...5
1.3 Характеристики МСА…………………………………………………………….8
Тема№2: «Метеорологические элементы и их учет в работе авиации»
2.1 Температура воздуха……………………………………………………………..9
2.2 Атмосферное давление…………………………………………………………..11
2.3 Плотность воздуха……………………………………………………………….12
2.4 Влажность воздуха……………………………………………………………….12
2.5 Видимость………………………………………………………………………...13
2.6 Ветер, его характеристики……………………………………………………….14
2.7 Местные ветры…………………………………………………………………....17
2.8 Облака, их классификация……………………………………………………….19
2.9 Осадки, их классификация……………………………………………………….23
Тема№3: «Воздушные массы»
3.1 Общая циркуляция атмосферы…………………………………………………..24
3.2 Термодинамическая классификация ВМ………………………………………..25
3.3 Географическая классификация ВМ…………………………………………….26
3.4 Тропическая зона. Особенности атмосферных процессов в ней……………...28
Тема№4: «Атмосферные фронты»
4.1 Понятие об атмосферных фронтах, их классификация………………………..30
4.2 Теплый фронт……………………………………………………………………..31
4.3 Холодный фронт………………………………………………………………….32
4.4 Малоподвижный (стационарный) фронт………………………………………..34
4.5 Фронты окклюзии…………………………………………………………………35
4.6 Тропический фронт……………………………………………………………….37
Тема№5: «Барические системы»
5.1 Общие сведения о барических системах………………………………………...39
5.2 Циклон……………………………………………………………………………..39
5.3 Антициклон………………………………………………………………………..44
5.4 Ложбина, гребень и седловина – погода и условия полетов в них…………….47
5.5 Перемещение барических систем……………………………………………......48
5.6 Тропический циклон……………………………………………………………...49
Тема№6: «Опасные для авиации явления погоды»
6.1 Грозовая деятельность……………………………………………………………52
6.2 Обледенение ВС…………………………………………………………………..57
6.3 Гололед…………………………………………………………………………….60
4
6.4 Турбулентность атмосферы и болтанка ВС……………………………………..61
6.5 Сдвиг ветра………………………………………………………………………...64
6.6 Явления, ухудшающие видимость……………………………………………….71
6.7 Вулканы.…………………………………………………………………………...75
6.8 Торнадо…………………………………………………………………………….77
Тема№7: «Особенности метеорологических условий в верхней тропосфере и
нижней стратосфере»
7.1 Условия полетов в зоне тропопаузы……………………………………………..78
7.2 Струйные течения и условия полетов в их зонах……………………………….79
7.3 Условия полетов в стратосфере………………………………………………… 82
Тема№8: «Метеорологическое обеспечение полетов»…………………………….83
8.1 Международный код METAR……………………………………………………84
8.2 Международный код TAF……………………………………………………….. 93
8.3 Информация SIGMET/AIRMET………………………………………………… 99
8.4 Донесения с борта ВС AIREP…………………………………………………...101
8.5 Карты особых явлений погоды Significant Weather Charts……………………103
8.6 Высотные карты ветра и температуры Winds/Temperatures…………………..108
Приложения:
DECODING OF SNOWTAM
ТАБЛИЦА ЯВЛЕНИЙ ПОГОДЫ
Sheet of notations used in flight documentation
RUNWAY STATE MESSAGE
+ SIGMET INFORMATION + WEATHER ABBREVIATIONS
Введение
5
Метеорология – это наука, изучающая строение атмосферы, ее свойства и
протекающие в ней процессы. (Метеорология – греческое слово: “метеор” –
явление небесное или атмосферное; “логос” – учение).
Авиационная метеорология – это наука, изучающая влияние
метеорологических факторов на деятельность авиации, разрабатывающая
теоретические основы, практические методы, метеорологическое обеспечение
полетов. Таким образом, авиационная метеорология – это прикладная наука.
Погода – это состояние нижнего слоя атмосферы в данное время и в данном
месте. Самой характерной особенностью погоды является ее изменчивость,
а точнее непрерывное изменение.
Климат – это многолетний режим погоды, характерный для данной местности.
Он является одним из важных долговременных абиотических факторов, оказывая
влияние на режим рек, образование различных типов почв, виды растительных и
животных сообществ.
Основные темы на изучение данной дисциплины:
Тема№1: «Состав и строение атмосферы»
Тема№2: «Метеорологические элементы и их учет в работе авиации»
Тема№3: «Воздушные массы»
Тема№4: «Атмосферные фронты»
Тема№5: «Барические системы»
Тема№6: «Опасные для авиации явления погоды»
Тема№7: «Особенности метеорологических условий в верхней тропосфере и
нижней стратосфере»
Тема№8: «Метеорологическое обеспечение полетов»
Тема№1: «Состав и строение атмосферы»
1.1 Состав атмосферы.
6
Атмосфера – газовая оболочка Земли, сформировавшаяся не менее нескольких
миллионов лет назад. Масса атмосферы равна 5,15·1015 т.
Атмосфера – механическая смесь газов и примесей. Главные газы атмосферы:
азот (78,08 %), кислород (20,94 %), аргон (0,93 %). Переменные газы атмосферы:
водяной пар, углекислый газ и озон. Основная масса водяного пара сосредоточена
в тропосфере. В стратосфере воздух весьма сухой. В результате конденсации
водяного пара образуются дымки и туманы, облака, выпадают осадки,
осложняющие взлет, посадку и полеты воздушных судов. Углекислый газ
содержится в переменных количествах 0,003 % по объему. Озон у земной
поверхности составляет от 0 до 7·10-6 % летом и 0 до 2·10-6 % зимой. С высотой
его концентрация увеличивается особенно в слое 20…40 км. Содержание озона
изменяется также в зависимости от широты φ, увеличиваясь от экватора к
полюсам. Кроме того, в атмосфере содержатся твердые и жидкие частицы
естественного и индустриального происхождения – атмосферный аэрозоль:
частицы пыли, дыма, горных пород, морских солей и др. С высотой их
концентрация быстро убывает. Аэрозоли с жидкими частицами называются
туманами, с твердыми – дымами. На высотах до 90 км (гомосфера) состав
атмосферного воздуха практически неизменный. Выше 90 км (гетеросфера),
химический состав атмосферы под воздействием атмосферных газов
ультрафиолетовым излучением солнца сильно изменяется с высотой.
1.2 Строение атмосферы.
Для атмосферы характерна слоистость. Слои атмосферы можно выделять
(по вертикали) в зависимости от распределения температуры, состава
атмосферного воздуха, наличия заряженных частиц, взаимодействия атмосферы с
земной поверхностью, влияния атмосферы на полет самолетов.
По распределению температуры с высотой выделяют 5 основных и
4 переходных слоя.
Таблица А - Основные и переходные слои атмосферы.
Содержание от
Основной слой
всей массы
Переходной слой
(сфера)
атмосферного
воздуха, %
Тропосфера
0…11
80
Тропопауза
Стратосфера
11…50
Около 20
Стратопауза
Мезосфера
50…90
0,25
Мезопауза
Термосфера
До 450
0,005
Термопауза
Экзосфера
Выше 450
1·10-18
От указанных в таблице средних значений высот слоев могут наблюдаться
значительные отклонения в зависимости от широты, времени года,
метеорологической ситуации и др. Верхняя граница тропосферы, например, чаше
Средняя высота
нижней и верхней
границ, км
7
всего бывает в высоких широтах 8…10 км, у экватора – 16…18 км; летом выше,
чем зимой; в тылу циклона она заметно ниже по сравнению с передней частью
циклона и т. п.
Тропосфера – слой, в котором производится подавляющая часть полетов в
авиации. Здесь температура убывает с высотой, поскольку главным источником
тепла для тропосферного воздуха является земная поверхность, нагреваемая
Солнцем. Земная поверхность не однородна (суша, водяная поверхность,
полярные льды, леса, болота и т. п.) и температура воздуха над разными районами
неодинаковая. В тропосфере сосредоточено около 90 % атмосферной влаги,
образуются циклоны и антициклоны, атмосферные фронты, облака и связанные
с ними осадки; наблюдается большая часть опасных для полетов
метеорологических явлений. Ветер усиливается с высотой; в умеренных широтах
максимальная его скорость достигает в среднем на высоте 8…10 км; в ряде
случаев образуются струйные течения.
Тропопауза – переходной слой между тропосферой и стратосферой толщиной от
нескольких сотен метров до 1…3 км; в полярных областях ее нижняя граница
обычно равна 8…10 км, температура около – 50°С; в умеренных широтах
10…12 км, температура от – 55 до – 60°С, над экватором 16…18 км, температура
от – 75 до – 85°С; на широте φ = 30…40° высота тропопаузы резко изменяется
(разрыв тропопаузы). Над теплыми антициклонами тропопауза выше, чем над
холодными циклонами.
Стратосфера – слой от тропопаузы до высоты 50…55 км. В ней сосредоточено
около 20 % всей массы атмосферы. Температура здесь, как правило, постоянна,
выше – растет, достигая иногда положительных значений. Водяного пара мало,
облака отсутствуют. Возникают лишь специфические перламутровые облака
(на высотах 20…30 км) при температуре – 85…– 100°С. Ветер в холодную
половину года преобладает западный, в летнее время он ослабевает и на
18…21 км изменяет направление на восточное и усиливается с высотой.
В стратосфере иногда возникают резкие повышения температуры –
стратосферные потепления.
Стратопауза – переходной слой между стратосферой и мезосферой с
максимальной температурой – 2,5°С при возможных отклонениях ± 20°С.
Мезосфера – слой с постепенным понижением температуры и средним
значением около – 86°С, иногда понижающимся до – 120…– 140°С. На высотах
82…85 км иногда образуются серебристые облака, наблюдающиеся
преимущественно на широтах φ = 50…75°.
Мезопауза – переходной слой между мезосферой и термосферой.
Термосфера – слой, где температура с высотой растет: от среднего значения
около – 86°С на высоте 90 км, увеличивается до 700°С на высоте 150 км
(кинетическая температура).
Термопауза – переходной слой между термосферой и экзосферой.
Экзосфера – сильно разряженный внешний слой атмосферы. В верхней его части
кинетическая энергия частичек воздуха настолько значительна, что они могут
преодолевать земное притяжение и улетать в космическое пространство.
8
Из космического пространства в атмосферу возвращаются те частицы, скорость
которых в результате столкновения стала меньше второй космической.
Рис. 1: Схема вертикального строения атмосферы:
1 – наибольшая высота гор (Эверест); 2 – наибольшие глубины океана; 3 – облака нижние; 4 – облака
конвекции; 5 – облака перистые; 6 – облака перламутровые; 7 – облака серебристые; 8 – полярные
сияния в нижней ионосфере; 9 – полярные сияния в верхней ионосфере; 10 – слой наибольшей
концентрации озона.
По наличию заряженных частиц (ионов и электронов) в атмосфере выделяется
ионосфера с преобладанием ионной концентрации в слоях D (50…90 км),
E (105…120 км), F1 (150…170 км), F2 (250…270 км), оказывающих значительное
влияние на распространение радиоволн и на дальность радиосвязи. Кроме того,
во внешней части атмосферы, где преобладают заряженные частицы, имеются
радиационные пояса Земли.
По взаимодействию атмосферы с земной поверхностью атмосфера делится на
пограничный слой (слой трения) толщиной 1000…1500 м в зависимости от
9
величины трения и свободную атмосферу – выше слоя трения. Внутри
пограничного слоя выделяется приземный слой атмосферы толщиной 50…100 м,
в пределах которого метеорологические величины испытывают резкие изменения
с высотой.
По влиянию на полеты летательных аппаратов (главным образом ИСЗ)
атмосфера делится на плотную атмосферу (или собственно атмосферу) высотой
до 150 км и околоземное космическое пространство. В плотной атмосфере
сопротивление воздуха настолько значительно, что летательный аппарат (ИСЗ)
с выключенным двигателем не может осуществить хотя бы один оборот
вокруг Земли.
1.3 Характеристики МСА.
МСА (Международная стандартная атмосфера) – это условная атмосфера,
рассчитанная по многолетним, летним исследованиям для широты φ = 45°.
Основными характеристиками МСА являются:
1) Атмосфера состоит только из сухого воздуха, того же состава, что и в
приземном слое.
2) За нулевую высоту принимается средний уровень моря, на котором давление
составляет P = 760 мм. рт. ст. (1013,25 мБар), температура t = + 15°С,
массовая плотность  = 0,125 кг·с2/м4.
3) Верхняя граница тропосферы лежит на высоте 11 км.
4) Вертикальный температурный градиент равен γ = 0,65° на 100 м.
5) В стратосфере на высоте более 11 км температура равна t = – 56,5°С.
Тема№2: «Метеорологические элементы и их учет в работе авиации»
10
Состояние атмосферы определяется рядом физических характеристик
(параметров). Основными из них являются: температура, атмосферное давление,
плотность воздуха, влажность воздуха, видимость, ветер, облачность и осадки.
2.1 Температура воздуха.
Температура воздуха – степень нагретости или характеристика теплового
состояния воздуха. Выражается в градусах Цельсия (°С), Фаренгейта (°F) по
градусной шкале и в Кельвинах (К) по абсолютной шкале:
5
·(t,°F – 32)
9
9
t,°F = ·(t,°С + 32)
5
t, К = t,°С + 273
t,°С =
Передача тепла от земной поверхности в атмосферу происходит благодаря
термической конвекции, турбулентных движений и длинноволнового излучения.
Температура может изменяться как по горизонтали, так и по вертикали.
Пространственные изменения температуры оцениваются посредством
вертикального и горизонтального градиента температуры. Вертикальный
градиент температуры (γ) – это изменение температуры на 100 м высоты.
При понижении температуры с высотой γ > 0.
Слой атмосферы, в котором наблюдается рост температуры γ < 0, называется
слоем инверсии. Если температура с высотой не изменяется γ = 0, то слой
называется слоем изотермии. Адвекция теплого воздуха по фронтам, ночное
выхолаживание приземного слоя воздуха, опускание воздуха создает слой
инверсии и изотермии. Различают следующие виды инверсии:
а) Радиационная – образуется за счет радиационного выхолаживания, земной
поверхности, а от нее и воздуха. Летом происходит в ясные ночи. Зимой она
имеет вертикальную мощность 1-1,5 км, и может сохраняться несколько суток.
б) Адвективная – образуется за счет охлаждения теплого воздуха, движущегося
над холодной подстилающей поверхностью.
в) Фронтальная – образуется при натекании теплого воздуха по клину
холодного воздуха.
г) Сжатия или оседания – образуется в антициклонах за счет опускания воздуха,
что приводит к его нагреванию.
Инверсии и изотермии являются задерживающими слоями: гасят вертикальные
движения воздуха, под ними происходит скопление водяного пара и твердых
частиц, ухудшающих видимость, образуются туманы, дымки, низкие облака.
Они приводят к расслоению потоков по вертикали и образованию больших
вертикальных сдвигов ветра, что вызывает болтанку самолетов и влияет на
динамику полета при заходе на посадку или при взлете. Температура воздуха
11
значительно влияет на полет ВС. Прямое влияние температура оказывает на
характер погоды. Очень низкие и высокие температуры усложняют работу по
подготовке техники и ее эксплуатации. При температурах близких к 0°С и ниже
образуется гололед, при полетах в облаках – обледенение. Косвенное влияние
температуры заключается в том, что при изменении температуры изменяется
плотность, что приводит к изменению скоростного напора и тяги двигателя,
подъемной силы, лобового сопротивления, горизонтальной и вертикальной
скоростей ВС. В значительной степени от температуры зависят
взлетно-посадочные данные ВС. Длина разбега и взлетной дистанции, длина
пробега и посадочной дистанции уменьшаются с понижением температуры.
Температура воздуха влияет на высоту полета. Так повышение ее на 10°С
приводит к понижению потолка на 400-500 м. Изменение температуры влияет на
скорость звука. От температуры зависит коммерческая загрузка ВС.
Рис. 2: Изменение температуры с высотой. Слои инверсии и изотермии
2.2 Атмосферное давление.
12
Давление воздуха – сила, действующая на единичную площадку, называемая
весом простирающегося вверх через всю атмосферу столба воздуха. Чем больше
высота этого столба и чем плотнее воздух в нем, тем больше атмосферное
давление.
Единицами измерения давления являются:
мм. рт. ст. – высота столба ртути в барометре уравновешенного столбом воздуха;
мБар – сила в 1000 дин, оказывающая давление на 1 см2;
Па – сила в 1 Ньютон, оказывающая давление на 1 м2.
Числовая величина давления в гектопаскалях равна числовой величине давления в
миллибарах (гПа=мБар).
1 мБар = Па = 1 гПа
4
1 мм. рт. ст.= мБар
3
3
1 мБар = мм. рт. ст.
4
Для сравнения давления в различных пунктах его приводят к одному исходному
пункту – уровню моря. В МСА при температуре t = 15°С, давление
P0 = 101325 Па = 1013,25 Па (мБар) = 760 мм. рт. ст.
Давление убывает с высотой. Барическая ступень – это высота, на которую надо
подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на единицу. Вблизи
земной поверхности при P0 = 1013,25 мБар и t = 15°С барическая ступень равна
8,25 м/мБар. Для обеспечения безопасности полетов экипажем ВС в фактической
погоде передается давление воздуха относительно порога ВПП (QFE) или
давление, приведенное к уровню моря (QNH).
Для того чтобы представить распределение давления над большими районами, по
данным радиозондирования атмосферы рассчитывают высоты поверхностей с
одинаковым давлением, называемых изобарическими поверхностями.
Они располагаются одна над другой, не пересекаясь, и имеют определенный
рельеф, меняющийся со временем. Над районами с высоким давлением
поверхность располагается выше, с низким ниже. Угол наклона изобарической
поверхности не велик, тангенс этого угла составляет tg = 1/2000, т.е. на
расстоянии 2000 м высота поверхности изменяется на 1 м.
Изобарические поверхности представляют профиль полета на эшелоне.
Так как полет происходит при постоянном давлении, то высота полета будет
изменяться при изменении высоты изобарической поверхности. Это необходимо
учитывать при определении безопасного эшелона и на высотах, близких
к потолку самолета.
2.3 Плотность воздуха.
13
Масса воздуха в единице объема называется плотностью воздуха.
Плотность воздуха рассчитывается по уравнению состояния газа:
 – давление.
T – абсолютная температура.
= 
Rc  T
Rc – удельная газовая постоянная сухого воздуха.
Чем выше температура, тем меньше плотность воздуха, и наоборот. С высотой
давление уменьшается и температура понижается, на высоте 5 км плотность
составляет 60 % плотности на уровне моря, на высоте 10 км – около 35 %.
Плотность влажного воздуха не равна плотности сухого воздуха. Важный воздух
легче, чем сухой. При этом, чем выше температура и влажность, тем больше
различие в значениях плотности. При t = 40°С и относительной влажности 100 %
влажный воздух легче сухого на 2,3 %. Уменьшение плотности воздуха на 2 %
равнозначно понижению давления на 24 мБар.
2.4 Влажность воздуха.
Содержание водяного пара в воздухе, выраженное в абсолютных или
относительных единицах называется влажностью воздуха. Водяной пар в
атмосферу поступает при испарении с водных поверхностей, почвы,
растительного покрова. Для количественной оценки влажности воздуха
используются характеристики, к которым относятся:
Упругость водяного пара – парциальное (собственное) давление водяного пара.
При данной температуре упругость водяного пара не может превышать некоторое
предельное значение, называемое упругостью насыщения. Когда влажность
воздуха соответствует упругости насыщения, воздух становится насыщенным
водяным паром и начинается процесс конденсации с образованием капель воды
или ледяных кристаллов. Измеряется упругость водяного пара в мм. рт. ст. или
мБар.
Абсолютная влажность – масса водяного пара в граммах в 1 м3 влажного
воздуха. По ней судят о возникновении облаков вертикального развития, грозовой
деятельности.
Удельная влажность – масса водяного пара в граммах в 1 кг влажного воздуха.
Относительная влажность – отношение фактической упругости пара к
упругости насыщения при данной температуре, выраженное в процентах.
При относительной влажности 100 % достигается состояние насыщения водяным
паром. При повышении температуры относительная влажность уменьшается, при
понижении увеличивается.
Точка росы – температура, при которой воздух достигает состояния насыщения
при данной удельной влажности и постоянном давлении. При постоянной
упругости водяного пара точка росы может иметь различные значения в
зависимости от температуры воздуха.
При относительной влажности меньше 100 % точка росы ниже температуры
воздуха, при относительной влажности 100 % они равны.
14
Дефицит точки росы – разность между температурой воздуха и точкой росы.
Чем больше дефицит точки росы, тем суше воздух, тем меньше относительная
влажность.
Влажность воздуха оказывает влияние на характер погоды, определяя условия
полета. Наличие водяного пара приводит к образованию явлений, ухудшающих
видимость (дымки, туманы), образованию облаков, осадков, гроз и других
явлений, усложняющих производство полетов, а иногда препятствующих им.
2.5 Видимость.
Видимость – наибольшее расстояние, на котором видны и опознаются
неосвещенные объекты днем и световые ориентиры ночью.
Дальность видимости на ВПП – расстояние, в пределах которого пилот ВС,
находящегося на осевой линии ВПП, может видеть маркировочные знаки на
поверхности ВПП или огни, ограничивающие ВПП или обозначающие ее осевую
линию.
Полетная видимость – видимость, определенная в воздухе, т.е. видимость
объектов находящихся на уровне полета самолета. Она может быть
горизонтальной, вертикальной и наклонной.
Горизонтальная видимость – видимость объектов находящихся на уровне
полета самолета.
Вертикальная видимость – наибольшее расстояние от поверхности земли до
уровня, с которого вертикально вниз видны объекты на земной поверхности.
Наклонная (посадочная) видимость – расстояние по наклону вдоль глиссады
снижения, на котором пилот, совершающий посадку, может отчетливо опознать
начало ВПП и перейти от пилотирования по приборам к визуальному
пилотированию.
Рис. 3: Полетная видимость
Соотношения горизонтальной видимости у земли и посадочной видимости
характеризуется типичными случаями:
15
1) Высота нижней границы облаков менее 100 м – дальность посадочной
видимости составляет 25-45 % дальности горизонтальной видимости у
земли.
2) Высота нижней границы облаков 100-200 м – дальность посадочной
видимости составляет 40-70 % дальности горизонтальной видимости у
земли.
3) Высота нижней границы облаков более 200 м – дальность посадочной
видимости близка к дальности горизонтальной видимости у земли.
