Опасные явления погоды для авиации. Карты опасных явлений погоды и их анализ Лектор: д.т.н., профессор Гусейнов Н.Ш.

К опасным явлениям погоды относятся: -туманы, метели и пыльные бури, как явления ухудшающие видимость; -грозы и шквалы; - турбулентность атмосферы; - вызывающая болтанку самолетов; -обледенение самолетов, гололед и др. В целях повышения безопасности полетов от летного состава требуется знание условий образования опасных явлений, умение сочетать возникновение опасных явлений погоды с характерными синоптическими процессами, барическими системами.

Сдвиг ветра и турбулентность Сдвиг ветра (англ. Wind Shear) является характеристикой пространственной изменчивости ветра и определяется как векторная разность (или градиент) скоростей ветра в двух точках пространства, отнесенная к расстоянию между ними. Часто сдвиг ветра характеризуют более простой формулировкой - изменение направления и(или) скорости ветра в атмосфере на очень небольшом расстоянии.

Вертикальный сдвиг ветра эффект увеличения встречного ветра высота фут скорость ветра 120 КТ порыв 110 КТ высота 300 фут скорость ветра 140 КТ порыв 110 КТ

Горизонтальный сдвиг ветра Эффект потери встречного ветра - потеря энергии высота 300 фут скорость ветра 130 КТ порыв 100 КТ высота 200 фут скорость ветра 110 КТ порыв 100 КТ

Микропорывы / нисходящий поток воздуха нисходящий поток воздуха воздушная скорость 240 КТ

ИКАОИКАО рекомендует следующие градации сдвига ветра по признакам вертикального потока: Сдвиг ветра Влияние на управление ВС Вертикальный сдвиг ветра м/с на каждые 30 м высоты Гориз. Сдвиг ветра м/с на каждые 600 м расстояния Скорость восходящих или нисходящих Слабый Незначительное 0…..2,00…..2,00…..2,0 Умеренный Значительное 2,1….4,02,1….4,02,1….4,0 Сильный Существенные затруднения 4,1…..6,04,1…..6,04,1…..6,0 Очень сильный Опасное>6>6>6

Воздух представляет собой чрезвычайно подвижную среду, в которой движение частиц обычно имеет беспорядочный или, так называемый, турбулентный характер. Турбулентность (от латинского слова «турбо» - завихрения, водоворот) – это такое состояние атмосферы, при котором образуются вихри разных размеров, возникают горизонтальные и вертикальные порывы ветра. Оси турбулентных вихрей быстро меняют свое положение в пространстве и бывают ориентированы в самых различных направлениях.

Термическая турбулентность (конвекция) возникает из-за неравномерного прогрева подстилающей поверхности или в результате натекания холодного воздуха на теплую подстилающую поверхность при больших вертикальных температурных градиентах. Термическая конвекция а) неупорядоченная; б) упорядоченная.

Динамическую турбулентность вызывают следующие причины: Динамическую турбулентность вызывают следующие причины: -трение движущегося воздушного потока о шероховатости рельефа на земной поверхности; -трение движущегося воздушного потока о шероховатости рельефа на земной поверхности; -неоднородность характера воздушного потока по направлению и скорости; -неоднородность характера воздушного потока по направлению и скорости; -волновые движения в слоях инверсии и изотермии. -волновые движения в слоях инверсии и изотермии. Орографическая турбулентность возникает в горных районах. Воздушный поток при обтекании горных препятствий деформируется и, при определенных условиях, это приводит к образованию зон с повышенной турбулентностью. Повторяемость сильной турбулентности в горных районах при одних и тех же метеорологических условиях значительно выше, чем в равнинной местности. Орографическая турбулентность возникает в горных районах. Воздушный поток при обтекании горных препятствий деформируется и, при определенных условиях, это приводит к образованию зон с повышенной турбулентностью. Повторяемость сильной турбулентности в горных районах при одних и тех же метеорологических условиях значительно выше, чем в равнинной местности.

