Билет №13 2.Сложные фронты, возникающие в результате смыкания холодного фронта

1. Турбулентность атмосферы и болтанка ВС в зоне грозовых очагов. Синоптические условия образования шквалов и их влияние на полёты.

2. Фронт окклюзии по типу тёплого фронта. Облачная система и условия полёта.

3. Особенности метео обеспечения в горных районах.

1.Турбулентность при наличии кучево-дождевых облаков. Кучево-дождевые облака, особенно в стадии максимального развития, представляют серьезную опасность для полетов. С ними связано выпадение дождя и града, сильные нисходящие потоки, сдвиги ветра и турбулентность. В нижнем слое атмосферы около кучево-дождевого облака образуются зоны резкого изменения скорости и направления ветра (зона шквала или фронта порывистости).

Фронт порывистости образуется в результате опускания холодного воздуха под кучево-дождевым облаком, вызванного вовлечением воздуха выпадающими осадками (см. п. Грозовые облака). Передний край холодного воздуха у поверхности Земли представляет собой как бы мелкомасштабный фронт, который характеризуется большими контрастами температуры, зоной сильной турбулентности, наличием больших вертикальных и горизонтальных сдвигов ветра и резкими колебаниями вертикальной составляющей скорости ветра.

Представляют опасность также восходящие и нисходящие конвективные движения в нижнем слое вблизи и под кучево-дождевыми облаками. Восходящие потоки обычно зарождаются в нижнем 500-метровом слое атмосферы на расстоянии 20-40км перед Cb. Лишь при слабых ветрах в пограничном слое конвективный подъем начинается на расстоянии около 5-10км от передней (по направлению перемещения) части облака. В результате этого вблизи земли уже на расстоянии нескольких десятков километров от передней части Cb самолет может встретить сильные потоки, «засасывающие» его внутрь основания облака.

В свободной атмосфере мощные кучевые и особенно кучево-дождевые облака представляют наибольшую угрозу для безопасности полетов. Скорости конвективных вертикальных движений и турбулентных вихрей Cb могут достигать значений, которые нигде более в атмосфере не встречаются.

Скорости вертикальных движений внутри Cb достигают 5м/с, а иногда превышают 30м/с. В суперячейковых облаках наблюдаются вертикальные скорости 50м/с и более.

Попадание самолета внутрь мощного вертикального потока приводит к скачкообразному изменению высоты полета до нескольких десятков метров. При пересечении вертикальных потоков разного знака наблюдаются большие приращения перегрузок самолета (∆n>1g). На границах таких потоков развивается интенсивная турбулентность. Значения вертикальных движений возрастают в нижних двух третях Cb, а выше они убывают, приближаясь к нулю у верхней кромки облака.

Вся зона кучево-дождевых облаков характеризуется повышенной турбулентностью. Интенсивность болтанки обычно усиливается от основания облака вверх, до нижней части наковальни; выше она постепенно ослабевает. Внутри периферийной части (отрогов) наковальни болтанка не превышает умеренную, а в купольной части вершины она может быть сильной. Внутри Cb наиболее сильная болтанка наблюдается у границ вертикальных конвективных потоков. Наиболее интенсивная турбулентность и болтанка развиваются рядом и внутри растущих кучево-дождевых облаков Cb calv; в облаках, прекративших свой рост, и постепенно распадающихся Сb inc болтанка постепенно ослабевает.

Болтанка, связанная с Cb, может наблюдаться вне облаков, значительно слабее, чем внутри, но на удалении до нескольких сотен метров она может быть умеренной, а на расстоянии до нескольких десятков метров от Cb - сильной.

При обходе мощных кучево-дождевых облаков большой протяженности сверху необходимо учитывать, что турбулентные зоны вокруг Cb и над ними ассиметричны. Длина области повышенной турбулентности перед подветренной стороной облаков слое 200-300м над Cb перед облаком в 2-3раза больше, чем за его тыловой частью и рядом с флангами. Такая конфигурация турбулентных зон связана с системой обтекания Cb внешним воздушным потоком. Эффект обтекания приводит к тому, в непосредственной близости к вершине вертикальный градиент ветра может достигать 8-10м/с на 1000м, что вызывает резкое увеличение вероятности болтанки вблизи Cb.

Интенсивные турбулентные порывы в сочетании с конвективными потоками создают в Cb условия, опасные для пилотирования. Самолет может бросить вверх или вниз на несколько десятков и даже сотен метров. Появляются большие колебания углов крена и тангажа, которые в сочетании с большими значениями перегрузок создают режим опасный для прочности самолета.

Исследования показывают, что сильная турбулентность наблюдается не только в Cb и в непосредственной близости от них, но и на расстоянии 30-40км от изолированных кучево-дождевых облаков вниз по потоку. Случаю сильной турбулентности отмечались также и на расстоянии 1-2км вверх от вершины облака. Сb не только вызывает турбулентность, связанную с циркуляцией внутри облаков, но и влияющую на развитие турбулентности в ясном небе. Этому способствуют волновые движения в атмосфере, которые возникают при обтекании кучево-дождевых облаков воздушным потоком.

2.Сложные фронты, возникающие в результате смыкания холодного фронта с теплым вытеснения вверх и отсечения теплого воздуха. В системе фронтов окклюзии взаимодействуют три воздушные массы, из которых наиболее тепла я уже не соприкасается с поверхностью земли. Окклюдирование связано с различной скоростью движения теплого и холодного фронтов в циклоне: холодный фронт, двигаясь быстрее теплого, настигает последний и, смыкаясь с ним, образует новый сложный фронт с облачной системой обоих фронтов в верхней своей части, где некоторое время сохраняются верхние участки как теплого, так и холодного фронтов. В нижней части возникшего нового фронта формируется фронтальная облачность окклюзии, как раздел между двумя холодными массами, которые раньше находились в передней и тыловой частях циклона, а с момента окклюдирования вошли в соприкосновение друг с другом. В зависимости от того, какая из двух масс (в передней или тыловой частях циклона) окажется относительно более теплой, фронт окклюзии будет теплым или холодным, т.е. фронт окклюзии сформируется по типу теплого фронта или по типу холодного фронта. Облачные системы распространяются по обе стороны от приземного фронта окклюзии, особенно у холодного фронта окклюзии. (См. Приложение Рис. 41.)

Вблизи линии фронта могут сохраняться облака Cb, так что обложные осадки сменяются ливневыми, а затем вновь могут перейти в обложные. В системах облаков фронтов окклюзии часто наблюдаются облака As, а также Ac в соединении c As.

Характер погоды на фронтах окклюзии определяется взаимодействием всех трех воздушных масс, разделяемых различными участками сложной фронтальной поверхности. Он в очень большой степени зависит от того, насколько сильно по своим свойствам отличаются эти воздушные массы одна от другой.

Теплые фронты окклюзии чаще всего наблюдаются в холодное время года. На линии фронта образуется многослойная облачность, которая постепенно развивается в слоистообразную облачную систему, подобную теплому фронту. В этом случае наибольшую сложность для полетов представляет снижение высоты облачности, ухудшение видимости, а также обледенение. Иногда наблюдаются метели, более редко – гололед.

Холодные фронты окклюзии обычно наблюдаются в теплое время. По мере продвижения фронта наблюдаются ливневые осадки, грозы, шквалы.