Иногда, при хорошей видимости у земли на некоторой высоте под слоем
инверсии горизонтальная видимость ухудшается. Причинами изменения
видимости являются облака, туманы, дымки, осадки, пыльные и песчаные бури.
Видимость у земли зависит от характера объекта, цвета, освещенности, фона, от
прозрачности стекла кабины, от скорости полета. Для обеспечения безопасности
полетов, особенно при посадке, при сложных метеоусловиях СМУ (когда
видимость 2000 м и менее и (или) высота нижней границы облаков 200 м и ниже,
при их общем количестве более двух октантов), производится учащенное
наблюдение за видимостью. Ограниченная видимость сильно затрудняет посадку,
взлет самолета, иногда делает их невозможными. Плохая видимость затрудняет
полеты на малых высотах, создавая угрозу столкновения самолета с землей или
препятствий на ней. Поэтому видимость включается в определенный минимум
погоды пилота и аэропорта.
2.6 Ветер, его характеристики.
Ветер – горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности.
Непосредственной причиной возникновения ветра является:
сила барического градиента (Fр) – возникающая в результате неравномерного
распределения давления вдоль земной поверхности. Она направлена
перпендикулярно изобарам в сторону низкого давления. Как только частица
воздуха начинает двигаться, на ее движение оказывают влияние другие силы:
сила Кориолиса (Fк) – отклоняющая сила вращения Земли. Она не изменяет
скорости воздушного потока, а отклоняет направление его движения:
вправо – в северном полушарии, влево – в южном полушарии:
Северное полушарие
Южное полушарие
сила трения (Fт) – возникает в пограничном слое атмосферы (1000-1500 м) при
трении движущегося потока о земную поверхность и повышенной
16
турбулентности воздуха. Она направлена в сторону, противоположную
направлению воздушного потока:
сила центробежная (Fц) – возникает при движении частицы воздуха по
криволинейной траектории, направленная по радиусу кривизны наружу.
Градиентный ветер – установившееся горизонтальное движение воздуха в
свободной атмосфере при отсутствии силы трения. Он наблюдается выше
пограничного слоя, т.е. на высотах более 1000-1500 м. Вектор градиентного ветра
направлен вдоль изобар, причем низкое давление остается слева.
Рис. 4: Образование градиентного ветра
При движении воздуха по криволинейным траекториям на него действуют три
силы: Fр, Fк, Fц.
17
При установившемся движении сумма этих сил равна нулю. В таких случаях
градиентный ветер в северном полушарии в циклонах направлен против часовой
стрелки, в антициклонах по часовой стрелки (в южном полушарии – наоборот):
Циклон
Антициклон
Основными характеристиками ветра являются направление и скорость.
Направление ветра выражается в градусах или румбах той части горизонта,
откуда дует ветер. Градусы отсчитываются от северного направления
географического меридиана по часовой стрелке от 0° до 360°. В воздушной
навигации при расчетах применяется навигационный ветер, направление которого
определяется той частью горизонта, куда направлен воздушный поток:
НВ = δ ± 180°
Ветер неустойчивый – указывает на неустойчивое направление, при этом
скорость ветра не должна превышать 3 м/с. Скорость ветра измеряется в м/с, км/ч.
Пересчет производится по формуле:
U км/ч = 3,6·U м/с
В обыденной жизни используют качественные характеристики ветра по скорости:
0 – 3 м/с – слабый.
4 – 7 м/с – умеренный.
8 – 14 м/с – сильный.
15 – 19 м/с – очень сильный.
20 – 24 м/с – шторм.
25 – 30 м/с – жестокий шторм.
> 30 м/с – ураган.
Ветер порывистый – считается, если его скорость в течение 2 мин. изменяется
на 5 м/с и более.
2.7 Местные ветры.
18
Воздушные течения, которые возникают под влиянием местных
физико-географических условий и присущие определенным районам называются
местными ветрами. К ним относятся:
1) Бризы – возникают на берегах морей и крупных озер при ясной и тихой погоде
при неравномерном нагревании воды и суши. Поэтому днем у земли возникает
движение воздуха с моря на сушу и называется морским бризом. Ночью у земли
возникает движение воздуха с земли на море и называется береговым бризом.
На высоте 200-500 м ветер при бризах дует противоположным направлением.
Вглубь континента бризы распространяются на 20-30 км. Максимальная скорость
4-6 м/с, около 15-16 часов.
2) Муссоны – ветры сезонного характера, меняющие свое направление от зимы
к лету. Причины их возникновения те же, что и в бризах, только в значительно
больших масштабах. Муссоны имеют периодичность в холодную и теплую
половину года: зимой они дуют с суши на море, летом с моря на сушу.
Муссонная циркуляция распространяется на сотни километров, охватывая слои
воздуха до 2-4 км по вертикали. Особенно большого развития муссоны достигают
на восточных берегах Азии, несколько слабее в северных прибрежных районах
Сибири. На Дальнем Востоке муссоны являются самым важным фактором
климата. Летний юго-восточный муссон приносит с океана много влаги и осадков
и делает температуру умеренной в прибрежной полосе суши.
Зимой северно-западный муссон приносит сухой и холодный воздух континента,
сильно понижает температуру и делает зиму малооблачной и суровой даже в
сравнительно низких широтах.
3) Горно-долинные ветры – возникают при неравномерном прогреве
долины и гор. Имеют суточную периодичность. Днем склоны, прогреваясь,
нагревают воздух, и появляется долинный ветер (к вершинам).
Он наблюдается с 09:00 утра до захода солнца. Ночью, склоны сильно излучают
тепло, охлаждаясь. Воздух, охлаждаясь, стекает вниз, образуя так называемый
горный ветер. Мощность слоя долинного ветра около 1 км. Ночью горный ветер
слабее долинного. Вертикальная мощность его слабее. Долинный ветер
развивается только в хорошую погоду. Горный ветер наблюдается даже при
полной облачности и осадках.
4) Фён – теплый сухой ветер, дующий вниз по склонам гор, часто сильный и
порывистый. Поток теплого воздуха, перетекая через горы, опускается на их
подветренные стороны. Опускаясь, он нагревается по сухоадиабатическому
закону (1° на 100 м). Если на наветренной стороне наблюдается облачность,
он рассеивается при нагревании ветра. Фёны наблюдаются в Альпах, в горах
Кавказа, Средней Азии и Дальнего Востока.
5) Бора – холодный шквальный ветер штормовой силы на подветренной стороне
невысоких горных перевалов, возникающий при перетекании через них холодных
воздушных масс. Холодный воздух вначале накапливается на наветренной
19
стороне, а затем обваливается. Вертикальная мощность боры невелика,
около 200 м. При переваливании воздух адиабатически нагревается, но т.к. высота
хребта мала и воздух сильно выхоложен, то он остается холодным.
6) Афганец – юго-западный ветер жаркий и очень пыльный, дующий по среднему
течению р. Аму-Дарьи и часто наблюдающийся в г. Термезе. Афганец связан с
вторжением с севера и северо-запада холодных масс воздуха в пределах
Туранской низменности. Изменение ветра происходит за счет влияния горных
хребтов в Иране и Афганистане. Афганец характеризуют сильные ветры и бури,
пыль и песок поднимаются на высоту 2-3 км и более.
Местные ветры оказывают влияние на работу авиации. Усиление ветра
затрудняет пилотирование ВС на малых высотах. Ветер необходимо учитывать в
горных районах и в пересеченной местности, т.к. здесь на подветренной стороне
наблюдается сильная болтанка. Ветры в Средней Азии вызывают пыльные бури,
сильно ухудшающие видимость, что препятствует выполнению полета.
Ветер оказывает большое влияние на работу авиации. Выбор и строительство
ВПП, аэродромных построек зависит от направления преобладающего ветра.
Ветер влияет на длину разбега и пробега самолета. Ветер вызывает опасные
явления, препятствующие производству полетов или усложняющие их (ураганы,
шквалы, пыльные бури, метели). Ветер влияет на полет ВС: изменяет скорость и
направление полета ВС по отношению к земной поверхности. Самолеты
испытывают болтанку и броски, попадая в турбулентные слои. С горизонтальным
перемещением воздуха (ветром) связан перенос тепла и холода, водяного пара,
облаков и различных погодных условий, влияющих на производство полетов.
2.8 Облака, их классификация.
20
Облака – совокупность капель воды, кристаллов льда или их смеси, взвешенных
в атмосфере на некоторой высоте над земной поверхностью.
Облака формируются за счет сложных термодинамических процессов
(адиабатическое расширение, турбулентный обмен и излучение воздуха),
приводящих водяной пар к конденсации (процесс перехода водяного пара в
жидкое состояние) и сублимации (процесс перехода водяного пара в
кристаллическое состояние, минуя жидкое состояние).
Морфологическая (международная) классификация предусматривает деление
облаков по внешнему виду и высоте их нижней границы. По этим признакам
облака делятся на 10 основных форм, а по высоте нижней границы – на 4 яруса:
Рис. 5: Основные формы облаков и их средние высоты
1) Облака верхнего яруса (высота основания более 6 км), состоят из ледяных
кристаллов, имеют небольшую водность. К ним относятся:
а) Перистые – CIRRUS (Ci).
б) Перисто-слоистые – CIRROSTRATUS (Cs).
в) Перисто-кучевые – CIRROCUMULUS (Cc).
Опасными для выполнения полетов являются разновидности облаков,
образующие метловидные вершины над кучево-дождевыми облаками, и
связанные со струйными течениями. При полете в перистых и перисто-слоистых
облаках может наблюдаться электризация самолетов. Движение перистых и
перисто-слоистых облаков с одной стороны горизонта является признаком
ухудшения погоды (приближение фронта). Наличие плотных перистых облаков
при высокой температуре и большой влажности является признаком
неустойчивости атмосферы и возможного развития гроз.
2) Облака среднего яруса (высота основания 2-6 км), являются кристаллическими
и смешанными. К ним относятся:
а) Высоко-слоистые – ALTOSTRATUS (As).
21
б) Высоко-кучевые – ALTOCUMULUS (Ac).
Высоко-кучевые башенковидные и хлопьевидные свидетельствуют о
неустойчивом состоянии атмосферы, вероятной болтанки и бросках ВС, являются
предвестниками развития гроз. Высоко-кучевые линзообразные – предвестники
холодного фронта и развития орографической турбулентности на подветренной
стороне. Появление и уплотнение высоко-слоистых указывает на приближение
атмосферного фронта с обложными осадками. При полете в них возможно
обледенение.
3) Облака нижнего яруса (высота основания менее 2 км), состоят из водяных
капель, зимой – из переохлажденных капель и кристаллов со снежинками. Имеют
серый и темный цвет. К ним относятся:
а) Слоисто-кучевые – STRATOCUMULUS (Sc).
б) Слоистые – STRATUS (St).
в) Слоисто-дождевые – NIMBOSTRATUS (Ns).
Но кроме основных форм облачности нижнего яруса наблюдаются и
дополнительные формы:
а) Разорвано-слоистые – FRACTOSTRATUS (Frst).
б) Разорвано-дождевые – FRACTONIMBUS (Frnb).
Разорвано-дождевые облака наблюдаются под слоисто-дождевыми в зоне
выпадающих осадков, чаще всего в холодное время года. Из слоистых и
слоисто-кучевых облаков и из тумана выпадают моросящие осадки – мелкие
капли дождя (диаметром до 0,5 мм) мелкие снежинки и снежные зерна.
Моросящие осадки характерны для теплой воздушной массы (особенно в теплом
секторе циклона на западной и северной окраинах антициклона). У слоистых и
слоисто-кучевых облаков наблюдается большая изменчивость образования во
времени и пространстве, при отрицательной температуре наблюдается
интенсивное обледенение ВС. Из слоисто-дождевых, высоко-слоистых облаков
выпадают обложные осадки – капли дождя (диаметром более 0,5 мм), обычные
снежинки и снежные хлопья. Обложные осадки характерны для теплых фронтов,
теплых фронтов окклюзии, но могут и выпадать у фронтов любого типа.
Они бывают слабыми, умеренными и сильными, могут выпадать непрерывно или
с перерывами, но длительно (несколько часов и даже дней подряд).
4) Облака вертикального развития (нижняя граница расположена в нижнем ярусе,
верхняя в среднем и верхнем ярусах). Облака вертикального развития с высотой
нижней границы меньше 2 км и вершиной, находящейся на любой высоте в
пределах тропосферы (иногда проникает в нижнюю стратосферу), состоят из
водяных капель в нижнем ярусе, ледяных кристаллов в верхнем ярусе и имеют
смешанное строение в среднем ярусе. К ним относятся:
а) Кучевые – CUMULUS (Cu).
б) Кучево-дождевые – CUMULONIMBUS (Cb).
Промежуточной формой между кучевыми и кучево-дождевыми облаками
являются Мощно-кучевые облака – TOWERING CUMULUS (TCu или Cu cong).
22
Из кучево-дождевых облаков выпадают ливневые осадки в виде дождя, снега,
снежной крупы или града. Ливневые осадки характерны для неустойчивых
воздушных масс, холодных фронтов и холодных фронтов окклюзии, они не редко
сопровождаются грозами, смерчами и шквалами. Ливневые осадки могут быть
слабыми, умеренными и сильными, но они всегда кратковременны и внезапны,
хотя могут повторно выпадать через небольшие промежутки времени при
надвижении следующего кучево-дождевого облака. В мощно-кучевых и
кучево-дождевых облаках наблюдается болтанка, обледенение, есть опасность
попадания в самолет молнии и града (в кучево-дождевых облаках).
Генетическая классификация делит облака по происхождению, т.е. по характеру
процессов облакообразования. К ней относятся:
1) Слоистообразные облака – образуются при упорядоченном подъеме и
охлаждении воздуха в зонах атмосферных фронтов. Это слоисто-дождевые,
высоко-слоистые, перисто-слоистые и перистые облака.
2) Кучевообразные облака – формируются при адиабатическом охлаждении
воздуха при конвекции. К ним относятся кучевые, мощно-кучевые,
кучево-дождевые, высоко-кучевые, перисто-кучевые.
23
3) Волнистообразные облака – образуются при волновых движениях у
задерживающих слоев атмосферы. Это слоистые, слоисто-кучевые,
высоко-кучевые, перистые и перисто-кучевые облака.
Наблюдение за облачностью: определяется общее количество облаков по
8-ми октановой системе, количество облаков нижнего яруса и вертикального
развития и их высота, форма облаков. Высота нижней границы облаков
определяется инструментально. При тумане и/или осадках, когда нижнюю
границу определить невозможно, указывается вертикальная видимость
(см. 2.5 Видимость) с помощью шара-пилота или самолета. Ее значение
отождествляется с высотой нижней границы облаков.
Небо ясное – SKY CLEAR = 0/8
Незначительная – FEW = 1/8-2/8
Рассеянная – SCATTERED = 3/8-4/8
Значительная – BROKEN = 5/8-7/8
Сплошная – OVERCAST = 8/8
Рис. 6: Определение общего количества
облаков по 8–ми октановой системе
Для кучево-дождевой облачности для определения общего количества имеется
своя классификация:
Изолированная – ISOLATED < 1/8
Редкая – OCCASIONAL = 1/8-4/8
Частая – FREQUENT > 4/8
Замаскированная – EMBEDDED.
24
2.9 Осадки, их классификация.
Осадки – вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или
осаждающаяся из воздуха на поверхности земли и на предметах. По процессу,
приведшему, к образованию осадков, размеру выпадающих частиц, по
длительности и интенсивности осадки делятся на моросящие, обложные и
ливневые. Интенсивность осадков – слой осадков, выпадающих за единицу
времени (мм/мин). Форма осадков – внешний вид капель воды или кристаллов
льда, выпадающих из облаков. Форма осадков – косвенный свидетель условий их
образования. Различают формы осадков: морось, дождь, снег, снежные зерна,
ледяные кристаллы, ледяной дождь, град (крупный), мелкий град или
снежная крупа. Осадки осложняют полеты и приводят к тяжелым АП.
Моросящие осадки – выпадают из плотных, низких, слоистых облаков в виде
мороси или снежных зерен. Иногда они выпадают из слоисто-кучевых облаков.
Образуются на задерживающих слоях (слои инверсии и изотермии). Занимают
большие площади, могут быть продолжительны. В них часто наблюдается
обледенение самолетов. Интенсивность менее 0,5 мм/мин. У земли часто
сопровождаются дымкой, ухудшающей видимость. Осложняют полеты по ПВП.
Обложные осадки – выпадают из слоисто-кучевых, слоисто-дождевых или
высоко-слоистых облаков. Они образуются при медленном упорядоченном
натекании теплого воздуха по клину холодного. Занимают большие площади,
могут быть продолжительны. Ширина зоны осадков 300-400 км, а длина 1000 км
и более. Интенсивность 0,5-1 мм/мин. В переходное время могут быть в виде
снега. Полеты в них затрудняются плохой видимостью, особенно при снегопадах,
могут возникнуть значительные потенциалы статического электричества.
В зонах ледяного дождя образуется интенсивное обледенение. Обложные дожди
вызывают переувлажнение грунта и его размокание.
Ливневые осадки – выпадают из кучево-дождевых облаков в виде сильных
ливней летом и густых снегопадах зимой (крупными хлопьями), а также в виде
града. Они кратковременны, занимают небольшие площади. Выпадают тогда,
когда скорость падения элементов облака больше скорости вертикальных
движений. Интенсивность 1-3,5 мм/мин. Ливневые осадки резко ухудшают
видимость (особенно при снежном заряде и очень сильном ливневом дожде).
Град может сделать вмятины на ВС и разрушить остекление кабины.
25
Тема№3: «Воздушные массы»
3.1 Общая циркуляция атмосферы.
В атмосфере постоянно существуют течения, из которых слагается общая её
циркуляция. Общая циркуляция атмосферы обусловлена главным образом:
1) Прогревом подстилающей поверхности – зависит от широты φ.
2) Силой Кориолиса Fк – отклоняющая сила (в северном полушарии – вправо).
3) Вращением Земли.
4) Характером подстилающей поверхности (материки, океаны).
Если бы Земля имела однородную подстилающую поверхность и была
неподвижна, то атмосферная циркуляция была бы очень проста. В каждом
полушарии наблюдался бы замкнутый круговорот воздуха между полюсом и
экватором: в нижних слоях – от полюса к экватору, в верхних слоях – от экватора
к полюсу. В действительности под воздействием четырех указанных факторов в
каждом полушарии возникает целый ряд отдельных циркуляций (полей), взаимно
связанных друг с другом. По новейшим исследованиям циркуляция атмосферы не
ограничивается только тропосферой. Установлено, что различные слои
атмосферы физически взаимосвязаны и между ними имеет место воздухообмен.
Благодаря циркуляции атмосферы происходит обмен воздушных масс в
широтном, меридианальном направлении, а также по вертикали.
Под воздействием циркуляционных факторов в атмосфере, тропосфера по
горизонтали разделяется на обособленные воздушные течения, которые
называются воздушными массами (ВМ) – это большие по объему массы воздуха в
тропосфере, занимающие пространства, соизмеримые с частями материков и
океанов, и имеющие одинаковые свойства. ВМ перемещаются с течениями общей
циркуляции атмосферы или какое-то время остаются малоподвижными в
каком-либо районе. Под влиянием подстилающей поверхности воздух постепенно
изменяет свои свойства. Этот процесс называется трансформацией (изменение
тепловых свойств фиксированной частицы воздуха). При взаимодействии ВМ
образуются атмосферные фронты, все виды облачности, осадки, опасные явления
погоды. Существует две классификации ВМ: термодинамическая и
географическая.
Рис. 7: Схема общей циркуляции
атмосферы
26
3.2 Термодинамическая классификация ВМ.
По этой классификации ВМ в зависимости от их состояния, влагосодержания и
степени нагретости по сравнению с подстилающей поверхностью делятся на:
1) Устойчивая ВМ – характеризуется небольшими вертикальными градиентами
температуры, наблюдаются инверсии температуры, нет условий для развития
конвекции. При высоком влагосодержании воздуха и достижении насыщения
могут возникать волнистообразные облака, дымки, туманы, гололед, выпадают
моросящие осадки, обледенение в облаках и осадках. В теплое полугодие в
дневные часы преобладает малооблачная погода, а ночью и в ранние утренние
часы может наблюдаться дымка, туман, слоистые облака. В Средней Азии при
большой сухости воздуха преобладает малооблачная погода с ухудшенной
видимостью из-за дыма, мглы.
2) Неустойчивая ВМ – характеризуется большими вертикальными
температурными градиентами. При большой влажности в ней развиваются
кучевообразные облака, выпадают ливневые осадки, наблюдаются грозы, сильные
порывистые ветры, болтанка. Неустойчивость проявляется летом днем над
сушей – в послеполуденные часы, над морем – ночью. Зимой она типична для
акваторий океанов и морских побережий. В Средней Азии летом за счет большой
сухости воздуха преобладает ясная погода, но с хорошо развитой термической
турбулентностью при ясном небе.
3) Теплая ВМ – в приземном слое имеет более высокую температуру, чем
подстилающая поверхность. Над сушей она чаще всего отмечается в холодное
время года, характеризуется свойствами устойчивой ВМ. Весной и летом при
переносе воздуха с прогретой суши над озерами, морями, океанами
характеризуется чертами неустойчивой ВМ.
4) Холодная ВМ – в приземном слое характеризуется более низкой температурой,
чем подстилающая поверхность. Летом над сушей проявляет себя как
термодинамически неустойчивая. Зимой над сушей холодная ВМ
стратифицирована устойчиво, в нижнем слое образуется инверсия с морозной
дымкой, туманом, иногда слоистой облачностью. Из-за сухости воздуха над
континентом зимой преобладает морозная малооблачная погода.
27
3.3 Географическая классификация ВМ.
Основана на географическом положении очагов формирования ВМ и в
зависимости от подстилающей поверхности, над которой она формировалась.
По этой классификации различают:
1) Арктический воздух (АВ) – формируется зимой во всей области за Полярным
кругом, летом – надо льдами Арктики. Широты выше φ = 68…70°.
а) Континентальный АВ (КАВ) – формируется надо льдами акваторий Северного
Ледовитого океана и арктической сушей. Зимой КАВ термодинамически
устойчив; летом, перемещаясь над прогретой сушей, приобретает черты
неустойчивой ВМ.
б) Морской АВ (МАВ) – формируется над западной частью акваторий Северного
Ледовитого океана, свободной ото льдов. Характеризуется свойствами
неустойчивой ВМ.