Обледенение Обледенение это отложение льда в полете на различных частях ВС. Необходимыми условиями обледенения являются: наличие в воздухе на высоте полета переохлажденных капель воды; отрицательная температура поверхности ВС. Обледенение наблюдается при температурах +2°С...-50°С, наибольшая вероятность (98%) - в зоне температур 0°С °С. Классификация обледенение: Обледенение это отложение льда в полете на различных частях ВС. Необходимыми условиями обледенения являются: наличие в воздухе на высоте полета переохлажденных капель воды; отрицательная температура поверхности ВС. Обледенение наблюдается при температурах +2°С...-50°С, наибольшая вероятность (98%) - в зоне температур 0°С °С. Классификация обледенение: -структурный; -структурный; -индуктивный -индуктивный

гладкий лед Типы структурных обледенений изморозь мороз

кристаллы льда ОБЛЕДЕНЕНИЕ В ЗОНАХ ХОЛОДНЫХ ФРОНТОВ изморозь Холодный воздух Холодный фронт Теплый неустойчивый воздух

кристаллы льда изморозь Теплый воздух Теплый фронт Холодный воздух ОБЛЕДЕНЕНИЕ В ЗОНАХ ТЕПЛЫХ ФРОНТОВ

Гроза Град Умеренная турбулентность Морось Сильная турбулентность Дождь Слабое обледенение Снег Умеренное обледенение Ливень Сильное обледенение Низовая метель Обложной туман Переохлажденные осадки, Символы опасных явлений погоды

Прогноз опасных явлений погоды Гроза Гроза туман туман видимость в тумане видимость в тумане шквал шквал град град гололед гололед обледенение в облаках обледенение в облаках нижняя облачность нижняя облачность ветер и температура ветер и температура ( 30 расчетных методов)

Примеры прогнозов опасных явлений

Прогноз гроз Численное моделирование численная модель конвективного облака численная модель конвективного облака схема распознавания образов схема распознавания образов радиолокационные данные для настройки радиолокационные данные для настройки точность прогноза 90% точность прогноза 90%

Автоматизированный прогноз опасных явлений

Перистые CI- Cirrus Перисто-кучевые CC-Cirrocumulus Перисто-слоистые CS-Cirrostratus Высоко кучевые AC-Altocumulus Высоко слоистые AS-Altostratus Слоисто-дождевые NS-Nimbostratus Слоисто-кучевые SC-Stratocumulus Слоистые ST-Stratus Кучевые CU-Cumulus Кучево-дождевые CB-Cumulonimbus

FEWFew0/8 (0 октант) SKCSky clear1/8 - 2/8 (1-2 октант SCTScattered3/8 - 4/8 (3-4 октант) BKNBroken5/8 -7/8 (5-7 октант) OVCOvercast8/8 (8 октант) Количество облачности

- -карты особых явлений погоды для высоких уровней (от 400 до 150 г Па)-(FL ) - карты особых явлений погоды для средних и высоких уровней (от 700 до 150 г Па)-(FL ) - карты особых явлений погоды для низких уровней (ниже 700 г Па)- (FL 100) - карты погоды ветра и температуры воздуха для стандартных изобарических поверхностей. Указанные карты составляются на фиксированные сроки 00, 06, 12 и 18 часов по UTC, а срок действия их считается по 3 часа в обе стороны от фиксированного времени.

На картах АКП особых явлений отражаются сведения, касающиеся: а) гроз; б) тропических циклонов; в) линий сильных шквалов; г) умеренной или сильной турбулентности ( в облаках или при ясном небе); д) умеренного и сильного обледенения; е) обложной песчаной ( пыльной бури); ж) атмосферных фронтов (положение, скорость и направление движения); з) высоты тропопаузы; и) струйных течений; к) места вулканических извержений, сопровождающихся появлением облаков пепла, названия вулкана, времени первого извержения (если известно); л) облачности, связанной с особыми явлениями.

Карты погоды ветра и температуры воздуха для стандартных изобарических поверхностей

Карта особых явлений погоды (FL-250,UTC 12)

Карта особых явлений погоды (FL-250,UTC 18)

Карта особых явлений погоды (FL-100,UTC 12)

Карта особых явлений погоды (FL-100,UTC 18)