2) Воздух умеренных широт (УВ) – формируется в умеренных широтах
φ = 45…50°.
а) Континентальный УВ (КУВ) – формируется над сушей умеренных широт.
Зимой КУВ – устойчивая ВМ с очень низкой температурой в приземном слое, с
хорошо выраженной инверсией. Летом КУВ – неустойчив.
б) Морской УВ (МУВ) – формируется над акваториями океанов и морей в
умеренных широтах. Зимой – это устойчивая ВМ, летом над сушей –
неустойчивая ВМ.
3) Тропический воздух (ТВ) – формируется в субтропиках и тропиках.
Широты φ = 15…20°.
а) Континентальный ТВ (КТВ) – формируется над континентальными районами
в субтропиках и тропиках. Летом КТВ – устойчивая ВМ, над Средней Азией
стоит сухая безоблачная, жаркая погода. Иногда в КТВ на юге Средней Азией
возникают пыльные (песчаные) бури. Зимой КТВ стратифицирован устойчиво.
б) Морской ТВ (МТВ) – формируется над океанами в субтропическом поясе
повышенного давления. Летом – неустойчивая ВМ, в холодное время года –
устойчивая ВМ.
4) Экваториальный воздух (ЭВ) – формируется в приэкваториальных областях
земного шара. Он всегда прогретый и влажный. В районе формирования в нем
наблюдаются очень резкие по вертикали кучевые, кучево-дождевые облака,
сопровождающиеся чрезвычайно интенсивными ливнями и грозами.
Россия расположена в умеренном поясе, поэтому на ее Западе преобладают
морские умеренные ВМ, а над большей частью остальной
территории – континентальные ВМ; за Полярным кругом формируются
арктические ВМ.
Рис. 8: Географические типы воздушных масс
27
28
3.4 Тропическая зона. Особенности атмосферных процессов в ней.
Тропическая зона (30° по обе стороны от экватора) – занимает особое положение
в системе циркуляции атмосферы. В районе географического экватора
расположена полоса низкого атмосферного давления, опоясывающая весь
земной шар. Ее называют экваториальной ложбиной (депрессией). В ней
располагается узкая зона очень слабых западных ветров. Высокая температура
(25-30°С), избыток влажности, наличие восходящих движений благоприятствуют
развитию здесь сильной конвекции, мощных кучевых и кучево-дождевых
облаков, гроз и ливней. Нагретый воздух в экваториальной зоне поднимается в
верхние слои тропосферы и растекается к северу и югу от экватора.
Под действием отклоняющей силы вращения Земли (силы Кориолиса Fк) в
северном полушарии направление потока воздуха изменяется на юго-западное,
а около φ = 30° с.ш. – на западное. Ветры, обусловленные этим потоком
называются антипассатами. В южном полушарии антипассаты имеют
северо-западное и западное направления. Приток воздуха в верхних слоях
тропосферы к субтропикам вызывает здесь рост давления. Приблизительно вдоль
30-й параллели каждого полушария наблюдается субтропический пояс
повышенного давления (отдельные антициклонические центры),
обуславливающий малооблачную сухую погоду. В этой зоне на суше находятся
обширные пустыни. Отсюда в сторону экватора дуют ветры, называемые
пассатами, которые в северном полушарии имеют северо-восточное
направление, а в южном – юго-восточное. Экваториальная ложбина разграничена
резко выраженной поверхностью раздела ВМ – зоной внутритропической
конвергенции, т.е. зоной сходимости. Ее иногда называют тропическим фронтом
(см. 4.6 Тропический фронт). Пассаты южного полушария летом могут пересекать
экватор, изменяя при этом свое направление с юго-восточного на юго-западное.
Тропический фронт в это время располагается между φ = 10° и 15° с.ш., а в Азии
даже севернее. Зимой зона тропического фронта приближается к географическому
экватору. В результате большой скорости перемещения пассатов в зоне фронта
наблюдается неустойчивая погода с мощными кучевыми и кучево-дождевыми
облаками, сопровождающаяся сильными грозами, тропическими ливнями,
градом, сильной болтанкой и обледенением в облаках. При усилении
северо-восточных пассатов эта погода может резко смениться на погоду с
обложными моросящими осадками и туманами (азиатские берега Тихого океана).
Ширина зоны ухудшения погоды колеблется в пределах 100-400 км.
В зависимости от годового изменения полуденных высот Солнца от сезона к
сезону, а, следовательно, и от смещения зоны наибольшего нагрева земной
поверхности местоположение зоны пассатной циркуляции, а также
внутритропической зоны конвергенции (тропического фронта) изменяется.
Поэтому в районах, находящихся под действием пассатной циркуляции, в течение
года сменяют друг друга дождливый и сухой сезоны. Наряду с постоянными
воздушными течениями в тропической зоне существуют и периодические
циркуляционные системы меньшего масштаба.
29
Воздушным течением, вызванным сменой времен года, является муссон.
По своей природе муссон представляет изменивший направление пассат.
Муссон обуславливает обильные осадки не только на больших территориях суши,
но и над океанами. Нагревание континента не является достаточным для
возникновения муссона и не в состоянии вызвать интенсивный приток влажного с
большим количеством осадков морского воздуха на сушу. Тропические муссоны
возникают в результате смещения экваториальной зоны низкого давления летом в
более высокие широты северного полушария и возвращения ее зимой к экватору,
а местами даже перехода в южное полушарие. Соответственно смещаются и
субтропические антициклоны, вследствие чего происходит резкая смена
направления ветра от сезона к сезону. Зимой северо-восточный муссон в Индии и
Африке по направлению совпадает с пассатами и усиливает их. Летом же
юго-западный муссон полностью ослабляет северо-восточные пассаты.
Мощные муссоны в северной части Индийского океана и Южной Азии
обусловлены межсезонным изменением температуры полушарий.
Мощность муссонов усиливается под влиянием огромной горной территорией
Азии, сильно прогретой летом и сильно охлаждаемой зимой.
а)
б)
Рис. 9: Направление пассатов и муссонов
а) – в теплое время года; б) – в холодное время года.
1 – влажные морские ветры; 2 – сухие ветры с суши.
30
Тема№4: «Атмосферные фронты»
4.1 Понятие об атмосферных фронтах, их классификация.
Атмосферные фронты – узкие переходные зоны между ВМ, отличающимися
физическими свойствами. У поверхности земли ширина переходной зоны между
ВМ, т.е. ширина фронта, составляет несколько десятков км, в нижней и средней
тропосфере – несколько сот км. Фронты располагаются под небольшим углом к
горизонтальной плоскости. Тангенс угла наклона колеблется tg = 1/50…1/300.
На фронтах наблюдается резкое изменение погоды, метеорологические элементы
претерпевают скачкообразные изменения.
По горизонтальной, вертикальной протяженности и циркуляционной значимости
различают фронты:
1) ОСНОВНЫЕ (высокие, тропосферные). Имеют большую горизонтальную
(несколько тысяч км) и вертикальную (несколько км) протяженность.
Скачок температуры на приземной карте превышает 5°С. На них развиваются
внетропические циклоны.
2) ВТОРИЧНЫЕ (приземные, низкие). Характеризуются небольшой
горизонтальной (несколько сот км) и вертикальной (1-1,5 км) протяженностью.
Период существования не превышает 1-2 суток. Они разделяют две части
одной ВМ.
3) ВЕРХНИЕ. Образуются на некоторой высоте в тропосфере. Верхним может
стать фронт, если на пути его перемещения встречается сильный охлажденный
слой воздуха, играющий роль подстилающей поверхности, или если в приземном
слое фронт размывается, а сложные условия погоды сохраняются еще на высотах.
По особенностям перемещения, вертикального строения и условий погоды
различают фронты:
1) ПРОСТЫЕ – теплые, холодные и малоподвижные (стационарные).
2) СЛОЖНЫЕ – фронты окклюзии.
По географическим признакам в связи с географической классификацией ВМ
различают главные фронты:
1) АРКТИЧЕСКИЙ ФРОНТ.
2) ПОЛЯРНЫЙ ФРОНТ или ФРОНТ УМЕРЕНЫХ ШИРОТ.
3) ТРОПИЧЕСКИЙ ФРОНТ.
31
4.2 Теплый фронт.
Теплый фронт – участок основного фронта, перемещающийся в сторону
холодного воздуха. Теплый воздух, как менее плотный натекает на холодный
воздух. Перед фронтом преобладают юго-восточные ветры, переходящие за
фронтом на южные и юго-западные ветры. Медленное восходящее движение
теплого воздуха вдоль фронтальной зоны приводит к его охлаждению и
образованию облачности и зоны осадков большого протяжения. Впереди фронта
за 600-700 км от него на высотах 6-12 км наблюдаются перистые и
перисто-слоистые облака. При приближении к фронту облачность уплотняется,
на высотах 2-6 км отмечаются высоко-слоистые, которые переходят в
слоисто-дождевые, нижняя граница которых достигает высоты 100 м
(зимой бывает меньше). Иногда перистые–перисто-слоистые сливаются с
высоко-слоистыми–слоисто-дождевыми, образуя сплошной облачный массив, но
зачастую наблюдаются безоблачные прослойки, толщина которых увеличивается
по мере старения фронта. Под основной фронтальной облачной системой
наблюдается зона обложных осадков. Она лежит впереди приземной линии
фронта (в клину холодного воздуха) и имеет протяженность по нормали от
фронта до 400 км. В зоне осадков из-за большого насыщения воздуха водяным
паром и подъему его вверх наблюдаются низкие разорвано-дождевые облака с
высотой 50-100 м. В этой же зоне может возникать фронтальный туман,
сливающийся с вышележащими облаками. Ширина зоны туманов 150-200 км.
При температуре воздуха от 0 до – 3°С наблюдается гололед.
Рис. 10: Схема облачной системы теплого фронта
Летом наблюдаются отдельные очаги кучево-дождевых облаков, ливни, грозы.
Чаще встречаются ночью. Их развитие объясняется ночным выхолаживанием
верхнего слоя основной фронтальной облачности при неизменной температуре в
нижних слоях облаков, что приводит к увеличению контраста температуры между
верхним и нижнем краем облака, к увеличению температурного градиента.
32
А большие температурные градиенты приводят к развитию вертикальных токов,
к образованию кучево-дождевых облаков, замаскированных слоисто-дождевыми,
высоко-слоистыми, перисто-слоистыми. Нижняя граница кучево-дождевых
облаков 1500-2000 м. В жарких и сухих местностях наблюдаются облака среднего
и верхнего ярусов. В горах на наветренной стороне фронт обостряется,
на подветренной стороне – размывается.
Зимой и в переходные сезоны в облаках в зоне отрицательных температур и под
облаками в зоне переохлажденного дождя наблюдается обледенение. Наиболее
благоприятные условия для полета – выше облаков или в прослойках. Пересекать
теплый фронт сквозь облака надо в зоне положительных температур или на
высоте, где температура ниже – 10…– 15°С. При начавшемся сильном
обледенении изменяют высоту полета, т.к. толщина слоя с сильным обледенением
редко превышает 500-1000 м.
4.3 Холодный фронт.
Холодный фронт – участок основного фронта, перемещающийся в сторону
теплого воздуха. При этом холодный воздух подклинивается под теплый.
По скорости движения и по характеру восходящих потоков выделяют холодные
фронты 1 и 2 рода.
Медленно движущийся холодный фронт (1 рода) – перемещается со скоростью
до 40 км/ч. Наблюдается упорядоченное поднятие теплого воздуха по
вторгающемуся клину холодного воздуха. Зимой процесс конденсации в
восходящем воздухе не бывает бурным, поэтому облачная система напоминает
облачность теплого фронта, расположенную в обратном порядке: перистые и
перисто-слоистые облака располагаются позади приземной линии фронта.
Летом перед фронтальной облачностью образуются кучево-дождевые облака, из
которых выпадают ливни, сопровождающиеся грозами. Кучево-дождевые облака
располагаются грядами вдоль фронта с шириной гряд 50-100 км. Верхняя граница
их достигает тропопаузы. Под ними ливни, грозы, шквалы. Зона осадков имеет
ширину 150-200 км и лежит за приземной линией фронта. Наблюдаются
разорвано-дождевые облака. Эти фронты наблюдаются на окраинах циклонов.
а)
33
б)
Рис. 11: Схема облачной системы холодного фронта 1 рода:
а) – зима; б) – лето.
Быстро движущийся холодный фронт (2 рода) – является самым опасным из всех
фронтов, наблюдающихся в развивающемся циклоне. Скорость перемещения
50 км/ч и более. Летом при сильной термической и динамической конвекции в
теплом воздухе образуются кучево-дождевые облака, достигающие тропопаузы.
Зимой вертикальная мощность кучево-дождевых облаков 5-7 км.
Ширина облачной системы несколько десятков км. Фронтальные
кучево-дождевые облака располагаются вдоль линии фронта в виде гряд.
Из них выпадают ливни, наблюдаются шквалы, грозы, зимой – снежные заряды.
Нижняя граница облаков находится на высоте 300-400 м, в зоне осадков
понижаясь до 100-200 м. В кучево-дождевых облаках наблюдается сильная
болтанка и вертикальные броски ВС. В зоне отрицательных температур на всех
высотах наблюдается сильное обледенение. В облаках отмечается град,
дождь, снег. Ливни и шквалы, достигающие ураганной силы, сопровождают
фронт у земли. Зимой с фронтом связаны сильные метели и поземки.
в)
34
г)
Рис. 12: Схема облачной системы холодного фронта 2 рода:
в) – зима; г) – лето.
Вторичный холодный фронт имеет систему облаков, сходную с облачностью
фронта 2 рода. Наблюдается в тылу циклона. Развиваются кучево-дождевые и
мощно-кучевые облака. Летом – грозы, ливни, шквалы. Зимой – шквалы и
снежные заряды, резко ухудшающие видимость, затрудняя визуальную
ориентировку и посадку ВС.
4.4 Малоподвижный (стационарный) фронт.
Малоподвижный (стационарный) фронт – участок основного фронта, не
претерпевающий существенного перемещения от срока к сроку. Вдоль линии
фронта наблюдаются потоки, параллельные линии фронта. Имеет облачность,
сходную с теплым фронтом, но с вертикальной мощностью и шириной меньше,
чем у теплого фронта. Характерны слоисто-дождевые, высоко-слоистые облака,
слабые осадки в виде мороси и снега. Сильное обледенение в зоне отрицательных
температур. Полет спокоен. Летом при благоприятных условиях могут
развиваться кучево-дождевые облака, наблюдаться грозы.
35
4.5 Фронты окклюзии.
Холодный фронт, как более активный и быстродвижущийся, догоняет теплый
фронт и сливается с ним. Облачные системы сближаются, накладываются друг
на друга, вытесняются вверх. Этот процесс называется окклюдированием,
а новый сложный фронт – фронтом окклюзии.
Теплый фронт окклюзии – возникает, если тыловой холодный воздух циклона
является более теплым, чем холодный воздух его передней части. Образуется
многоярусная система облаков с безоблачными прослойками: перистые –
перисто-слоистые – высоко-слоистые – слоисто-дождевые – кучево-дождевые.
Обложные осадки чередуются с ливневыми. Ширина зоны осадков 100-200 км.
При отрицательной температуре – обледенение. Летом – грозы и сильная
болтанка. Бывают эти фронты наиболее часто в холодное полугодие.
Рис. 13: Схема облачной системы теплого фронта окклюзии
36
Холодный фронт окклюзии – возникает, если тыловой холодный воздух циклона
является более холодным, чем холодный воздух его передней части.
Облачная система простирается от нижнего яруса до тропопаузы.
На нем преобладают кучево-дождевые облака с сильной болтанкой,
обледенением, грозами. Ливневые осадки чередуются с обложными, у земли ветер
усиливается до штормового. Эти фронты характерны для теплого полугодия.
Рис. 14: Схема облачной системы холодного фронта окклюзии
Атмосферные фронты перемещаются вместе с ложбинами циклонов в
направлении, соответствующем нормальной составляющей ветра в холодной ВМ,
и скоростью, приблизительно равной 0,7-0,8 скорости этого ветра.
Участки атмосферных фронтов в "У"– образных ложбинах при возникновении
волн на фронте становятся малоподвижными.
37
4.6 Тропический фронт.
Вдоль экватора располагается полоса пониженного давления, расчлененная на
слабовыраженные циклонические образования. По оси этой полосы проходит
тропический фронт, разделяющий ВМ обоих полушарий. Тропический фронт
часто располагается в виде отдельных ветвей. Его своеобразие заключается в том,
что температуры по обе его стороны почти одинаковы. В зоне фронта
наблюдается встреча пассатов обоих полушарий, так называемая
внутритропическая зона конвергенции (сходимости) ветров. Тропический фронт
смещается от сезона к сезону, следуя за термическим экватором.
В июле-августе он занимает крайне северное положение, доходя до φ = 15° с.ш.
В январе-феврале занимает крайне южное положение и располагается около
экватора, а на отдельных участках переходит в южное полушарие, достигая
φ = 5° ю.ш. Помимо периодических колебаний, тропический фронт испытывает и
непериодические колебания. За несколько дней он может сместиться на сотни км
к северу или югу и вновь возвратиться. Погода на тропическом фронте
существенно зависит от свойств и степени конвергенции воздушных потоков.
Иногда он выражен очень слабо. При выполнении полета, пересекая такой фронт,
летный состав встречает лишь отдельные гряды кучевых облаков.
При достаточных перепадах температур, влаге и наличии конвекции в зоне
тропического фронта возникают мощные кучево-дождевые облака,
простирающиеся до верхней границы тропосферы. В зоне фронта наблюдаются
тропические грозы, шквалистые ветры и ливни, ухудшающие видимость.
Верхняя граница кучево-дождевых облаков достигает 12-15 км и более.
При полетах в зоне тропического фронта можно встретить очень сильную
болтанку. Тропический фронт может быть как холодным, так и теплым.
Обычно он бывает более активным, когда расположен дальше от экватора, это
наблюдается в северном полушарии в теплое время года. В зоне фронта следует
учитывать, что уровень нулевой изотермы лежит примерно на высоте 5 км,
поэтому на эшелонах 5-7,5 км можно встретить в облаках интенсивное
обледенение. Тропический фронт на картах погоды рисуется двумя линиями и
подписывается ITCZ (Intertropical convergence zone).
Расстояние между этими линиями дает качественное представление о ширине
зоны. Вертикальные линии используются для обозначения степени активности
участков фронта: чем чаще линии, тем активней участки фронта.
38
а)
б)
Рис. 15: Положение тропического фронта:
а) – лето; б) – зима. 1 – умеренный (полярный) фронт; 2 – тропический фронт;
3 – преобладающее направление ветра в зонах сходимости.
39
Тема№5: «Барические системы»
5.1 Общие сведения о барических системах.
Барические системы – это системы распределения давления в горизонтальном
направлении, характеризующиеся определенным расположением изобар и
системой ветров.
Изобарическая поверхность – поверхность, на которой давление во всех точках
одинаково. Вследствие неравномерного распределения давления воздуха в
пространстве изобарические поверхности не совпадают с уровневыми
поверхностями (к примеру, с уровнем моря) и, пересекаясь с ними, образуют
системы замкнутых линий – изобары, т.е. линии, соединяющие точки с
одинаковым значением давления на земной поверхности. Полет на постоянной
высоте осуществляется вдоль соответствующей изобарической поверхности по
высотомеру. На картах погоды выделяют 2 основных: циклон, антициклон и
3 промежуточных типа барических систем: ложбина, гребень и седловина.
5.2 Циклон.
Циклон – область пониженного давления, ограниченная замкнутыми изобарами
с наименьшим давлением в центре и циркуляцией воздуха против часовой
стрелки.
Различают 4 стадии развития циклонов:
1) Стадия волны (начальная) – волны возникают на малоподвижных
(стационарных) фронтах при больших контрастах температуры и давления в зоне
фронта у земли и на высоте. При этом первый участок фронта приобретает
характер теплого фронта, а соседний – холодного фронта. За счет адвекции
теплого воздуха на высотах в вершине волны наблюдается падение давления, и
образуется у земли циклонический вихрь, т.е. движение воздуха против часовой
стрелки. В этой стадии начинает формироваться облачность типичная теплому и
холодному фронтам, их зоны осадков, однако они еще сравнительно не велики.
40
В теплый период года в вершине волны образуются кучево-дождевые облака,
прохождение которых сопровождается ливнем, грозой, шквалом, градом и
смерчем. В этой стадии у вершины волны может образоваться одна
замкнутая изобара.
2) Молодой циклон – в этой стадии в циклоне давление в центре продолжает
падать, т.е. циклон углубляется, появляется несколько замкнутых изобар.
По сравнению с первой стадией в центре давление уменьшается на 10-15 мБар.
Циклоническая циркуляция у земли усиливается и распространяется до
высоты 3 км. Амплитуда волны увеличивается и образуется теплый сектор,
максимальное падение давления наблюдается в передней части циклона, а в тылу
циклона наблюдается рост давления. В этой стадии циклон очень подвижен.
Молодой циклон бывает около суток или несколько больше.
41
3) Стадия максимального развития (окклюдирование) – окклюдирование циклона
начинается примерно через сутки после первой стадии, к этому времени давление
в центре циклона достигает минимального значения. За счет того, что холодный
фронт движется быстрее теплого фронта, в центре циклона фронты смыкаются,
т.е. происходит процесс окклюдирования циклонов, который начинается от
центра циклона и постепенно распространяется к периферии циклона. Точка, где
происходит смыкание холодного и теплого фронтов называется точкой окклюзии.
В этой стадии максимальное падение давления наблюдается впереди точки
окклюзии, а за ней и в тылу циклона наблюдается рост давления. Циклон по
вертикали развивается до высоты 5-7 км.
4) Заполняющийся циклон – в этой стадии вся центральная часть циклона занята
холодным воздухом. В циклоне имеется лишь фронт окклюзии и вторичные
фронты. На большей территории циклона давление растет, что и приводит к тому,
что уменьшается число замкнутых изобар, и циклон постепенно заполняется.
Однако на высоте циклон продолжает еще развиваться и часто достигает
тропопаузы, поэтому циклон в этой стадии мало подвижен.
Средняя продолжительность существования циклона около 7 суток, за это время
он проходит большие расстояния. На главных фронтах циклоны возникают не по
одному, а циклонической серией. За год в Европе проходит около 65
циклонических серий (в каждой серии 3-5 циклонов).
42
Погода и условия полетов в циклоне.
Циклон представляет собой огромный вихрь в диаметре до нескольких тысяч
км, а по вертикали от нескольких км до тропопаузы. У поверхности земли в
циклоне наблюдается движение воздуха по спирали от периферии к центру,
против часовой стрелки. Сходимость ВМ у земли к центру обуславливает наличие
восходящих движений в циклоне, которые приводят к охлаждению
поднимающегося воздуха и к образованию облаков и осадков.
Сходимость приземных ветров в циклоне приводит к сближению ВМ с разными
свойствами и к наличию атмосферных фронтов, в зоне которых теплый воздух
вынужденно поднимается вверх, что приводит к его охлаждению и к образованию
облаков и осадков. Поэтому в циклоне наблюдается обычно пасмурная с осадками
погода.
Однако по характеру погоды и по условиям полета циклон можно разделить
на 3 условные части:
I. Центральная и передняя часть циклона:
В центральной части (в радиусе 400-500 км) наблюдаются наиболее сложные
условия погоды и полета. Облачность здесь сплошная, большой
вертикальной мощности. Ее нижняя граница: летом – 600-1000 м; зимой –
200-300 м, иногда 100 м и ниже. Здесь наблюдаются сильные осадки,
ухудшающие видимость. Зимой здесь могут быть метели, а летом, сильные
грозы. По мере удаления от центра циклона облачность расслаивается,
ширина облачной системы зоны осадков уменьшается.
В передней части циклона погода и условия полетов определяется влиянием
приближающегося теплого фронта. Облачность здесь слоистообразная
(перистые, перисто-слоистые, высоко-слоистые). Осадки обложные.
Зимой ширина зоны осадков 300-400 км, летом – 200-300 км. В зоне осадков
образуются низкие разорвано-дождевые облака. Зимой здесь наблюдаются
большие зоны общих метелей. В зоне отрицательных температур –
обледенение. Ширина зоны опасного обледенения 100-200 км до высоты
1-2 км. В передней части циклона – максимальное падение давления, ветры
здесь преобладают юго-восточные, а в северной части циклона – северовосточные.
43
II. Тыловая часть циклона – погода здесь определяется холодной, чаще
неустойчивой ВМ и вторичными фронтами. Облачность здесь
кучевообразная, осадки – ливневые, ветры – северные, северо-западные,
порывистые, затрудняющие взлет, посадку, руление самолета. Летом при
значительном прогреве воздуха, местами вероятны грозы, зимой
прохождение вторичных фронтов сопровождается снежными зарядами, в
тылу циклона давление растет.
III. Теплый сектор циклона – погода здесь определяется влиянием теплой ВМ и
зависит от влажности воздуха и времени года. Наиболее сложные условия
зимой при значительной влажности воздуха. Облачность слоистая,
слоисто-кучевая, которая дает слабые или моросящие осадки.
При отрицательных температурах на земле гололед, в облаках и осадках
обледенение, которое при пробивании облачности усиливается и
достигает 2-2,5 мм/мин. У земли иногда наблюдаются самые опасные для
авиации адвективные или адвективно-радиационные туманы.
Однако такие сложные условия полетов наблюдаются от земли до верхней
границы инверсии, чаще до высоты 1-2 км, выше – условия погоды лучше.
Летом здесь погода малооблачная и жаркая. Облака слоисто-кучевые,
кучевые. Ветры в теплом секторе юго-западные, южные.
Рис. 16: Условные части циклона
44
5.3 Антициклон.
Антициклон – область повышенного давления, ограниченная замкнутыми
изобарами с наибольшим давлением в центре и циркуляцией воздуха по часовой
стрелки.
Различают 3 стадии развития антициклона:
1) Молодой антициклон – образуется обычно в холодной ВМ в тылу циклона.
За счет роста давления в начале имеет вид полосы высокого давления – гребня,
с течением времени в нем появляется одна замкнутая изобара, очерчивающая
центр возникающего антициклона. В этой стадии антициклон развивается по
высоте до высоты 2-2,5 км и быстро движется. На большей территории его
наблюдается рост давления.
2) Стадия максимального развития – в этой стадии на приземной карте
антициклон очерчивается несколькими замкнутыми изобарами.
Давление в центре его достигает максимального значения по сравнению с
другими его стадиями. Антициклон занимает большие площади, малоподвижен,
по вертикали развит до больших высот. Давление на большей его территории
растет.
3) Старый разрушающийся антициклон – по переходу антициклона в его
последнюю стадию, свидетельствует начало падения давления в его центре.
Падение давления приводит к уменьшению замкнутых изобар, и к тому, что
антициклон теряет свое значение, как самостоятельная барическая система.
На всей территории антициклона давление падает.
45
Погода и условия полетов в антициклоне.
Антициклон представляет собой огромный вихрь в диаметре до нескольких
тысяч км, а по вертикали от нескольких км до тропопаузы. В центре антициклона
наблюдаются нисходящие движения, при которых опускающийся воздух
нагревается.
Поэтому в антициклоне погода лучше, чем в циклоне, особенно в его центральной
части и особенно летом. Здесь летом лишь в утренние часы при достаточной
влажности воздуха местами образуются радиационные туманы, которые после
восхода солнца рассеиваются, если воздух сухой, то погода ясная.
Зимой за счет выхолаживания воздуха у земли и опускания, и нагревания воздуха,
у земли или на некоторой высоте (300-600 м) образуются инверсии сжатия.
При значительной влажности воздуха под инверсиями образуется низкая
слоистая, слоисто-кучевая облачность и дымки, а иногда и туманы. На западной и
юго-западной периферии антициклона иногда образуются широкие зоны низкой
слоистой облачности или адвективных туманов. По характеру погоды и по
условиям полета антициклон можно разделить на 5 условных частей:
I. Центральная часть антициклона – зимой при большой влажности воздуха
наблюдаются радиационные туманы, слоистые, слоисто-кучевые облака.
Летом – малооблачная погода, при большей влажности образуются
радиационные туманы.
II. Северная окраина антициклона – зимой здесь слоистые, слоисто-кучевые
облака, туманы, слабые осадки. Летом – облака верхнего развития:
перистые, перисто-слоистые, перисто-кучевые, днем – кучевые облака.
III. Западная окраина антициклона – зимой здесь слоистые, слоисто-кучевые
облака, обширные зоны слабых осадков. При «блокирующем» антициклоне
наблюдаются сильные ветры. Летом при высокой температуре и большой
влажности – грозы.
46
IV. Южная окраина антициклона – облака перистые, перисто-слоистые,
перисто-кучевые, высоко-слоистые, высоко-кучевые. Зимой из
высоко-слоистых облаков выпадает снег, при сильном ветре – метели,
в южных районах при сильном восточном ветре – пыльные (черные) бури
штормовых зон.
V. Восточная окраина антициклона – летом здесь кучевые, кучево-дождевые
облака, выпадают ливневые дожди. Зимой безоблачная погода или
слоисто-кучевые облака, образующиеся при растекании кучево-дождевых
или при перемещении из северной части антициклона.
Рис. 17: Условные части антициклона
47
5.4 Ложбина, гребень и седловина – погода и условия полетов в них.
Ложбина – полоса пониженного давления, вытянутая в виде «желоба» от центра
циклона и располагающаяся между двумя областями повышенного давления.
Ветры в ложбине дуют к ее оси. Поэтому по оси ложбины проходят фронты.
Погода и условия полета в ложбине зависят от того, какой фронт проходит по ее
оси (теплый фронт, холодный фронт и т.д.)
Гребень – полоса повышенного давления, вытянутая в виде «клина» от центра
антициклона и располагающаяся между двумя областями пониженного давления.
Ветры в гребне дуют от его оси. Поэтому гребень является областью
расходимости приземных ветров и нисходящих движений. Погода в гребне такая
же как и в антициклоне, чаще ясная и малооблачная. Однако зимой по оси гребня
при значительной влажности воздуха, могут образоваться низкие слоистые облака
или дымки, или даже туманы.
Седловина – барическая система, заключенная между двумя крест накрест
расположенными циклонами и антициклонами.
На оси растяжения наблюдается сходимость приземных ветров и условия для
образования облаков и осадков.
На оси сжатия наблюдается расходимость приземных ветров и условия для
размывания облаков.
В центре седловины наблюдается штиль, поэтому зимой здесь благоприятные
условия для образования туманов, а летом для образования гроз.
Рис. 18: Схема седловины: ось сжатия и ось растяжения
48
5.5 Перемещение барических систем.
Для определения движения барических систем по приземным картам пользуются
следующими правилами:
1) Циклон – перемещается в сторону максимального падения давления,
параллельно линии соединяющую его изобарическую пару (центр максимального
роста и центр максимального падения давления). Циклон перемещается в
направлении изобар теплого сектора.
2) Ложбина – перемещается вместе с циклоном в сторону максимального падения
давления, одновременно огибая циклон против часовой стрелки.
Вместе с ложбиной перемещается фронт. По изобарам можно судить о скорости
движения фронта: чем гуще изобары и чем больше угол между изобарами и
фронтом, тем быстрее движется фронт. Фронт, параллельный изобарам
малоподвижен, на нем возникают волны.
3) Антициклон – перемещается в сторону максимального роста давления
параллельно линии соединяющей его изобарическую пару.
4) Гребень – перемещается вместе с антициклоном в сторону роста давления,
одновременно огибая антициклон по часовой стрелки.
Рис. 19: Барические системы и воздушные течения в них
49
5.6 Тропический циклон.
Тропический циклон – область пониженного давления, отличающаяся от
циклона умеренных широт меньшими размерами (диаметр 200-400 км,
иногда 1000 км). Давление в центре в среднем составляет 950 мБар, понижаясь в
отдельных случаях до 900 мБар и ниже. Скорость ветра может достигать
50-100 м/c и более. В зоне тропического циклона наблюдаются кучево-дождевые
облака, ливни, грозы. Вертикальная протяженность грозовых облаков достигает
12-16 км и более. В центре тропического циклона за счет резких нисходящих
потоков наблюдается зона исключительно спокойной и малооблачной
погоды – «глаз бури». Ширина этой зоны около 30 км. Возникают тропические
циклоны над водной поверхностью океанов в зонах широт φ = 5…20° с.ш. и ю.ш.
(исключая Южную Атлантику). На формирование тропического циклона
оказывает сила Кориолиса Fк , центробежная сила Fц , и в особенности
достаточный прогрев водной поверхности (25-27°С и выше). Интенсивные
восходящие движения теплого и влажного воздуха сопровождаются выделением
огромного количества скрытого тепла при конденсации. Резкое падение давления
(барический градиент может достигать 50 мБар на 1° широты, а в центре
иногда 1 мБар на 1 км) обуславливает возникновение ветра огромной силы.
Оформившись в виде замкнутой циклонической циркуляции, тропический циклон
постепенно движется на запад и северо-запад по южной периферии
субтропического антициклона. Скорость движения тропического циклона
10-12 км/ч. У широт φ = 25…30° обоих полушарий его движение замедляется,
нередко он начинает описывать петли и, наконец, вовлеченный сильным
переносом воздуха умеренных широт, меняет направление движения на
северо-восточное. Некоторые из тропических циклонов подключают свою
энергию к циклонам на полярном фронте или разрушаются, выйдя на поверхность
континента. Тропические циклоны несут огромную силу разрушения, вызывают
стихийные бедствия и наводнения. Тропическим циклонам, возникающим
в различных частях тропической зоны, присваивают местные названия:
Северное полушарие.
1) Тихий океан:
а) Возникнув вблизи Филиппинских островов, тропические циклоны (местное
название "Багио") смещаются в Восточно-Китайское море, достигают Японии
(местное название "Тайфуны") и могут подниматься до Камчатки.
б) К западу от Калифорнии и Мексики тропические циклоны (местное название
"Ураганы") смещаются вдоль юго-западного побережья США.
2) Индийский океан:
Тропические циклоны с Аравийского моря смещаются на Пакистан и юго-запад
Индии и с Бенгальского залива (местное название "Элефантас" или
"Циклоны") смещаются на Бангладеш, юго-восток Индии, Бирму.
50
3) Атлантический океан:
Тропические циклоны из районов Зеленого мыса перемещаются в районы
Карибского моря, Антильских островов и на Флориду. Часть тропических
циклонов, не выйдя на континент, проходит далеко на север вдоль восточного
побережья США.
Южное полушарие.
Тропические циклоны, возникшие в Тихом океане в районе островов Новые
Гебриды и Самоа, перемещаются в сторону Австралии, где имеют местное
название "Вилли-Вилли", а тропические циклоны, возникшие к востоку
от о. Мадагаскар, носят местное название "Маврикия".
Тропические циклоны возникают летом – в начале осени:
* в северном полушарии – с апреля по ноябрь, с максимальной повторяемостью в
августе, сентябре.
* в южном полушарии – с ноября по апрель, с максимальной повторяемостью в
январе, феврале.
Продолжительность жизни тропических циклонов различная – от нескольких
часов до 10-14 дней. Развитие тропических циклонов представляет собой
длительный процесс, но иногда носит и «взрывной» характер – в течение 12 часов
может возникнуть хорошо выраженный циклон с «глазом бури».
Процесс формирования тропических циклонов разделяют на несколько стадий:
1) Тропическая депрессия – давление на уровне моря около 1000 мБар.
Скорость ветра может достигать 15-17 м/с. Вертикальная мощность небольшая.
Такая тропическая депрессия быстро развивается и переходит в стадию:
2) Тропический шторм – здесь наблюдается резкое падение давления, усиление
ветра до 30 м/c и более. Облачность имеет вид узких полос, сходящихся в центре,
может возникнуть «глаз бури». Грозовая облачность прослеживается иногда до
поверхности 300 мБар (соответствует эшелону FL 300). Далее система
расширяется и может оставаться в этой стадии неделю.
3) Тайфун (Ураган) – здесь давление в центре падает до 950 мБар и менее.
Верхняя кромка облачности может достигать поверхности
100 мБар (соответствует эшелону FL 530) В этой стадии наблюдается вращение
ветра как против часовой стрелки (в нижней части), так и по часовой (в верхней).
Скорость вращения может достигать 50 м/с.
4) Стадия разрушения – здесь тропический циклон заполняется. Это часто бывает
тогда, когда тропический циклон оказывается над другой подстилающей
поверхностью.
При выходе в умеренные широты и сближении с полярным фронтом тропический
циклон регенерирует. Летному составу при оценке метеообстановки следует
обращать особое внимание на выделенную зону опасных явлений погоды,
связанных с тропическим циклоном.
51
Наиболее опасна ее правая сторона, если смотреть по направлению движения
циклона. Впереди циклона идут высокие приливные волны. Высота подъема волн
может достигать 20-30 м.
На прогностических картах особых явлений тропический циклон указывается
условным знаком
и присвоенное название в виде женского имени ("Isobel",
"Clovis","Juliet","Durian" и т.д.) Воздушным судам КАТЕГОРИЧЕСКИ
ЗАПРЕЩАЕТСЯ пересекать тропические циклоны или менять эшелон полета.
Возможен только обход тропических циклонов на расстоянии не менее 50 км.
Рис. 20: Тропический циклон
52
Тема№6: «Опасные для авиации явления погоды»
6.1 Грозовая деятельность.
Гроза – комплекс атмосферных явлений, характеризующийся интенсивным
облакообразованием и многократными электрическими разрядами в виде молний.
В комплекс явлений входят: ливневые осадки, град, молнии, шквалы, интенсивная
турбулентность и вертикальные порывы ветра, сильное обледенение, смерчи.
Но не каждая гроза сопровождается всеми перечисленными явлениями.
Иногда грозы отмечаются без осадков, их называют сухими грозами.
При грозовой деятельности в атмосфере развиваются мощные кучево-дождевые
облака. Для развития грозового облака необходимы восходящие движения
теплого влажного воздуха со скоростью 10-15 м/с и более. Такие потоки
возникают при неравномерном нагреве земной поверхности или вынужденном
подъеме воздуха вдоль фронтальной поверхности или горного склона.
По условиям образования грозы подразделяются на внутримассовые и
фронтальные.
Внутримассовые грозы:
1) Конвективные грозы – возникают, когда подстилающая поверхность сильно
прогрета, воздух в нижнем слое теплый и влажный, а в вышележащих слоях
относительно холодный, температура воздуха выше 20°С, вертикальный
температурный градиент более 0,75°/100 м, удельная влажность более 12 г/кг или
упругость водяного пара более 15 мБар. Такие грозы возникают летом в
послеполуденные часы в размытой барической системе, на периферии
заполняющихся циклонов и в седловинах. Перемещаются медленно на высотах
3-5 км, обходя большие водоемы.
2) Адвективные грозы – образуются при быстром перемещении холодного
влажного воздуха над теплой подстилающей поверхностью. Развиваются летом
днем над сушей и ночью над прибрежными водами морей в тылу циклона.
Перемещаются вместе с неустойчивой ВМ.
3) Орографические грозы – формируются в предгорьях и горных районах на
наветренных склонах при вынужденном поднятии неустойчивой ВМ. Особенно
интенсивны и продолжительны над склонами, ориентированными на юг.
Фронтальные грозы:
Наблюдаются на холодных фронтах и фронтах окклюзии в основном летом,
развиваются в любое время суток. На теплых фронтах грозы возникают в ночное
время летом. Горизонтальная протяженность фронтальных гроз – 1000 км и более,
ширина – от нескольких десятков до нескольких сот км. Они перемещаются
вместе с атмосферными фронтами в направлении воздушных течений на
высотах 3-5 км. Признаком приближения таких гроз служат высоко-кучевые
чечевицеобразные облака. Верхняя кромка фронтальных грозовых облаков,
особенно на холодных фронтах, может достигать высоты тропопаузы.
53
Развитие грозового облака.
Условно развитие грозового кучево-дождевого облака можно разделить
на 3 стадии:
1. Развитие облака – характеризуется возникновением кучевого облака хорошей
погоды, которое развивается в мощно-кучевое облако. Кучевые и мощно-кучевые
облака состоят из капель воды, в них преобладают восходящие движения со
скоростями: в кучевом 1-2 м/с, в мощно-кучевом 6-8 м/с. Верхняя граница
кучевых облаков находится на высоте 1,5-2 км, мощно-кучевых 4-5 км.
Из мощно-кучевых облаков может выпадать редкий крупнокапельный ливневый
дождь, наблюдаться сильное обледенение на высотах выше нулевой изотермы и
сильная турбулентность. Поэтому преднамеренный вход в мощно-кучевые облака
экипажам ВС ЗАПРЕЩАЕТСЯ!
2. Максимальное развитие облака – характеризуется появлением в вершине
облака кристаллических элементов и выпадением ливневых осадков.
Облако имеет вид кучево-дождевого. Восходящие потоки достигают
максимальных скоростей 30 м/с и более и преобладают в передней части облака.
Нисходящие потоки со скоростью 15 м/с наиболее развиты в тыловой части
облака. Верхняя граница облака достигает 8-14 км в умеренных широтах,
16-18 км (иногда 20-21 км) в тропических районах.
3. Разрушение облака – вершина облака плоская и состоит из перистых облаков
волокнистой структуры. Облако оседает и расширяется по площади. В среднем
ярусе к нему примыкают высоко-кучевые облака, в нижнем – слоисто-кучевые.
Преобладают нисходящие потоки, не превышающие 5-10 м/с.
Весь период развития кучево-дождевого облака занимает от 3 до 5 часов, по
горизонтали может занимать площадь диаметром от 3 до 50 км (на уровне
верхней границы).
Рис. 21: Упрощенная модель грозового облака на стадии максимального развития
54
Явления, связанные с грозовым облаком.
1) Молния – если напряженность электрического поля между двумя объемными
зарядами в облаке, между облаком и землей, между двумя облаками достигает
значения пробивного потенциала (около 30000 В/Ом) происходит электрический
разряд, сопровождающийся звуковым эффектом – громом (акустическое явление,
причиной которого является ударная волна, возникающая при разрыве разрядного
канала). По внешнему виду и физическим особенностям молнии
подразделяются на:
а) Плоские – возникают в облаках на большой высоте, где воздух лучше проводит
электричество и получается широкая вспышка.
б) Линейные – наблюдаются чаще, имеют вид или «прямой стрелы» или
«зигзагообразной стрелы». Представляют собой гигантскую искру, сила тока в
которой достигает 10000 Ампер. Средняя длина молнии может быть 2-3 км,
иногда 20-30 км. Средний диаметр 10-30 см, иногда до 40 см. В канале молнии
температура достигает 10000-15000°С, что приводит к резкому расширению
воздуха, с характерным звуком, вблизи треск, на расстоянии гром. Гром слышен
на расстоянии 20-25 км.
в) Шаровые – чаще бывают после разряда линейной молнии. Имеют вид
«светящегося шара». Диаметр шара может достигать 20-30 см и более.
Существуют от доли секунды до нескольких минут. Чаще смещаются по потоку,
но иногда их путь может быть самым неожиданным. Исчезают со слабым треском
или взрываются с большой силой.
Наибольшая повторяемость и сила молний наблюдаются в зоне нулевой
изотермы t = 0°С. Путь молнии зигзагообразен, электрический разряд стремится
двигаться в слоях с наименьшим электрическим сопротивлением. При полете
вблизи грозовых облаков на самолете может по индукции возникнуть
электрический заряд. С поверхности самолета происходит стекание электричества
в атмосферу в виде мелких искр или языков пламени. Это явление носит название
«коронного разряда» и указывает на возможность удара молнии в самолет.
Попадание молнии в самолет может привести к разгерметизации кабины, пожару,
ослеплению экипажа, разрушению обшивки, отдельных деталей и
радиотехнических средств.
2) Град – твердые осадки в виде кристаллов льда сферической или неправильной
формы. Образование града возможно в облаке, в котором максимальная скорость
восходящих потоков составляет более 10 м/с и отмечается выше уровня нулевой
изотермы, а вершины облака находятся выше уровня кристаллизации, где
температура – 20…– 25°С. Выпадение града сопровождается сильным
порывистым ветром у земли. Град может пробивать обшивку самолета на
стоянках аэродромов. Вес градин может достигать 400-500 гр., а в некоторых
случаях и более. В полете град можно встретить под наковальней грозового
облака на больших высотах. Встреча с ним приводит к повреждению самолета.
На фоне грозового облака он не обнаруживается бортовым радиолокатором.
55
3) Шквал – резкое кратковременное (в течение нескольких минут) усиление ветра
более 15 м/с на ограниченной территории, сопровождающееся изменением его
направления. Шквал простирается по вертикали до 2-3 км, связан с «фронтом
порывов» (см 6.5 Сдвиг ветра).
Шкваловый ворот – огромный вихрь с горизонтальной осью на высоте около
500-600 м (иногда может опускаться до высоты 50 м), наблюдающийся в передней
части грозового облака в виде темного крутящегося вала. Это очень опасная для
самолета зона, т.к. внутри шквалового ворота наблюдаются большие скорости
вращательного движения. У земли при его приближении и прохождении скорость
ветра достигает 30 м/с и более, вызывая шквал, а при сухой почве пыльные бури.
Шквал может возникать и при отсутствии шквалового ворота. Шквал опасен для
самолетов, находящихся в полете на малых высотах для авиационной техники и
различных легких построек, расположенных на аэродроме.
Зона шквалов – еще одна опасная зона, которая возникает под грозовым облаком,
между восходящими и нисходящими потоками воздуха в области ливневых
осадков. Ширина ее не превышает 0,5 км. Прохождение зоны шквала может
вызвать большие разрушения на земле.
4) Смерч – сильный вихрь с вертикальной, часто изогнутой осью.
Диаметр смерча – от нескольких десятков до нескольких сотен метров.
Разность давлений в смерче и окружающим воздухом достигает иногда 40 мБар;
Скорость ветра около 100 м/с, но может превышать 330 м/с. Скорость ветра имеет
сильную восходящую составляющую, значительно реже – нисходящую.
Средняя скорость движения 50-60 км/ч (максимальная более 200 км/ч).
Длительность существования – от нескольких минут до нескольких часов.
Возникновение смерчей связано с особо сильной неустойчивостью атмосферы в
теплое время года. Смерчи обладают сильной разрушительной силой. На земле
разрушают аэродромные здания, самолеты на стоянках и ангарах. Особенно
опасны смерчи для самолетов в полете.
5) Сильная турбулентность – может быть в облаках, под и перед ними,
способствующая вызвать сильную болтанку и перегрузки самолета,
превышающие предельно допустимые.
6) Сильное обледенение – может возникнуть в облаках, где температура
преобладает от 0°С до – 10°С и ниже.
56
Рекомендации летному составу при полетах в зоне грозовой деятельности.
1) Перед полетом, при изучении метеообстановки, определить, где возможна
гроза, ее тип и интенсивность.
2) В полете следить за развитием облаков. О наличии гроз на маршруте можно
судить по радиопомехам.
3) Внутримассовые грозы обходить с наветренной стороны, на расстоянии не
менее 10 км – визуально и не менее 15 км – по локатору.
4) Пересечение фронтальной облачности с отдельными грозовыми очагами может
производиться в том месте, где расстояние между границами засветок на экране
локатора не менее 50 км.
5) Обход грозовых облаков должен выполняться в направлении понижения
местности. В горной местности полет на малых высотах под очагами гроз и
ливней ЗАПРЕЩАЕТСЯ! Обход грозовых облаков под облаками ночью
ЗАПРЕЩЕН!
6) Если невозможно обойти грозовые очаги вне облаков, то разрешается
выполнить полет под облаками только днем над равнинной и холмистой
местностью на истинной высоте не менее 200 м, в горной местности на истинной
высоте не менее 600 м. При этом вертикальное расстояние от самолета до нижней
границы облаков должно быть не менее 200 м.
7) Полет над верхней границей грозовых облаков разрешается выполнять с
превышением над ними не менее 500 м.
8) Если пилот видит преимущественно вертикальные вспышки, то самолет
приближается к передней части грозы, а если видит горизонтальные вспышки, то
к тыловой части.
9) При подходе к зоне грозовой деятельности, КВС обязан определить характер
грозы, принять правильное решение о возврате или обходе грозы и доложить
диспетчеру ОВД, который должен принять меры к обеспечению безопасности
полетов.
10) Грозы обычно движутся в направлении ветрового потока на высоте 3 км со
скоростью несколько меньшей, чем средняя скорость ветрового потока.
11) Атмосферные фронты с грозами в исключительных случаях рекомендуется
пересекать под углом 90° к фронту.
57
6.2 Обледенение ВС.
Обледенение ВС – отложение льда на обтекаемых частях самолета, силовых
установках и внешних деталях специального оборудования при полете в облаках,
тумане, дожде или мокром снеге. Обледенение приводит к увеличению веса ВС и
расхода топлива, к уменьшению тяги двигателей, что может вывести из строя
компрессор. Лед искажает показания ряда приборов самолета, может нарушить
связь с землей, вывести из строя его системы и двигатели, затруднить заход
самолета на посадку и производство самой посадки. Главная опасность при
обледенении заключается в том, что нарушаются аэродинамические качества
самолета:
Рис. 22: Обтекание обледеневшего крыла воздушным потоком
Основными причинами обледенения являются:
- замерзание переохлажденных капель, сталкивающихся с лобовыми частями ВС
в полете;
- сублимация водяного пара на поверхности ВС, когда температура поверхности
ниже температуры воздуха.
Интенсивность обледенения измеряется толщиной льда, отложившегося в
единицу времени на передней кромке крыла.
Различают обледенение по интенсивности:
а) Умеренное – 0,5-1 мм/мин.
б) Сильное – более 1 мм/мин.
Характер и интенсивность обледенения ВС зависит от температуры, водности
облака, размера капель. Чем больше водность облака, тем интенсивнее
обледенение. Обледенение возможно при температуре 0…– 40°С, наиболее часто
в интервале 0…– 20°С (особенно в интервале 0…– 10°С). Обледенение
турбореактивных двигателей может наблюдаться при положительных
температурах до + 5°С. В воздухозаборнике двигателя происходит адиабатическое
расширение воздуха, и температура его падает ниже 0°С. Отложения льда на ВС
различаются по их виду, характеру, форме.
58
Существуют 3 основных вида отложений:
1) Лёд.
а) Прозрачный лёд – образуется при полете в облаках, содержащих только
крупные переохлажденные капли, или под облаками в зоне переохлажденного
дождя при температуре от 0°С до – 10°С. Лёд гладкий, прочно прилипает к
поверхности самолета, удаляется с трудом. Отлагается преимущественно на
передних кромках крыла и стабилизатора, на носовом коке самолета и
воздухозаборнике. Он незначительно искажает профиль несущих поверхностей
самолета и малоопасен только до тех пор, пока толщина его небольшая.
При значительной толщине льда становится весьма опасным.
б) Матовый (полупрозрачный, смешанный) лёд – возникает при полете в
смешанных облаках, состоящих из мелких и крупных переохлажденных капель,
ледяных кристаллов и снежинок. Крупные капли растекаются и замерзают,
мелкие сразу же замерзают. Снежинки и кристаллы вмерзают в замерзающую
водяную пленку, образуя ледяное обложение с матовой шероховатой
поверхностью, резко ухудшающей аэродинамические характеристики ВС.
Такое отложение возникает при температуре от – 6°С до – 10°С и является
наиболее тяжелым и опасным видом обледенения.
в) Белый (крупообразный) лёд – возникает при замерзании мелких капель при
температуре ниже – 10°С. Наблюдается в облаках, состоящих из однородных
мелких капель. Образуется белый пористый лёд, неплотно прилегающий к
поверхности ВС. При продолжительном полете и возрастании плотности льда
он может представлять серьезную опасность.
2) Изморозь.
Это белое крупнозернистое кристаллическое отложение, образующееся при
полете в облаках при температуре значительно ниже – 10°С. Изморозь возникает
при замерзании мелких капель вместе с ледяными кристаллами, имеет неровный
шероховатый вид, непрочно прилипает к поверхности самолета и сдувается
воздушным потоком.
3) Иней.
Это белый мелкокристаллический налет, возникающий при сублимации водяного
пара. При вибрации ВС легко отделяется от его поверхности и не создает
трудностей для полета. Но опасен как возбудитель последующего более
интенсивного обледенения при благоприятных для этого условиях.
59
Формы отложения льда зависят от его вида, скорости полета и особенностей
обтекания различных частей ВС. Различают:
- клинообразную (профильную, гладкую) форму – ее чаще имеют отложения
прозрачного льда;
- желобкообразную (рогообразную, шероховатую) форму – наблюдается в тех
случаях, когда капли в лобовой части крыла мгновенно не замерзают, большая
часть их сдувается воздушным потоком на некоторое расстояние от носка крыла
к более холодным участкам профиля и там замерзает;
- бугристую (грибовидную) форму – она образуется при полете в смешанных
облаках.
Метеорологические условия обледенения.
Обледенение ВС в основном наблюдается в облаках, располагающихся от земли
до высоты 2500 м. Так как переохлажденные капли встречаются в облаках при
температурах от 0°С до – 10°С, то этот интервал температур и является наиболее
опасным при обледенении. К таким капельным облакам относятся низкие
подинверсионные слоистые и слоисто-кучевые облака. Интенсивность
обледенения может достигать 4-5 мм/мин и наибольшая у верхней границы
облаков. При выпадении осадков интенсивность обледенения становится
одинаковой во всей толщи облачности. В смешанных облаках, состоящих из
переохлажденных капель и кристаллов, обледенение зависит от соотношения
капель и кристаллов. Там, где капель больше, вероятность обледенения
увеличивается. В кучево-дождевых облаках переохлажденные капли
наблюдаются во всей толще облаков, поэтому интенсивное обледенение
наблюдается до верхней части наковальни. На теплых фронтах, холодных
фронтах 1 рода и теплых фронтах окклюзии обледенение наиболее интенсивно в
нижней части слоисто-дождевых, высоко-слоистых облаков и редко превышает
толщину 500-1000 м. В той части облаков, где температура ниже – 10°С, – 12°С
происходит более активное образование ледяных кристаллов, вероятность
обледенения резко уменьшается. В зоне теплого фронта иногда выпадает
переохлажденный дождь. Попадание ВС в эту зону, имеющую ширину перед
теплым фронтом 100-200 км, приводит к самому интенсивному обледенению.
На холодных фронтах 2 рода преобладают кучево-дождевые облака, поэтому
интенсивное обледенение отмечается до верхней границы облаков.
60
В облаках, состоящих из ледяных кристаллов, обледенение не наблюдается.
К ним относятся облака верхнего яруса. Только в перистых и перисто-слоистых
облаках, составляющие наковальни у кучево-дождевых облаков, может
наблюдаться обледенение ВС. Существенное влияние на обледенение оказывает
рельеф местности. С наветренной стороны гор и возвышенностей увеличивается
вертикальная протяженность облаков и их водность. Поэтому в горах, особенно
на наветренных склонах, обледенение в облаках более интенсивное, чем над
равниной.
Рекомендации летному составу при полетах в зоне обледенения.
1) Полеты в условиях обледенения разрешается выполнять только на ВС,
имеющих допуск к эксплуатации в этих условиях. На предполетной подготовке
тщательно анализируется метеорологическая обстановка и на основании
фактической погоды и ее прогноза по маршруту выбирается эшелон полета вне
зоны интенсивного обледенения.
2) Перед пробиванием облаков с возможным обледенением при наборе высоты и
снижении, а также при входе в них на эшелоне полета должны быть включены все
противообледенительные средства в соответствии с требованием РЛЭ ВС.
3) В тех случаях, когда, несмотря на принятые меры, обледенение продолжается,
и безопасность полета не обеспечивается, необходимо по согласованию с
диспетчером ОВД изменить высоту или маршрут полета для выхода из зоны
обледенения. В зимнее время целесообразно выходить вверх, в область более
низких температур, летом и в переходные периоды года – вниз, в область
положительных температур.
6.3 Гололед.
Гололед – матовый или прозрачный лёд, нарастающий на аэродромных
постройках, подъездных дорогах, на ВПП, на самолетах, не укрытых в ангарах,
на линиях связи и электропередачи. Наблюдается при температуре 0…– 6°С,
относительная влажность при его образовании 94-100 %, скорость ветра до 7 м/с.
Он возникает при резком похолодании или потеплении, когда выпадающая
атмосферная влага (переохлажденная морось, дождь) замерзает на аэродромных
объектах и ВС. Деятельность авиации осложняется гололедом: осложняется
подготовка материальной части к полету, а аэродрома – к выпуску и приему ВС.
Затрудняется взлет и посадка, разбег и пробег ВС в требуемом направлении,
возникает опасность дальнейшего интенсивного их обледенения при полете
в облаках.
61
6.4 Турбулентность атмосферы и болтанка ВС.
Турбулентность атмосферы – состояние атмосферы, характеризующееся
образованием вихрей разных размеров с неупорядоченными горизонтальными и
вертикальными движениями воздуха. Образование вихрей происходит в основном
под воздействием двух факторов, действующих обычно одновременно:
Термический фактор – турбулентность здесь возникает за счет термической
конвекции вследствие неравномерного нагревания подстилающей поверхности.
Термическая конвекция может быть в виде неупорядоченных токов воздуха,
а также в виде мощных упорядоченных движений больших масс воздуха,
охватывающих почти всю тропосферу. Термическая турбулентность наблюдается
в нижней тропосфере (до 3-4 км), наибольшей интенсивности достигает в теплое
время года, днем, в неустойчивых ВМ. При этом возникают облака
вертикального развития.
а)
б)
Рис. 23: Термическая конвекция: а) – неупорядоченная; б) – мощная (упорядоченная)
62
Динамический фактор – турбулентность здесь возникает из-за трения
движущегося воздуха о шероховатую земную поверхность, а также вследствие
неоднородности воздушных потоков по скорости и направлению.
Динамическая конвекция наблюдается в слое от земли до высоты 1-1,5 км.
(см. более подробно 6.5 Сдвиг ветра).
Рис. 24: Динамическая конвекция или динамическая турбулентность
Болтанка ВС – беспорядочные колебания ВС, возникающие при полете в
турбулентной атмосфере. Болтанка классифицируется по приросту перегрузки:
а) В полетной конфигурации:
- умеренная: ±(0,5-1) g;
- сильная: более ±1 g.
б) В посадочной конфигурации:
- умеренная: ±(0,3-0,4) g;
- сильная: более ±0,4 g.
При полете в зонах с интенсивной турбулентностью возникает опасность потери
управляемости, повреждения (деформации) и разрушения конструкции ВС.
При сильной болтанке самолет может выйти на критический угол атаки и
потерять устойчивость (сваливание на крыло). Болтанка может привести
к самовыключению двигателя из-за резкого уменьшения количества
поступающего в него воздуха в результате колебаний самолета. Турбулентность
может наблюдаться как в облаках, так и в ясном небе. Можно указать несколько
видов Турбулентности при ясном небе (ТЯН):
1) Механическая турбулентность – обусловлена влиянием неровностей земной
поверхности на воздушные течения и иногда усиливаемая ее неодинаковым
нагревом.
63
2) Горные волны – образуются, если в слое 4-6 км над горным хребтом ветер
направлен перпендикулярно к хребту и с высотой усиливается и, кроме того,
имеется слой инверсии или изотермии. Длина горных волн составляет
от 5 до 50 км с амплитудой 100-150 м. Горные волны могут наблюдаться по всей
толще тропосферы и иногда распространяться в нижнюю часть стратосферы,
болтанка ощущается до 4-5-кратной высоты гор.
3) Турбулентность струйных течений – здесь причиной возникновения очагов
турбулентности является сильное трение струйного ветрового потока об
окружающий более спокойный воздух. Наиболее интенсивные турбулентные
очаги наблюдаются в левой стороне и нижней части струйного течения.
4) Турбулентность на «задерживающих слоях» – это волновые движения на
инверсионных слоях, это тропопауза, тропосферный уровень максимального
ветра, стратосферный уровень обращения ветра (велопауза) и др.
64
6.5 Сдвиг ветра.
Сдвиг ветра – изменение направления и/или скорости ветра в пространстве,
включая восходящие и нисходящие потоки. Различают вертикальный и
горизонтальный сдвиг ветра. В пограничном слое для оценки интенсивности
сдвига ветра пользуются терминами и численными критериями,
рекомендованными рабочей группой ICAO.
Таблица Б - Критерии интенсивности сдвига ветра.
Интенсивность
Вертикальный Горизонтальный
сдвига ветра
Влияние на
сдвиг ветра, м/с сдвиг ветра, м/с
(качественный управление ВС
на 30 м
на 600 м
термин)
Слабый
Незначительное
0–2
0–2
Умеренный
Значимое
2–4
2–4
Существенные
Сильный
4–6
4–6
трудности
Очень сильный
Опасное
>6
>6
Скорость
восходящего
(нисходящего)
потока, м/с
0–2
2–4
4–6
>6
а)
б)
Рис. 25: Опасное влияние сдвига ветра на траекторию движения самолета:
а) – при заходе на посадку; б) – на взлете.
65
При вертикальных сдвигах ветра более 3 м/с на 100 м, горизонтальных
сдвигах – более 6 м/с на 100 км и горизонтальных градиентах температуры
более 2,5° на 100 км возникает очень интенсивная болтанка. При этом различают
2 горизонтальных сдвига ветра:
I. Боковой сдвиг ветра – проявляется в ослаблении ветра, перпендикулярном
оси струйного течения. Болтанка наблюдается в самом струйном течении,
слева от его оси. Ширина зоны составляет 100-150 км. При скорости ветра
на оси струйного течения более 50 м/с и вертикальном сдвиге ветра более
0,6 м/с на 100 м ширина зоны умеренной и сильной болтанки составляет
200-300 км.
II. Сдвиг ветра по потоку – характеризуется уменьшением (увеличением)
скорости ветра в направлении потока. Турбулентные зоны располагаются в
местах дивергенции (расходимости) и конвергенции (сходимости)
воздушных потоков.
Наиболее часто области сильных сдвигов ветра и турбулентности наблюдаются
при следующих условиях:
1) Зоны интенсивной конвективной деятельности.
Конвективные вертикальные движения, возникающие при сильной термической
неустойчивости, приводят к образованию кучево-дождевых облаков, с которыми
связаны явления, опасные для авиации: ливни, грозы, шквал, град, смерч и т.п.
Наблюдаются сильные восходящие и нисходящие потоки, затрудняющие
пилотирование; увеличивается турбулентность, в связи с чем самолет может
испытывать болтанку. При увеличении турбулентности в условиях
неустойчивости наблюдается значительный обмен количеством движения по
вертикали в пограничном слое, что приводит к выравниванию вертикального
профиля в верхней части этого слоя. В приземном слое (ниже 50 м) скорость
ветра резко возрастает с высотой, т.е. возникает сильный вертикальный сдвиг
ветра, который может достигнуть 10 м/с на 30 м высоты. В зоне выпадения
интенсивных осадков из кучево-дождевого облака может образоваться сильный
нисходящий поток холодного воздуха, который, встречая земную поверхность
земли, расходится в стороны от грозового облака, образуя зоны растекания, где
присущи сильные сдвиги ветра. Это явление носит название «микропорыв»
или «микровзрыв».
Рис. 26: Микропорыв
66
При сложении скорости общего переноса с горизонтальной составляющей
оттекающего воздуха, суммарная скорость ветра у земли перед кучево-дождевым
облаком может резко увеличиться, достигая при этом больших значений.
Перед оттекающим холодным воздухом происходит вынужденный подъем
теплого воздуха. Передний край холодного воздуха представляет узкую зону
резких горизонтальных и вертикальных сдвигов ветра, вертикальных потоков и
сильной турбулентности, называемую «фронтом порывов».
Рис. 27: Фронт порывов
При пересечении этого фронта происходят очень резкие изменения встречного
ветра. При приближении мощного очага грозы к району аэродрома «фронт
порывов» чаще всего следует ожидать впереди очага радиоэхо на расстоянии
порядка 10 км, а иногда даже до 30 км (для очень мощных очагов).
Поэтому наибольшую опасность представляет снижение самолета по глиссаде
навстречу грозовому очагу, приближающемуся к аэродрому.
Косвенным признаком наличия «фронта порывов» является
«Вирга» – видимые на фоне грозового облака полосы выпадающих в передней
части облака осадков, не достигающих поверхности земли. В этом случае
нисходящие потоки из кучево-дождевого облака усиливаются за счет охлаждения
воздуха при испарении капель дождя. Кроме того, зоны сильных сдвигов ветра
чаще возникают в передней части очагов, имеющих дугообразную, серповидную
и крючкообразную формы, реже у очагов круглой формы.
67
2) Инверсии температуры.
Устойчивая стратификация температуры (особенно слои инверсии и изотермии)
Приводят к существенному расслоению потоков по вертикали и образованию
значительных вертикальных сдвигов ветра. При всех инверсиях температуры при
заходе на посадку можно ожидать уменьшение скорости встречного ветра.
Различают инверсии:
а) Радиационные – образуются в приземном слое при антициклонической погоде
за счет сильного ночного радиационного выхолаживания подстилающей
поверхности. При этом у земли может быть слабый ветер или штиль,
а на небольшой высоте (60-100 м и выше) скорости ветра могут быть
существенными (≥ 10 м/с). В этих условиях на некоторой высоте может
образоваться поток, получивший название «ночное струйное течение»,
представляющий собой тонкий слой со значительными скоростями ветра
(иногда 20 м/с) на высоте около 200-300 м и при слабом ветре у земли.
Струйное течение характеризуется максимумом в вертикальном профиле ветра и
имеет четкий суточный ход: появляется ночью и разрушается после восхода
Солнца. Эти струйные течения имеют локальный характер, но в резко
континентальных степных и пустынных районах они могут иметь значительную
горизонтальную протяженность (несколько сотен км в длину и до
100 км в ширину). Зимой при снежном покрове радиационные инверсии
сохраняются и в дневное время. При радиационных инверсиях сильные
вертикальные сдвиги ветра (≥ 5 м/с на 30 м высоты) наблюдаются в слоях выше
30-40 м над поверхностью земли, а ниже этого уровня чаще всего ветры слабые и
больших сдвигов ветра не возникает. Приземная радиационная инверсия часто
сопровождается радиационным туманом, что дополнительно осложняет
пилотирование в этих условиях.
б) Орографические – являются разновидностью радиационных усиленных
особенностями рельефа. В горной или холмистой местности в пониженных
местах (низины, долины, котловины) скорость ветра меньше и турбулентный
обмен ослаблен, поэтому эффект ночного радиационного выхолаживания
подстилающей поверхности значительно увеличивается. Кроме того, может
наблюдаться сток охлажденного воздуха со склонов в пониженные места.
Эти причины приводят к возникновению очень сильной радиационной инверсии в
пониженных местах, где будет наблюдаться застой воздуха, а над верхней
границей этой инверсии может существовать сильный ветер, и будут наблюдаться
сильные вертикальные сдвиги ветра. При этом в низине может быть
радиационный туман.
в) Адвективные – при адвекции теплого воздуха на холодную подстилающую
поверхность происходит его охлаждение снизу от поверхности земли и возникает
инверсия, при которой обмен количеством движения между слоями нарушается.
При этом ветер у земли может быть слабым, а на небольшой высоте (100-200 м)
достигать существенных значений (≥ 10 м/с). Здесь могут наблюдаться туман,
низкая облачность, моросящие осадки. В приземном слое могут наблюдаться
существенные вертикальные сдвиги ветра.
68
3) Зоны атмосферных фронтов.
Приближение холодного фронта связано с появлением вынужденной
динамической конвекции и возникновением мощных кучево-дождевых облаков,
вызывающих ливни, грозы, горизонтальные и вертикальные сдвиги ветра,
вертикальные потоки, турбулентность, «фронты порывов». Все эти явления могут
дополнительно усиливаться за счет термической конвекции, наблюдающейся в
дневное время летом. При прохождении холодных фронтов наиболее сильные
вертикальные сдвиги ветра (≥ 5 м/с на 30 м высоты) в приземном слое связаны с
моментом усиления ветра во фронтальной зоне. В более высоких слоях, несмотря
на значительные скорости ветра, за счет сильной турбулентности формируется
выровненный вертикальный профиль ветра с малыми вертикальными сдвигами
ветра. Вертикальный сдвиг ветра на холодном фронте в нижнем 100 м слое над
равниной оценивается по графику, который учитывает контраст температур в
зоне фронта и скорость его перемещения.
В зонах теплых фронтов опасность представляет вертикальный сдвиг ветра,
в то время как сильные горизонтальные сдвиги ветра, вертикальные потоки и
турбулентность, встречаются редко.
В зоне теплого фронта сильные сдвиги ветра в пограничном слое обусловлены
изменениями скорости и направления ветра с высотой. При этом вертикальные
сдвиги ветра перед теплым фронтом и в зоне его усиливаются до сильных, если
в слое до 500 м (по шаропилотным данным или по сообщениям экипажей)
наблюдается скорость ветра 20 м/с и более и резкий поворот ветра с высотой
(30° и более в 100 м слое). Летом в зоне теплого фронта могут развиваться
мощные кучево-дождевые облака, которые будут вызывать явления,
свойственные для условий интенсивной конвективной деятельности.
На фронтах окклюзии наблюдается резкое усиление турбулентности в зоне
окклюдирования, возможные сильные вертикальные и горизонтальные сдвиги
ветра, вертикальные потоки на общем повышенном фоне турбулентности в
нижних слоях атмосферы. На фронтах окклюзии происходит распределение
метеоэлементов и те явления, которые характерны для фронтальной зоны того
вида фронта, по которому возникла окклюзия.
4) Низкотропосферные струйные течения.
В приземном слое атмосферы могут наблюдаться струйные течения низких
уровней, называемые иногда «мезоструями», возникающие по ряду причин.
Фронтальные струйные течения связаны с процессами циклогенеза и
прохождения фронтов через пункт наблюдения. Эти струйные течения наиболее
интенсивны, скорость их может превышать 30 м/с; они устойчивы, могут
существовать в течение суток, достигая протяженности в несколько сотен км.
Высота положения и интенсивность фронтального струйного течения зависит от
вида и интенсивности фронта, с которым оно связано.
69
В зонах теплых фронтов струйные течения в пограничном слое (в нижнем 1000 м
слое) чаще всего наблюдаются впереди фронта на расстоянии до 150-200 км от
линии фронта у поверхности земли на высотах от 300 до 1000 м; с приближением
теплого фронта к пункту наблюдения высота положения оси струи снижается.
В зонах холодных фронтов струйные течения нижних уровней могут наблюдаться
на тех же высотах, что и в случае теплого фронта, но они встречаются как перед
холодным фронтом, так и в его тылу. Образование струйных течений вблизи
холодных фронтов происходит реже, чем вблизи теплых. В районах со сложной
орографией и смешанным ландшафтом струйные течения в нижнем слое могут
быть связаны с фёновыми явлениями, ветрами типа боры, бризовой
циркуляцией и т.п.
К орографическим струйным течениям относятся течения, связанные с
формированием горно-долинных ветров и другими местными циркуляциями.
Высота таких течений над землей составляет около 100-200 м, а наибольшая
скорость – около 10 м/с. С эффектом орографии связаны смешанные типы
струйного течения, возникающие при приближении фронтов к горным массивам.
Скорость ветра в таких смешанных фронтально-орографических струйных
течениях может достигать очень больших значений (> 30 м/с).
Сложность пилотирования при пересечении струйных течений нижних уровней
обусловлена тем, что при заходе на посадку или взлете будет происходить резкое
изменение скорости встречного ветра.
Кроме того, «мезоструи» могут наблюдаться в условиях низкой облачности,
осадков, ухудшенной видимости и тумана, что осложняет пилотирование в этих
условиях.
5) Влияние орографии и подстилающей поверхности.
При одинаковых метеорологических условиях сдвиги ветра больше в условиях
пересеченной местности, чем над равниной. При обтекании горы воздушным
потоком, имеющим скорость 50 км/ч и более и при направлении ветра,
перпендикулярном линии горного хребта (или при отклонении до 50°),
на наветренной стороне (перед горой) формируется восходящий поток,
увеличиваются горизонтальные и вертикальные сдвиги ветра и турбулентность.
Над вершиной горы линии тока сгущаются, скорость ветра и вертикальные сдвиги
возрастают.
Рис. 28: Вихреобразование при срыве воздушного потока с кромки горного хребта
70
По вертикали деформация воздушного потока может быть в 2-5 раз больше
высоты препятствия. На подветренной стороне воздушный поток испытывает
наибольшую деформацию – здесь встречаются самые сильные сдвиги ветра и
турбулентность, причем размеры (протяженность по горизонтали) возмущенной
зоны могут во много раз превышать протяженность самого препятствия.
Рис. 29: Зона сильной болтанки на подветренной стороне горного хребта
Особую опасность для ВС в этой зоне представляют возникающие «роторные»
вихри с горизонтальной осью, имеющие радиус 100 м и более, в которых могут
отмечаться чрезвычайно сильные (более 10 м/с) вертикальные потоки и
отдельные порывы. При большой влажности воздуха на подветренной стороне
развиваются отдельные формы облаков, являющиеся лучшим средством
предупреждения пилота о встрече с большими сдвигами ветра и
турбулентностью. К таким облакам можно отнести: шапкообразные, вихревые,
линзообразные (чечевичнообразные) и перламутровые облака.
Рис. 30: Роторы на подветренной стороне гор
При значительных скоростях ветра у земли (≥ 15 м/с) даже на равнинных
аэродромах могут возникать существенные сдвиги ветра и турбулентность в
приземном слое, вызываемые мелкими неровностями рельефа (овраги, склоны,
небольшие холмы), а также крупными строениями вблизи ВПП (ангары, высокие
здания, мачты, трубы и т.п.).
Горизонтальные сдвиги ветра и турбулентность при больших скоростях ветра
могут возникать на границе резкого изменения шероховатости подстилающей
поверхности, например, при переходе от водной поверхности к суше, от леса к
полю и т.п.
71
6) Суточные и сезонные изменения ветра.
В условиях, близких к неустойчивости (день, лето) скорость ветра до высоты
30-40 м от земли резко увеличивается, и сдвиги ветра резко возрастают,
выше 50 м профиль ветра обычно сглажен и сдвиги ветра меньше.
В условиях устойчивости, особенно при инверсии (ночь, зима) в нижнем слое
30-40 м профиль ветра слабо выражен, скорость незначительна, выше 50 м может
наблюдаться резкое увеличение скорости ветра с высотой и изменение его
направления, и возрастание сдвигов ветра. Поэтому при учете вклада суточного и
годового хода ветра для оценки возможных сдвигов ветра следует уделять особое
внимание случаям, при которых формирующиеся за счет нестационарных
процессов сдвиги ветра (на фронтах, у грозовых очагов и т.п.) дополнительно
усиливаются за счет указанного суточного и годового хода.
6.6 Явления, ухудшающие видимость.
I. Туманы, дымки.
Скопление взвешенных в воздухе капель воды, ледяных кристаллов или их смеси
вблизи земной поверхности, ухудшающих горизонтальную видимость менее 1 км,
называется туманом. Если видимость колеблется от 1 до 10 км, явление носит
название дымки. По своей физической природе туман подобен облаку, и нередко
одно явление переходит в другое. При температуре до – 20°С преобладают
капельно-жидкие туманы, при более низких температурах – туманы ледяные.
Туманы делятся на внутримассовые и фронтальные.
Внутримассовые – в этой группе туманов в зависимости от процесса,
приведшего к насыщению водяного пара, выделяют:
1) Туманы охлаждения – образуются, когда приземный слой воздуха охлаждается
до точки росы, а затем и ниже, и дальнейшее охлаждение приводит к конденсации
водяного пара. Однако охлаждение воздуха может происходить при различных
процессах. Поэтому туманы охлаждения бывают:
а) Радиационные туманы – возникают в ясные, тихие ночи при отдаче тепла
подстилающей поверхностью и охлаждению ее и прилегающих к ней слоев
воздуха. Толщина тумана колеблется от нескольких метров до нескольких
десятков метров, иногда до 100-200 м. Наиболее низкая температура бывает у
земли, поэтому здесь наибольшая плотность тумана, хуже видимость в нем.
Эти туманы образуются в холодную половину года в барических гребнях и
центральных частях антициклонов. Радиационные туманы непродолжительны.
По мере прогревания земной поверхности, усиления ветра и турбулентности они
рассеиваются, иногда приподнимаются, образуя разорвано-слоистые облака.
На аэродромах, расположенных вблизи крупных промышленных центров,
радиационные туманы более вероятны, т.к. при сгорании топлива в атмосферу
дополнительно выбрасывается много водяного пара и ядер конденсации, что в
совокупности создает благоприятные условия возникновения тумана.
72
б) Адвективные туманы – образуются в теплом и влажном воздухе,
перемещающемся над холодной поверхностью, в теплых секторах циклонов,
на западных и северных окраинах антициклонов. Являются самыми опасными для
авиации, т.к. имеют большую вертикальную мощность. Эти туманы возникают
в любое время суток, при скоростях ветра 3-7 м/с, иногда 15-18 м/с, занимают
большие площади. Смещаясь с большой скоростью, могут быстро на большой
территории закрывать аэродромы и удерживаться длительное время (иногда до
нескольких суток). Образование тумана начинается у земли, затем он
распространяется до верхней границы инверсии (иногда 1,5-2 км).
в) Адвективно-радиационные туманы – образуются при совместном действии
адвекции (теплый воздух перемещается на холодную подстилающую
поверхность) и радиационного охлаждения. Они также устойчивы, занимают
большие площади. Эти туманы наблюдаются в осенне-зимний период в Западной
Европе, а также на Европейской территории РФ и СНГ.
г) Туманы склонов – часто образуются вследствие охлаждения воздуха,
поднимающегося по склонам гор. Наиболее благоприятные условия для
возникновения такого тумана создаются тогда, когда воздух насыщается за счет
выпадающего дождя. Туманы склонов возникают в районах Средней Азии,
Южного Казахстана, Северного Кавказа. По ведущему потоку зона тумана может
переместиться к близко расположенному аэродрому и закрыть его.
2) Туманы испарения – возникают вследствие притока водяного пара с теплой
водной поверхности в охлажденный воздух. Так возникает туман зимой над
Балтийским и Черными морями, на Крайнем Севере территории РФ, на р. Ангаре.
Как правило, туманы испарений образуются в тех случаях, когда температура
воды выше температуры воздуха на 8-10° и больше. К ним можно отнести:
туманы парения водоемов, туманы смешения (береговые), водяная пыль морского
прибоя, водопадов, крупных гидроэлектростанций и т.д.
Фронтальные – эти туманы связаны с атмосферными фронтами, разделяющими
теплые и холодные ВМ. Наиболее часто они возникают на теплом фронте в клину
холодного воздуха, находящегося в передней части, в зоне выпадающих слабых
осадков. Причиной образования этого тумана является понижение давления перед
теплым фронтом. Оно приводит к адиабатическому расширению приземного
воздуха и его охлаждению. Водяной пар, находящийся в воздухе в состоянии,
близком к насыщению (вследствие испарения выпадающих осадков), при
охлаждении воздуха до точки росы конденсируется. Результатом конденсации
является фронтальный туман, имеющий ширину до 200 км и сливающийся
с фронтальной облачностью.
73
II. Пыльные/песчаные бури.
Явление переноса с сильным ветром большого количества песка или пыли, что
замутняет атмосферу и резко ухудшает видимость, называется
пыльной/песчаной бурей. Горизонтальная протяженность пыльных/песчаных
бурь – от сотен м до тысячи км и более, вертикальная – от нескольких м до
нескольких км. Различают:
а) Фронтальная пыльная буря – вытягивается вдоль фронта на сотни км и имеет
ширину до 200 км. При сильном ветре за фронтом она ослабевает не сразу.
Вертикальная протяженность пыльных бурь 4-5 км. Наблюдается в любое время
суток, года, продолжается несколько часов. При перемещении фронта пыль
оседает не сразу, поэтому создается зона медленно ослабевающей мглы
(содержание в атмосфере твердых частиц пыли, ухудшающих видимость).
Мгла может переноситься ветром на большие расстояния и называется
адвективной мглой. Горизонтальная видимость при пыльной буре колеблется
менее 1000 м до 3-4 км, при мгле – менее 1000 м до 10 км.
б) Пыльные бури штормовых зон – связаны с большими горизонтальными
градиентами давления. Такие штормовые зоны образуются в областях резкого
падения или роста давления, граничащих с областями, где оно меняется мало.
Эти зоны отмечаются в восточной части резко усиливающегося антициклона,
на южной и юго-западной окраине малоподвижного антициклона, а также в тылу
быстродвижущихся циклонов.
в) Пыльный поземок – явление переноса песка или пыли в слое не более 2 м
над поверхностью земли. Горизонтальная видимость от 3-4 км до 20 км.
Чаще всего пыльные/песчаные бури наблюдаются в южных степях и пустынях
Казахстана и Средней Азии, в Поволжье, на Украине и в некоторых районах
Дальнего востока. Высота слоя запыленности атмосферы по вертикали колеблется
от 1-2 м (это пыльные или песчаные поземки) до 6-7 км. Так называемые
«Черные бури», возникающие на Украине, могут перемещаться до Румынии и
Польши. Над районами Аравийского полуострова, Центральной и Северной
Африки наблюдаются сильные пыльные бури, имеющие названия «Хамсин»,
«Хабуб», «Симун» и «Харматан» в Южной Сахаре.
В районы Узбекистана пыльная мгла приходит из китайской провинции Синцзян.
Для Средней Азии и Афганистана характерным ветром, приносящим пыльную
бурю, является Афганец. В районах Центральной Азии, Гоби пыльные/песчаные
бури носят название «Карабуран». Кроме широкой зоны пыльной/песчаной бури,
можно встретить вращающийся пыльный вихрь высотой от 50-90 до 300 м,
возникающий в послеполуденные часы в тихую и жаркую погоду при ясном небе.
74
В юго-западной части США его называют «Танцующим чертом»,
в Индии – просто «Чертом», в Южной Африке – «Чертом пустыни»,
в Калифорнийской долине смерти – «Пылевым чудовищем».
При встрече с пыльной/песчаной бурей на маршруте экипаж обязан обходить ее
визуально или проходить над ней. При заходе на посадку и посадке в условиях
пыльной/песчаной бури следует помнить, что буря сопровождается сильной
болтанкой.
III. Городской дым.
Сложные условия для посадки создает городской дым. При сильном
выхолаживании в умеренной ВМ на небольшой высоте (50-100 м) имеется
инверсия температуры, являющаяся задерживающим слоем, под которым
скапливается пелена дыма. Толщина слоя дыма несколько десятков м. При полете
выше слоя дыма земля хорошо видна и при этом тем лучше и дальше, чем выше
находится ВС над слоем дыма. При заходе на посадку самолет снижается вдоль
слоя дыма, поэтому видимость резко ухудшается, и пилот обнаруживает
посадочную полосу после выхода самолета под слой дыма, т.е. на малой высоте
и небольшом удалении от ВПП.
IV. Метели
Перенос снега вдоль земной поверхности сильным ветром называется метелью.
Различают 3 вида метели:
а) Общая метель – снегопад сопровождается переносом снега, поднятого
с поверхности снежного покрова при сильном ветре. Наблюдается при
прохождении фронтов: перед теплыми, теплыми фронтами окклюзий после
морозной погоды при наличии снежного покрова в центральной и передней
частях циклонов, на южной окраине блокирующего антициклона.
Ухудшение видимости при общей метели зависит от интенсивности снегопада
и скорости ветра.
б) Низовая метель – перенос снега, поднятого с поверхности снежного покрова до
высоты нескольких м при отсутствии снегопада при сильном ветре. Она резко
ухудшает видимость в приземном слое, а также создает неровности залегания
снега на ВПП. Отмечается в тылу циклона.
в) Снежный поземок – перенос снега вдоль поверхности снежного покрова до
высоты 2 м при ветре 6 м/с и более. Так же, как и низовая метель отмечается
в тылу циклона.
75
6.7 Вулканы.
Действующие вулканы испускают в атмосферу несколько видов дыма и облаков.
Малоподвижный дым – формирует беловатые облака, состоящие из водяного пара
и газов, а также небольшого количества (или без) твердых каменистых частиц.
Эти облака редко поднимаются выше 6 км и в основном разносятся в радиусе
нескольких км от вулкана и не представляют собой угрозы для авиационной
безопасности.
Извергающийся столб – темного цвета столбики пепла и газа, которые быстро
поднимаются из вулканического кратера во время извержения. В течение
нескольких минут извергающийся столб с высокой концентрацией пепла и газа
может подняться до 30 км и более. Влияние этого столба сказывается на
площадях, расположенных даже в нескольких десятках км от вулканического
кратера.
Дрейфующие облака вулканического пепла – состоят из мелко раздробленных
каменистых фрагментов и газа, разносятся струйными течениями на сотни, а
возможно, и тысячи км от вулкана. Большие облака вулканического пепла
проникают в стратосферу и циркулируют вокруг земного шара в пределах от
нескольких дней до нескольких недель. Дрейфующие облака вулканического
пепла представляют большую опасность для авиации, поскольку радаром
самолета не обнаруживаются, а по внешним метеорологическим признакам их
определить сложно, особенно они опасны в темное время суток.
Вулканический пепел отрицательно влияет на работу двигателей, лопасти
двигателя деформируются, и они выходят из строя.
Рис. 31: Вулкан
76
Для обнаружения облаков вулканического пепла экипажу рекомендуется
использовать информацию обсерваторий, наблюдающих за вулканической
деятельностью, донесения с борта и спутниковые снимки.
Признаки при случайном попадании ВС в облака вулканического происхождения
следующие: появление в кабине дыма или мелкой пыли, появление запаха,
похожего на сгоревшую электроизоляцию, снижение воздушной скорости,
срабатывание пожарной сигнализации в грузовом отсеке (действие
вулканического пепла на дымосигнализаторы), статические разряды вокруг
лобового стекла, многочисленные признаки нарушения нормальной работы
двигателя.
При попадании в облака вулканического пепла экипажу необходимо
незамедлительно вывести ВС из этих облаков, т.е. произвести разворот на 180°.
Ни в коем случае не пытаться выходить с набором высоты, т.к. не возможно знать
вертикальной протяженности этого облака.
77
6.8 Торнадо.
Торнадо – это тот же самый смерч, но гораздо больших размеров. Так же как и
у смерча особенностью этого вихря является быстрое спиралеобразное движение
воздуха вокруг почти вертикальной оси. По характеру разрушения скорость этого
движения в интенсивных торнадо достигает 250 м/с, вертикальная составляющая
скорости может быть 70-90 м/с. Вследствие этого внутри вихря давление падает
на несколько десятков мБар (иногда 200 мБар). Торнадо захватывает большие
территории. Вращение ветра в торнадо обычно циклоническое, но наблюдалось
и антициклоническое, хотя давление в этом вихре всегда понижено.
Торнадо обычно возникает в передней части грозового облака. Сначала из облака
начинает опускаться серо-голубая воронка в виде хобота. Когда она приближается
к поверхности земли или моря, навстречу ей поднимается столб пыли, песка
или воды. Средняя скорость перемещения 30-40 км/ч. Продолжительность
торнадо сравнительно небольшая (от нескольких минут до нескольких часов).
Однако за время своего существования торнадо могут пройти несколько
десятков км, вызывая разрушения взрывного характера и даже человеческие
жертвы. В Европе торнадо проходят поодиночке и наблюдаются сравнительно
редко. В США торнадо отмечаются круглый год (максимум повторяемости в Мае)
и обладают исключительно разрушительной силой. При обнаружении в полете
торнадо необходимо обходить его визуально, не менее 30 км от видимых боковых
границ.
Рис. 32: Торнадо
78
Тема№7: «Особенности метеорологических условий в верхней тропосфере и
нижней стратосфере»
7.1 Условия полетов в зоне тропопаузы.
Тропопауза – является мощным задерживающим слоем, отделяющим
тропосферу от стратосферы. Слой тропопаузы имеет толщину от нескольких
сот м до 1-3 км. Под тропопаузой понижение температуры с высотой замедляется,
а в самой тропопаузе сменяется инверсией, изотермией или незначительным
падением температуры с высотой. Эти слои являются задерживающими, т.к.
препятствуют развитию вертикальных токов, гасят турбулентность, задерживают
проникновение водяного пара, пыли, облачных элементов в вышележащие слои.
Вследствие этого под ней возникает дымка, ухудшается видимость.
Тропопауза тормозит рост облаков вертикального развития, поэтому под ней
наблюдаются вершины кучево-дождевых облаков. Под тропопаузой
располагаются и облака верхнего яруса. Почти 80 % облаков верхнего яруса
связано с атмосферными фронтами, причем чаще всего они образуются на теплом
фронте. Средняя вертикальная протяженность фронтальных облаков верхнего
яруса 2,3-2,5 км, внутримассовых – 1 км. Метеорологические условия полетов в
облаках верхнего яруса зависят от их формы: в перисто-слоистых облаках полет
происходит более спокойно, чем в перисто-кучевых. Видимость изменяется от
нескольких десятков м до нескольких км. В перисто-слоистых она лучше, чем в
перистых и перисто-кучевых облаках. Обледенение ВС в облаках верхнего яруса
бывает редко, т.к. они состоят из ледяных кристаллов. При длительном полете в
облаках верхнего яруса может возникнуть статическая электризация самолета
(вызывается электризация трением кристаллов льда о поверхность самолета, и
самолет получает отрицательный заряд. Она может нарушить работу радиосвязи и
радиокомпаса). В облаках, особенно связанными со струйными течениями, может
наблюдаться болтанка, которая в большинстве случаев бывает слабая и лишь
изредка сильная. В местах, где под тропопаузой наблюдаются вершины
кучево-дождевых облаков, создаются сложные условия для полета. Эти облака
имеют большую плотность, неоднородное строение, значительную водность,
в них содержатся ледяные кристаллы и переохлажденные капли. При таких
условиях возможны интенсивное обледенение, сильная болтанка, электризация
самолета, в отдельных случаях – осадки (крупа, мелкий град), не исключены
электрические разряды. Опасность полетов в этих облаках повышена из-за того,
что они часто закрыты облаками верхнего яруса, и попасть в них можно
неожиданно. Под тропопаузой за самолетом нередко образуются
конденсационные следы. Они возникают за счет конденсации водяного пара,
выделяющегося при сгорании топлива и быстрого превращения капель воды в
кристаллы льда. По своей структуре они напоминают перистые, перисто-кучевые,
а при растекании – перисто-слоистые облака.
79
Для оценки условий полета следует знать данные о высоте тропопаузы.
Высота тропопаузы может быть от 6 до 12 км в северных и умеренных широтах,
от 8 до 15 км в южных и от 14 до 19 км над экватором. Вблизи φ = 30-40° с.ш.
и ю.ш. тропопауза имеет разрыв – это обусловлено перемещением и сближением
холодного воздуха умеренных широт и теплого воздуха тропической зоны,
имеющих свои тропопаузы. Изменение высоты тропопаузы зависит от сезона
года и синоптических условий. Над холодными циклонами она понижается,
над теплыми антициклонами повышается. При приближении теплого фронта
тропопауза повышается, достигая максимальной высоты после его прохождения.
Для холодного фронта наоборот. На участке маршрута полета, где тропопауза
имеет большой наклон (более 1/300), можно встретить болтанку любой
интенсивности от умеренной до сильной. Угол наклона тропопаузы –
вычисляется путем деления разности между высотами тропопаузы в двух
соседних пунктах на расстояние между ними, выраженное в км.
7.2 Струйные течения и условия полетов в их зонах.
Струйное течение – это перенос воздуха в виде узкого течения с большими
скоростями в верхней тропосфере и нижней стратосфере с осью вблизи
тропопаузы. Струйное течение напоминает сильно сплюснутую трубу гигантских
размеров, высота которой 1-5 км, ширина 500-1000 км и длина несколько
тысяч км. Иногда струйные течения огибают весь земной шар.
Границей струйного течения считается скорость ветра 150 км/ч. Наибольшие
скорости наблюдаются в центральной части струйного течения – сердцевине.
Линия максимального ветра внутри сердцевины – ось струйного течения.
Рис. 33: Положение струйного течения относительно атмосферных фронтов
80
Ось струйного течения обычно лежит на 1-2 км ниже тропопаузы.
Вдоль оси струйного течения скорость ветра неодинакова на всем протяжении.
Выделяются подвижные максимумы скорости, перемещающиеся вдоль оси
струйного течения и претерпевающие эволюцию: они то возникают и
усиливаются, то ослабевают и исчезают. Струйные течения образуются в зонах
наибольшего сближения теплых и холодных ВМ, где создаются значительные
горизонтальные градиенты давления и температуры. Поэтому они всегда связаны
с высотными фронтальными зонами. Ось струйного течения по отношению к
приземному холодному фронту располагается позади линии фронта на
расстоянии 100-300 км и впереди линии теплого фронта на 400-500 км.
Они видоизменяются и смещаются вместе с фронтом. Над территорией РФ и СНГ
скорости ветра в струйных течениях достигают 100-200 км/ч, а иногда 250 км/ч,
над Северной Атлантикой и Западной Европой 300-400 км/ч, над Америкой
до 500 км/ч, над Японией около 700 км/ч. Струйные течения направлены с запада
на восток, иногда отклоняются к северу или югу. Они наиболее активны в
холодную половину года, т.к. наибольшие контрасты температур в зонах
атмосферных фронтов наблюдаются в этот период. В теплый период
температурные контрасты во фронтальных зонах уменьшаются, и струйные
течения ослабевают. Различают тропосферные и стратосферные струйные
течения.
Тропосферные струйные течения делятся на:
1) Внетропическое струйное течение – изменяет свое положение в зависимости
от изменения атмосферного фронта. Ось его расположена в теплом воздухе, чаще
всего на 1-2 км ниже тропопаузы. Ширина струи 700-1300 км, мощность 6-10 км,
горизонтальная протяженность – несколько тысяч км. Над территорией РФ и СНГ
обычно наблюдается в холодное время года (с Октября по Март) над Западной
Сибирью, Средней Азией и Дальним Востоком. Максимальные скорости в этих
струйных течениях до 300 км/ч.
2) Субтропическое струйное течение – зимой наблюдается в зоне φ = 25-35° с.ш.,
летом в зоне φ = 35-45° с.ш. Ось струи находится под тропопаузой на высоте
около 12 км. Эти струйные течения более интенсивны и устойчивы по сравнению
с внетропическими. Их ширина около 1500 км, мощность 8-12 км, максимальные
скорости до 750 км/ч.
3) Экваториальное струйное течение – имеет восточное направление,
наблюдается в экваториальной области на высотах более 20 км.
Стратосферные струйные течения – наблюдаются на всех широтах, их ось
расположена выше тропопаузы. Возникают обычно зимой на краю полярной
ночи, скорость не превышает 200 км/ч.
81
Если смотреть вдоль струйного течения, то левая сторона струйного течения
называется циклонической (холодной), правая – антициклонической (теплой).
В области струи, главным образом на ее периферии, наблюдаются очаги
турбулентности, вызывающие болтанку самолетов. Причиной возникновения
очагов турбулентности является сильное трение струйного ветрового потока об
окружающий более спокойный воздух. Наиболее интенсивные турбулентные
очаги наблюдаются в левой стороне и нижней части струйного
течения (около 70 % случаев болтанки). Наиболее благоприятные условия для
полетов отмечаются вдоль оси или в правой стороне (около 30 % случаев
болтанки). В зоне струйного течения сильная болтанка иногда бывает при
ясном небе. В областях расходимости и сходимости воздушных течений болтанка
при ясном небе бывает особенно интенсивной. В полете струйное течение
обнаруживается: по облачным полосам; по изменению угла сноса самолета
и температуры воздуха при горизонтальном полете.
Если наблюдается сильный левый снос самолета и происходит быстрое
повышение температуры воздуха на 2-3° на 100 км, то самолет входит в струйное
течение с левой циклонической стороны. При входе самолета в струйное течение
с правой стороны будет правый снос и медленное понижение температуры
на 1-2° на 100 км. При горизонтальном полете вдоль оси струи температура
остается без изменения, только путевая скорость увеличивается при попутном
ветре или уменьшается при встречном.
Рис. 34: Примеры изменения угла сноса (УС) и температуры t
при пересечении струйного течения (вид в плане)
При полете в струйном течении на высотах, близких к потолку, уклонение
самолета в сторону области с повышенной температурой может быть опасным,
т.к. возможен выход самолета в область со значительными положительными
отклонениями температуры от стандартной. Самолет может оказаться на высоте,
где его устойчивость нарушается, он может непроизвольно терять высоту
(проваливаться). Если при этом в атмосфере наблюдаются вертикальные
пульсации ветра, самолет может выйти на критические углы атаки и срывные
режимы. При встрече зоны с интенсивной болтанкой пилот должен принять все
меры безопасности, в том числе изменить высоту полета, соблюдая
требования РПП и РЛЭ ВС.
82
7.3 Условия полетов в стратосфере.
Стратосфера – начинается от тропопаузы и простирается до высоты 50-55 км,
где располагается стратопауза. По характеру изменения температуры с высотой
стратосферу можно разделить на две части – нижнюю и верхнюю. В нижней
стратосфере (до высоты 21-25 км) наблюдается изотермия. Этот слой называется
изосферой, по данным стандартной атмосферы здесь температура равна – 56,5°С.
Выше отмечается инверсия температуры, и на верхней границе стратосферы
температура равна – 2,5°С. Повышение температуры в стратосфере обусловлено
поглощением ультрафиолетовой солнечной радиации озоном и инфракрасной
солнечной радиации водяным паром, при этом вклад озона в 4 раза превышает
вклад водяного пара. Давление и плотность воздуха в стратосфере падают
с высотой. В высоких широтах и на экваторе эти изменения неодинаковы.
В нижней стратосфере в средних широтах во все сезоны года преобладает
западный ветер, к югу от тропика – восточный. Летом на высотах более 20 км
устанавливается восточный (в северном полушарии) перенос воздуха.
Это явление называется стратосферным обращением ветра. Максимум скорости
отмечается в зоне φ = 50-60° с.ш., причем на высотах 55-60 км, средняя скорость
ветра достигает 100 м/с. В экваториальной зоне почти во всей стратосфере
круглый год преобладают восточные ветры; их средние скорости на уровне 30 км
превышают 30 м/с. Влажность воздуха в нижней стратосфере мала, облака в
основном перламутровые. Они образуются на высотах 20-30 км над подветренной
стороной горных хребтов. Перламутровые облака формируются только зимой в
южных и юго-восточных частях глубоких циклонов, когда от уровня трения до
больших высот наблюдается усиливающийся с высотой западный и
юго-западный ветер. В слоях образования облаков скорость ветра
достигает 100 км/ч, а температура воздуха – 83°С. Облака состоят из мелких
однородных капель и кристаллов льда. Их радужная окраска объясняется
дифракцией света на облачных частицах. Дальность видимости в стратосфере
определяется в основном концентрацией частиц пыли, поступающих
«сверху» – из межпланетного пространства, и «снизу» – из нижележащих слоев
атмосферы. Во время стратосферных полетов пилоты иногда встречаются
с трудно различимыми с земли пылевыми облаками. Их вертикальная
протяженность небольшая – несколько десятков или сотен м. На стратосферу
приходится около 20 % всей массы атмосферы. По составу основных
компонентов стратосфера представляет собой смесь газов, аналогичной
тропосфере. Особого внимания заслуживает озон, играющий важную роль
в термическом режиме стратосферы. Образуясь в основном выше 25 км в
результате фотохимических процессов, озон переносится в нижние слои
стратосферы и в тропосферу. Общее его количество изменяется по сезонам и
широте. Максимум озона наблюдается весной, минимум – осенью, причем
годовая амплитуда особенно велика в высоких широтах. Максимум плотности
озона располагается между 20 и 30 км. Слой атмосферы с максимальным
содержанием озона расположен на высоте изопаузы (границей между нижней и
верхней стратосферой)
83
Тема№8: «Метеорологическое обеспечение полетов»
Экипажи воздушных судов авиакомпаний всего мира обеспечиваются
метеорологической информацией в соответствии с требованиями
Приложения № 3 ICAO: «Метеорологическое обеспечение международной
аэронавигации». В зависимости от вида и продолжительности полета,
метеорологическая информация предоставляется экипажам воздушных судов
в форме полетной документации и/или в устной форме; эта информация
помещается также на специальных витринах или стендах, устанавливаемых
в помещениях, где проводятся предполетная штурманская и метеорологическая
подготовка экипажей. В процессе предполетной подготовки метеорологический
орган представляет экипажу ВС последнюю полученную информацию:
- регулярных и выборочных специальных сводок METAR; прогнозов погоды
по аэродромам вылета, посадки и запасным аэродромам TAF;
- предупреждений по аэродрому вылета, маршрутам и районам полетной
информации SIGMET/AIRMET;
- донесений с борта воздушных судов включая AIREP;
- текущих и прогностических карт особых явлений погоды Significant Weather
с данными о ветре и температуре воздуха на высотах, высоте тропопаузы,
струйных течениях Winds/Temperatures;
- метеорологического радиолокатора;
- с метеорологических спутников Земли.
Метеорологическое обеспечение полетов осуществляется в зависимости
от вида полетов: полет с особенностями воздушной трассы или полет
внетрассовый; полет для выполнения авиационных работ; полет в особых
условиях и т.п. Однако при любых полетах командование, летный состав,
работники службы движения должны быть обеспечены метеоинформацией,
необходимой для организации, планирования и выполнения полетов.
Большое значение для безопасности полетов в метеорологическом отношении
имеет штормовое предупреждение – информация об ожидаемом
(прогнозируемом) возникновении (усилении) опасного метеорологического
явления.
84
8.1 Международный код METAR.
METAR (Meteorological aviation routine weather report) – этот код предназначен
для передачи регулярных и специальных сводок фактической погоды по
аэродрому за его пределы. Используется, если нужно узнать погоду на
аэродромах назначения и запасных при принятии решения по 1-му варианту.
Тип сообщения Регулярные и специальные донесения о фактической погоде на аэродроме
составляются в кодовой форме METAR.
Первые две буквы - отличительные буквы блока фактической погоды:
SA - Summary Actual - регулярная сводка, выпускается через каждые 30 минут;
SP - SPECI - специальная сводка, выпускается в любой момент времени, когда
погода на аэродроме резко меняется. Если ухудшается - выпускают сразу.
Если улучшается - ждут 10 минут, затем выпускают.
Пример: SPEH 41 SAHE 35
Индекс аэродрома Индекс аэропорта согласно ИКАО. Состоит из 4-х буквенных символов.
Пример: KJFK
Дата/время Фактическое время донесения. YY - число месяца; GG - часы; gg - минуты.
Для обозначения времени и даты используют UTC, поэтому группа заканчивается
на Z (Zulu-time).
Пример: 251456Z
Вид сообщения Необязательная группа. AUTO - означает, что сообщение полностью
автоматизированное, без участия человека (AUTOmated).
85
Ветер Здесь:
- ddd - 3 цифры - истинное направление ветра (откуда дует), кодируется
с округлением до ближайшего десятка градусов;
- ff(f) - 2 или 3 цифры - скорость в целых узлах.
Если необходимо указать, что ветер является порывистым - используется
G (Gust) с указанием максимальной скорости порыва fmfm(fm).
KMH, KT, MPS - стандартные сокращения ИКАО для обозначения единиц
измерения скорости ветра, соответственно: км/ч, узлов, м/с.
В случае, когда ветер неустойчивый:
- если направление ветра меняется на 60° и более, а его скорость более 6-ти
узлов, используется V (Variable - переменный) с указанием границ диапазона
изменения ветра.
- если направление ветра меняется, а его скорость не больше 6-ти узлов,
используется VRB (VaRiaBle - неустойчивый) с указанием скорости ветра.
Штиль обозначается 00000KT.
Пример: 180V260 VRB05KT VRB03MPS VRB06KMH
Горизонтальная видимость VVVV - минимальная видимость в метрах.
Видимость до 500 м округляется до ближайших 50 м;
от 500 до 5000 м округляется до ближайших 100 м;
от 5000 до 9999 м округляется до ближайших 1000 м;
10 км и более кодируется 9999.
Dv - направление по 8-ми румбам компаса. Указывается, когда минимальная
видимость существенно различается по направлениям.
VxVxVxVxDv - группа включается в сводку, когда:
минимальная видимость < 1500 м, и
максимальная видимость > 5000 м.
На месте VxVxVxVx сообщается максимальная видимость.
CAVOK - кодовое слово, включается в сводку вместо вышеуказанных групп,
если одновременно наблюдаются следующие условия:
- горизонтальная видимость у поверхности земли 10 км или более;
- нет облаков ниже 1500 м (5000 футов) или ниже верхнего предела минимальной
высоты в секторе (в зависимости от того, что больше) и отсутствуют
кучево-дождевые облака;
- нет особых явлений погоды.
Пример: 1300 1100N 0900SW 5000NE
86
Дальность видимости на ВПП 10-ти минутная оценка диапазона видимости на ВПП
(Runway Visual Range - RVR).
Здесь:
- R - отличительный признак группы;
- DRDR - 2 цифры - номер ВПП. Когда необходимо, уточняется:
L (Left - левая),
LL (Left Left - левее левой),
C (Center - центральная),
R (Right - правая);
RR (Right Right - правее правой).
- VRVRVRVR - 4 цифры - значение RVR. Измеряется в метрах, если RVR
находится в пределах разрешающей способности датчика.
Пример: R13R/1200U
В противном случае, значение RVR предваряется буквами:
M (Minus) - меньше нижнего предела (менее 50 м);
P (Plus) - больше верхнего предела (более 1500 м).
Пример: M0050 P1500
Если в течение 10-минутной оценки RVR изменялась, указывается
V (Variable), пределы ее изменения и тенденция:
D (Down - уменьшается)
U (Up - увеличивается)
N (No change - без изменений).
Если видимость на полосе колеблется в каких-либо пределах, то вводится группа
RDRDR/VRVRVRVRVVRVRVRVRI.
Пример: R06L/1200V1600N
Донесение может содержать до 4-х групп RVR (по количеству рабочих полос).
87
Явления погоды В донесении указываются явления погоды (кроме тумана, дыма и пр.),
зафиксированные метеостанциями. Явления типа литометеоров и гидрометеоров
сообщаются, если видимость < 7 статутных милей. VA (Volcanic Ash вулканический пепел) сообщается при любой видимости.
Донесение может содержать до 3-х групп включительно, причем явления погоды
типа осадков сообщаются отдельной группой.
Явления погоды сообщаются в порядке уменьшения их значимости.
2 символа (аббревиатура английских названий) - дескриптор - характеристика
явления погоды, следующие 2 символа - вид явления погоды (дождь, снег и пр.)
Кроме того, имеется показатель интенсивности или удаленности:
«-» - слабое;
«+» - сильное;
без знака - умеренное.
«VC» (ViCinty - в окрестностях) - погода в окрестностях аэродрома, в пределах
8 км от периметра аэродрома (а не от центра!).
Пример: RASN DRSA BLDU VCTS TSRA +TSRA
Облачность Дается количественная оценка облачности, тип облаков и их высота.
* Высота нижней границы облачности - hshshs - указывается 3-мя цифрами кода
в сотнях футов.
* Наличие облаков типа кучево-дождевых CB (Cumulonombus) и
мощно-кучевых TCU (Towering CUmulus) в сообщении оговаривается особо
с указанием высоты их расположения.
* Когда границу облачности определить невозможно (например, из-за густого
тумана), в сообщение включается VV (Vertical Visibility) - вертикальная
видимость, указываемая 3-мя цифрами кода в сотнях футов.
* Количественная оценка облачности - NsNsNs - производится в октах
(eighths – octas), указывающих, какая площадь неба покрыта облаками:
SKC SKy Clear
небо ясное
0/8
FEW
FEW
незначительная > 1/8-2/8
SCT SCaTtered
рассеянная
3/8-4/8
BKN
BroKeN
значительная
5/8-7/8
OVC OVerCast
сплошная
8/8
Используется также сокращение:
NSC (No Significant Cloud - без существенной облачности).
Пример: BKN030 FEW015TCU VV004
88
Температура/точка росы Температура воздуха и точка росы сообщаются 2-мя цифрами кода в целых
градусах Цельсия с округлением до ближайшего целого числа.
Отрицательные температуры предваряются буквой М (Minus - минус).
Пример: 17/13 10/M06
Давление Атмосферное давление, приведенное к уровню моря (QNH), передается 4-мя
цифрами кода. Измеряется в целых гектопаскалях (или миллибарах).
Q - идентификатор группы.
Если QNH передается в дюймах ртутного столба (первые 2 цифры - целые
дюймы, следующие 2 - десятые и сотые), группа начинается
с букы А (Altimeter-setting - высотомер) - идентификатора группы.
Пример: Q0994 A2990
Явления предшествующей погоды Здесь:
- RE - REcent - буквенный указатель недавних явлений погоды;
- w'w' - явления предшествующей погоды;
Если за 1 час до срока наблюдения были сложные метеорологические условия, то
их покажут.
Пример: RESS REFZDZ
89
Сдвиг ветра в нижних слоях Здесь:
- WS - Wind Shear - идентификатор сдвига ветра;
- TKOF - TaKe OFf - на взлете;
- LDG - LanDinG - при заходе на посадку;
- RWY - RunWaY - взлетно-посадочная полоса;
Когда необходимо, уточняется:
L (Left - левая), C (Center - центральная), R (Right - правая).
- DRDR - 2 цифры - номер ВПП.
Если номер ВПП не указывается, то имеет место WS ALL RWY - сдвиг ветра
на всех ВПП; здесь ALL - все взлетно-посадочные полосы.
Пример: WS TKOF RWY04
Температура поверхности моря Здесь:
- W - отличительный признак группы;
- TsTs - 2 цифры - температура в °С;
- S - идентификатор состояния водной поверхности;
- S' - состояние поверхности моря, кодируется в соответствии с таблицей:
S'
Code figure
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Пример: W15/S2
State of the sea
Descriptive terms
Calm (glassy)
Calm (rippled)
Smooth (wavelets)
Slight
Moderate
Rough
Very rough
High
Very high
Phenomenal
90
Группа состояния ВПП Информация не метеорологическая, включается, если предусмотрено
соглашением. Согласно рекомендуемой практике ИКАО, у нас должна
передаваться с 15 сентября по 15 апреля.
* DrDr - две цифры - номер ВПП. Номер правой полосы увеличивается на 50:
07 - ВПП 07;
57 - ВПП 07 правая;
88 - информация дается для всех ВПП;
57 - информация повторяется согласно предыдущего измерения.
* Er - одна цифра - характер отложений на ВПП:
0 - сухо
1 - влажно
2 - мокро
3 - иней или изморозь
4 - сухой снег
5 - мокрый снег
6 - слякоть
7 - лед
8 - уплотненный или укатанный снег
9 - мерзлый снег с неровной поверхностью
/ - нет данных
CLRD - CLeaReD - чисто (вместо 3, 4, 5, 6 цифр в группе).
* Cr - одна цифра - степень покрытия:
1 - покрыто менее 10% ВПП;
2 - от 11% до 25%
5 - от 26% до 50%
9 - от 51% до 100%
/ - нет данных (в связи с очисткой ВПП и т.д.)
* erer - две цифры - толщина слоя обложения.
От 00 до 90 дается в мм, а начиная с 92 - в см, причем значение толщины слоя
получается умножением 2-ой цифры на 5:
00 - менее 1 мм
01 - 1 мм
90 - 90 мм
92 - 10 см
93 - 15 см
94 - 20 см
91 - не употребляется
99 - ВПП не используется
// - нет данных
91
* BrBr - две цифры - коэффициент сцепления или эффективность торможения.
Коэффициент сцепления передается в десятых и сотых долях:
28 - коэффициент сцепления = 0,28
35 - коэффициент сцепления = 0,35
Эффективность торможения передается цифрами:
91 - плохая
92 - от средней до плохой
93 - средняя
94 - от средней до хорошей
95 - хорошая
99 - ненадежное измерение (быстро меняются условия);
// - нет данных; а/д закрыт.
Значения 99 и // уточняются по связи открытым текстом.
Соответствие между эффективностью торможения и коэффициентом сцепления:
91 = 0,25 и ниже (плохая);
92 = от 0,29 до 0,26 (между плохой и средней)
93 = от 0,35 до 0,30 (средняя)
94 = от 0,39 до 0,36 (между средней и хорошей)
95 = 0,40 и выше (хорошая).
В основном предпочитают давать информацию о состоянии ВПП либо
NОТАМом или SNОWТАМом, либо открытым текстом.
Пример: 51290393 28420535
92
Прогноз типа "Тренд" Тенденция изменения погоды в ближайшие 2 часа.
Группа начинается с буквенных обозначений, указывающих характер
или тенденцию изменения с помощью одного из следующих индексов:
BECMG - BECoMinG - устойчивое изменение (или быстрое или постепенное);
TEMPO - TEMPOrary - временами, менее половины периода прогноза,
т.е. не более 1 часа;
NOSIG - NO SIGnificant change - без существенных изменений.
Пример: NOSIG
Время, на которое указывается изменение погоды в прогнозе "Тренд"
обозначается при помощи:
FM - FroM - от;
TL - TilL - до;
AT - at - на конкретное время.
В группе "Тренд" указываются только те метеоэлементы, которые будут
меняться и оказывать влияние на условия взлета/посадки.
Если ожидается прекращение особых явлений погоды, то в сводку
включается сокращение:
NSW - No Significant Weather.
Пример: BECMG FM0800 FG VV003
Пример: TEMPO 28014G30KT 0700 SQ TS
Ремарка Ремарка - примечание к донесению - определяет начало раздела, содержащего
информацию, включенную по национальному решению, которая не должна
распространяться на международном уровне.
Для аэродромов России включаются следующие данные:
- высота нижней границы облачности в момент наблюдения, в метрах;
- давление QFE в миллиметрах ртутного столба;
- закрытие облаками гор, возвышенностей, искусственных препятствий вблизи
ВПП в районе аэродрома;
- коэффициент сцепления по третям ВПП.
Пример: QBB 80 м MT OBSC SC 045
93
8.2 Международный код TAF.
TAF (Terminal aerodrome forecast) – этот код предназначен для составления и
передачи потребителям прогнозов погоды по аэродромам.
Тип сообщения При передаче отдельных телеграмм прогноза погоды тип метеосводки
обозначается сокращеним TAF.
Если передается метеобюллетень, составленный из нескольких телеграмм,
то им предшествует заголовок. Первые две буквы заголовка - отличительные
буквы прогноза:
FC - ForeCast - регулярный прогноз до 9 часов, составляется каждые 3 часа.
FT - суточный прогноз от 12 до 24 часов, составляется каждые 6 часов.
Заблаговременность – это период времени между началом действия прогноза
и сроком его составления (т.е. срок передачи прогноза на каналы связи).
Заблаговременность прогноза (составление) должно быть не менее
1 часа (т.е. 1 час и более).
Индекс аэродрома Индекс аэропорта согласно ИКАО. Состоит из 4-х буквенных символов.
Пример: KSEA
Дата/время Дата и время составления прогноза. YY - число месяца; GG - часы; gg - минуты.
Для обозначения времени и даты используют UTC, поэтому группа заканчивается
на Z (Zulu-time).
Пример: 101935Z
Дата и период действия прогноза YY - число месяца; G1G1 - время начала действия прогноза в целых часах;
G2G2 - время конца действия прогноза в целых часах.
Пример: 162106
94
Ветер Здесь:
- ddd - 3 цифры - истинное направление ветра (откуда дует), кодируется
с округлением до ближайшего десятка градусов;
ddd = VRB (VaRiaBle) = переменный;
ddd = 000 = штиль;
- ff(f) - 2 или 3 цифры - скорость в целых узлах.
Если необходимо указать, что ветер является порывистым - используется
G (Gust) с указанием максимальной скорости порыва fmfm(fm).
KMH, KT, MPS - стандартные сокращения ИКАО для обозначения единиц
измерения скорости ветра, соответственно: км/ч, узлов, м/с.
Пример: 22020KT
Видимость VVVV - минимальная видимость в метрах.
Видимость до 500 м округляется до ближайших 50 м;
от 500 до 5000 м округляется до ближайших 100 м;
от 5000 до 9999 м округляется до ближайших 1000 м;
10 км и более кодируется 9999.
CAVOK - кодовое слово, включается в сводку вместо вышеуказанной группы,
если одновременно наблюдаются следующие условия:
- горизонтальная видимость у поверхности земли 10 км или более;
- нет облаков ниже 1500 м (5000 футов) или ниже верхнего предела
минимальной высоты в секторе (в зависимости от того, что больше)
и отсутствуют кучево-дождевые облака;
- нет особых явлений погоды.
Пример: 2000
95
Явления погоды Прогнозируются особые явления погоды. Явления погоды сообщаются в
порядке уменьшения их значимости. 2 символа (аббревиатура английских
названий) - дескриптор - характеристика явления погоды, следующие
2 символа - вид явления погоды (дождь, снег и пр.)
Кроме того, имеется показатель интенсивности или удаленности:
«-» - слабое;
«+» - сильное;
без знака - умеренное.
«VC» (ViCinty - в окрестностях) - погода в окрестностях аэродрома.
Если особых явлений погоды нет, предается NSW - No Significant Weather.
Пример: - SHRA
Облачность Дается количественная оценка облачности, тип облаков и их высота.
* Высота нижней границы облачности - hshshs - указывается 3-мя цифрами кода
в сотнях футов.
* Наличие облаков типа кучево-дождевых CB (Cumulonimbus)
и мощно-кучевых TCU (Towering CUmulus) в сообщении оговаривается
особо с указанием высоты их расположения.
* Когда границу облачности определить невозможно (например, из-за густого
тумана), в сообщение включается VV (Vertical Visibility) - вертикальная
видимость, указываемая 3-мя цифрами кода в сотнях футов.
* Количественная оценка облачности - NsNsNs - производится в октах
(eighths – octas), указывающих, какая площадь неба покрыта облаками:
SKC
FEW
SCT
BKN
OVC
Пример: BKN020CB
SKy Clear
FEW
SCaTtered
BroKeN
OVerCast
небо ясное
незначительная
рассеянная
значительная
сплошная
0/8
> 1/8-2/8
3/8-4/8
5/8-7/8
8/8
96
Обледенение
Турбулентность Группы обледенения и турбулентности - цифровые.
Здесь:
- IC - вид прогнозируемого обледенения:
1 - слабое
2 - слабое в облаках
3 - слабое в осадках
4 - умеренное
5 - умеренное в облаках
6 - умеренное в осадках
7 - сильное
8 - сильное в облаках
9 - сильное в осадках
- B - вид прогнозируемой турбулентности:
1 - слабая
2 - умеренная вне облаков редкая
3 - умеренная вне облаков частая
4 - умеренная в облаках редкая
5 - умеренная в облаках частая
6 - сильная вне облаков редкая
7 - сильная вне облаков частая
8 - сильная в облаках редкая
9 - сильная в облаках частая
- hihihi - высота нижней границы слоя, в котором ожидается обледенение.
Сообщается в единицах, кратных 30 м (100 футов);
- hbhbhb - высота нижней границы слоя, в котором прогнозируется
турбулентность. Сообщается в единицах, кратных 30 м (100 футов);
- tL - толщина слоя, в котором ожидается обледенение или турбулентность.
Когда слой обледенения или турбулентности продолжается до верхней границы
облачности, его толщина обозначается цифрой 0. Когда толщина слоя превышает
значение 2700 м (цифра кода 9), то эта группа повторяется, как бы кодируется
слой над слоем. При этом нижняя граница последующего слоя должна
соответствовать верхней границе предыдущего слоя.
Пример: 680067 580109 581007
97
Температура Группа включается в метеосводку, если ожидается переход температуры
через 0° или ожидается температура, нехарактерная для данного региона.
Здесь:
- T - буквенный указатель группы (не более 4-х групп);
- TFTF - прогнозируемая температура воздуха в целых градусах Цельсия.
Значения температуры ниже 0°С предваряются буквой М;
- GFGF - время, на которое дается прогноз температуры;
Для обозначения времени используют UTC, поэтому группа заканчивается на Z.
Пример: T40/12Z
Группа изменения погоды Группу изменения погоды открывает следующее сокращение: FM - FroM - с.
GG - часы UTC; gg - минуты UTC.
Указывается конкретное время, на которое ожидаются прогнозируемые
метеоусловия. Когда используется группа FMGGgg, то все прогнозируемые
условия, переданные до этой группы заменяются условиями, сообщаемыми
после нее.
Пример: FM1930
PROB - PROBability - вероятность - указатель группы.
С2С2 - значение вероятности 30% или 40%.
GGGeGe - период времени, когда ожидаются условия, о вероятности
которых сообщается:
- GG - начало периода в часах UTC;
- GeGe - окончание периода в часах UTC.
Пример: PROB40 0407
BECMG - BECoMinG - ожидаются устойчивые изменения погоды.
Пример: BECMG 1315
TEMPO - TEMPOrary - временами. Ожидаются временные изменения
метеоусловий, причем продолжительность изменений в каждом случае
должна быть менее половины прогноза.
GG - часы UTC, начало периода;
GeGe - часы UTC, конец периода.
Пример: TEMPO 2022
98
Прогнозируемая температура По соглашению с метеослужбами вводится максимальная и минимальная
прогнозируемые температуры.
Здесь:
- TX - буквенный указатель максимальной температуры;
- TN - буквенный указатель минимальной температуры;
- TFTF - максимальная (минимальная) температура воздуха в целых
градусах Цельсия.
Значения температуры ниже 0°С предваряются буквой М;
- GFGF - время, на которое дается прогноз температуры;
Для обозначения времени используют UTC, поэтому группа заканчивается на Z.
Пример: TX25/13Z TN09/05Z
99
8.3 Информация SIGMET/AIRMET.
SIGMET (Significant meteorological information) – информация об особых
и опасных для авиации метеорологических явлений погоды, наблюдающихся
и/или прогнозируемых в данном районе полетной информации (FIR, UIR).
Выпускается, как правило, за 4 часа (максимум за 6 часов) до ожидаемого
времени возникновения опасного явления. Если выпускается за 12 часов,
то считается ориентировочным (для тропических циклонов и облаков
вулканического пепла).
SIGMET выпускается, когда имеют место следующие опасные явления:
► TS – гроза;
► SQL – шквал;
► TC – тропический циклон;
► SEV ICE – сильное обледенение;
► SEV MTW – сильные горные волны;
► HVY SS – сильная песчаная буря;
► HVY DS – сильная пыльная буря;
► VA – облака вулканического пепла.
SIGMET представляет собой открытый текст с сокращениями и состоит из
двух частей, отделяющихся знаком «–»
Пример:
EGTT SIGMET 01 VALID 151915/152315 EGRR –
LONDON FIR EMBD TS FCST TOPS FL340 E OF 3W MOVE 20 KT WKN =
Преамбула первой части: кто выпустил SIGMET, кто за него ответственен,
и период действия.
Вторая часть имеет следующую структуру:
1. Place;
2. Element;
3. FCST или OBS;
4. Level (s);
5. Location;
6. Movement.
Заканчивается SIGMET всегда с указанием дальнейшей интенсивности
указанного опасного явления:
WKN - WeaKeN - ослабевает;
INTSF - INTenSiFy - усиливается;
NC - No Change - без изменения.
В случае, когда информация SIGMET отменяется с какого-то часа, то передается
слово CANCEL полностью или сокращением CNL.
100
AIRMET (Airman’s meteorological information) – метеосводка для пилотов.
Это тот же SIGMET, но на малых высотах: ниже FL100, а в горной местности
ниже FL150.
Выпускается AIRMET, когда имеет место:
► WD SPR SFC WSPD > 30 KT – на обширном пространстве скорость
приземного ветра > 30 узлов;
► WD SPR VIS < 5000 – на обширном пространстве видимость < 5000 м;
► WD SPR BKN/OVC CLD or СВ/TCU < 100 FT AGL – на обширном
пространстве значительная/сплошная или кучево-дождевая/мощно-кучевая
облачность расположена ниже 1000 футов;
► ISOL/OCNL/FRQ TS with/without GR – изолированные/редкие/частые грозы
с градом/без града;
► MT OBSC – закрытие гор, возвышенностей, искусственных препятствий
облаками, туманом, осадками;
► MOD/SEV TURB – умеренная/сильная турбулентность;
► MOD/SEV ICE – умеренное/сильное обледенение;
► MOD/SEV MTW – умеренные/сильные горные волны.
101
8.4 Донесения с борта ВС AIREP.
AIREP (Aircraft report) – донесения с борта ВС. Они подразделяются на
несколько типов: регулярные, специальные, во время набора высоты и захода
на посадку и прочие наблюдения по запросу.
Регулярные и специальные донесения с борта ВС передаются в форме AIREP.
Регулярные:
Считаются регулярными, если не оговорено иное.
При использовании речевой связи регулярные и специальные донесения с борта
содержат следующие элементы:
Информация о местоположении:
► Указатель типа сообщения.
► Опознавательный индекс ВС.
► Местоположение или широта и долгота.
► Время.
► Эшелон или абсолютная высота полета.
► Следующее местоположение и время пролета.
► Последующая основная точка.
Оперативная информация:
► Расчетное время прибытия.
► Максимальная продолжительность полета (по запасу топлива).
Метеорологическая информация:
► Температура воздуха.
► Направление ветра.
► Скорость ветра.
► Турбулентность.
► Обледенение ВС.
► Влажность (если имеются данные).
Пример:
ARP AFL351 REBAL 0930 FL350 MORLU 1015 next ESPAR
FUEL 0630 MS40 230/60KT MOD CAT OCNL CBFL370=
102
Специальные:
Проводятся с борта всех ВС в тех случаях, когда имеют место или наблюдаются
следующие условия:
► сильная турбулентность;
► сильное обледенение;
► сильная горная волна;
► грозы без града, скрытые, в облачности, обложные или со шквалами;
► грозы с градом, скрытые, в облачности, обложные или со шквалами;
► сильная пыльная или сильная песчаная буря;
► облако вулканического пепла;
► вулканическая деятельность, предшествующая извержению, или
вулканическое извержение.
Пример:
ARS YUSB 231500 MT TROJEEN VOLCANO 5805N 12652W ERUPTED 231445
LARGE ASH CLOUD EXTENDING TO APPROX 30000 FEET MOVING SW=
Прочие наблюдения по запросу:
В тех случаях, когда имеют место прочие метеорологические условия, не
указанные в специальных донесениях, например, сдвиг ветра, которые,
по мнению КВСа, могут повлиять на безопасность полетов или заметно
отразиться на эффективности полетов других ВС, КВС уведомляет об этом
соответствующий орган ОВД по возможности в кратчайшие сроки.
103
8.5 Карты особых явлений погоды Significant Weather Charts.
Карты особых явлений погоды Significant Weather Charts – бывают 3 типов:
1) Образец SWH – карты для высоких уровней полета (high level) в интервале
эшелонов FL 250–630.
2) Образец SWM – карты для средних уровней полета (medium level) в интервале
эшелонов FL 100–450.
3) Образец SWL – карты для низких уровней полета (low level) ниже
эшелона FL 100.
Все эти карты составляются на фиксированный срок VALID. Они составляются
с большой заблаговременностью к моменту времени, указанному на карте.
Таким образом, период действия является достаточным для выполнения полета.
В большинстве случаев такие карты выпускаются 4 раза в сутки и имеют
фиксированное время: 00.00, 06.00, 12.00, 18.00 UTC.
К примеру, чтобы определить период действия карты, необходимо выполнить
следующее:
Пример: «VALID 00 UTC ON 18 MAY 2008»
Начало действия карты: 00.00 UTC – 3 часа = 21.00 UTC 17 MAY 2008
Конец действия карты: 00.00 UTC + 3 часа = 03.00 UTC 18 MAY 2008
Условные обозначения на прогностических картах особых явлений погоды
образцов SWH, SWM, SWL:
X
– положение цента давления барической системы,
дано в гПа (только для SWL);
L
– центр низкого давления (только для SWL);
H
– центр высокого давления (только для SWL);
– направление и скорость перемещения центров
барических систем и фронтов, скорость в узлах;
– граница зоны особых явлений;
– зона турбулентности при ясном небе (CAT area).
Содержание зоны согласно номеру зоны указывается на краю карты;
– изотерма 0°С (FzL – Freezing Level) с указанием высоты в уровнях
полета (только для SWL);
– высота температуры, 0°С, в уровнях полета (только для SWL);
104
– направление, максимальная скорость и высота струйного течения;
направление указывается стрелкой, скорость – оперением: среднее
значение треугольника 50 узлов (90 км/ч), большого пера 10 узлов
(18 км/ч), малого пера 5 узлов (9 км/ч); около или в разрыве
стрелки – высота струйного течения в уровнях полета. Рядом с
высотой струйного течения может изображаться его слой: нижняя
и верхняя границы +80/–120 или в эшелонах полета 250/390.
Изменение скорости струйного течения на 20 узлов и более и его
высоты на 3000 фт и более изображается двумя чертами;
– холодный фронт;
– теплый фронт;
– фронт окклюзии;
– малоподвижный (стационарный) фронт;
– прогнозируемая высота тропопаузы в уровнях полета;
– данные наименьшей (L) и наибольшей (H) высоты
тропопаузы в уровнях полета;
– линия конвергенции;
– внутритропическая зона конвергенции (тропический фронт);
– волнение моря, в баллах;
– температура поверхности моря, в °С;
– сильный приземный ветер на обширном пространстве, в узлах.
105
Особые явления погоды:
– гроза;
– тропический циклон;
– зона сильного (фронтального) шквала;
– умеренная турбулентность;
– сильная турбулентность;
– горные волны;
– умеренное обледенение;
– сильное обледенение;
– туман;
– дымка;
– радиоактивные материалы в атмосфере;
– извержение вулкана;
– закрытие гор облаками, туманом, осадками;
– морось;
– дождь;
– снег;
– ливень;
106
– град;
– низовая метель;
– пыль, принесенная издалека;
– пыльная/песчаная буря;
– мгла;
– дым;
– гололед.
На картах особых явлений погоды указывается та облачность, с которой связаны
особые условия полета (кроме Cb):
1) SCT scattered – рассеянная облачность (3/8-4/8 okt.)
2) BKN broken – значительная облачность (5/8-7/8 okt.)
3) OVC overcast – сплошная облачность (8/8 okt.)
Только для кучево-дождевой облачности Cb:
1) ISOL isolated – изолированные (отдельные)
2) OCNL occasional – редкие (достаточно разделенные)
3) FRQ frequent – частые (без разделения или с небольшим разделением)
4) EMBD embedded – замаскированные в сочетании с другими формами
облачности.
Высота облачности, а также слои обледенения, турбулентности даются с
указанием нижней и верхней границ, в уровнях полета. При прогнозировании
метеорологических условий для среднего и верхнего уровней полета на картах
особых явлений погоды значения нижней границы облачности могут не
указываться, в таком случае ставится XXX. Следует понимать, что она должна
быть ниже принятого меньшего уровня, для которого составлена эта карта,
350
например FRQ CB
(для карты FL 100–450). В этом случае рекомендуется
XXX
посмотреть нижнюю границу облачности в телеграммах TAF аэродромов
этой зоны.
107
Пример карты особых явлений погоды (Significant Weather FL 250-630)
108
8.6 Высотные карты ветра и температуры Winds/Temperatures.
Информация о ветре и температуре воздуха на высотах Winds/Temperatures
представляется в виде прогностических карт стандартных изобарических
поверхностей (PROGNOSIS CHARTS FOR STANDART ISOBARIC SURFACES)
Все эти карты (также как и карты особых явлений погоды) составляются на
фиксированный срок VALID. Они составляются с большой заблаговременностью
к моменту времени, указанному на карте. Таким образом, период действия
является достаточным для выполнения полета. В большинстве случаев такие
карты выпускаются 4 раза в сутки и имеют фиксированное время: 00.00, 06.00,
12.00, 18.00 UTC.
К примеру, чтобы определить период действия карты, необходимо выполнить
следующее:
Пример: «VALID 00 UTC ON 18 MAY 2008»
Начало действия карты: 00.00 UTC – 3 часа = 21.00 UTC 17 MAY 2008
Конец действия карты: 00.00 UTC + 3 часа = 03.00 UTC 18 MAY 2008
Ниже приводятся ряд используемых для метеорологического обеспечения
полетов карт изобарических поверхностей и их средние высоты в уровнях полета:
850 hPa – FL 50
700 hPa – FL 100
500 hPa – FL 180
400 hPa – FL 240
300 hPa – FL 300
250 hPa – FL 340
200 hPa – FL 390
150 hPa – FL 450
100 hPa – FL 530
70 hPa – FL 610
50 hPa – FL 680
Условные обозначения на картах стандартных изобарических поверхностей:
– данные ветра: направление (откуда дует) указывается стрелкой,
скорость – оперением: среднее значение треугольника 50 узлов
(90 км/ч), большого пера 10 узлов (18 км/ч), малого пера 5 узлов
(9 км/ч); под стрелкой – температура воздуха в целых градусах
Цельсия (со знаками «PS» положительная температура и
«–» отрицательная температура, либо вообще без знаков, но
с пояснениями в углу карты)
По этим картам стандартных изобарических поверхностей летные экипажи
должны оценивать метеорологические условия полетов на высотах, направление
и скорость ветра; его максимальное значение; наличие сдвигов ветра;
положительные отклонения температуры от МСА; наличие зон сильной
турбулентности.
Пример высотной карты ветра и температуры (Winds/Temperatures FL 390)
109