Тема № 5. Опасные для авиации явления погоды

Седловина– это область, расположенная между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенными крестообразно. В седловине можно провести две оси – ось сжатия и ось растяжения.

Вдоль оси сжатия наблюдается расходимость приземных ветров, как в антициклоне, гребне. Погода здесь ясная со слабыми ветрами.

Вдоль оси растяжения наблюдается сходимость ветров. Погода здесь пасмурная, с осадками, ветрами, как в циклоне, ложбине.

Вопросы:

Туманы. Определение тумана и дымки. Образование туманов.

Радиационные, адвективные и фронтальные туманы. Туманы испарения и их возникновение. Физические основы предсказания туманов.

Метели и пыльные бури. Образование метелей и пыльных бурь.Виды метелей.Зависимость продолжительности и интенсивности метели от прохождения циклона или фронта.Влияние метелей и пыльных бурь на летную работу.

Грозы и шквалы. Определение грозы и шквала.Условия образования гроз.

Условия возникновения молнии и грома. Виды молний: линейная, плоская и шаровая.

Возникновение шквалов. Образование внутримассовых гроз. Возникновение фронтальных гроз. Условия полета в зоне грозовой деятельности.

Обледенение. Причины обледенения самолета.Виды обледенения.

Интенсивность обледенения. Активные и пассивные способы борьбы с обледенением. Влияние обледенения на полет летательного аппарата.

Болтанка. Определение, виды болтанки, интенсивность болтанки, влияние болтанки на выполнение полета.

Сдвиг ветра. Определение, характеристика сдвига ветра, рекомендации летному составу при полетах в условиях сдвига ветра.

Туман - это явление конденсации водяного пара в приземном слое воздуха, когда дальность видимости у земли уменьшается до 1 км и менее. По физической структуре туман подобен облаку. Часто одно явление переходит в другое. Образование тумана связано с охлаждением приземного слоя воздуха, поэтому в зависимости от того, как происходит процесс охлаждения воздуха, туманы делятся на три типа - радиационные, адвективные, фронтальные.

Радиационный туман образуется вследствие выхолаживания поверхности Земли и прилегающего к ней слоя воздуха, при этом возникает инверсия температуры и при достаточной влажности воздуха образуется приземный туман, называемый радиационным. Образуются в ночные часы, когда нет притока солнечной радиации, а земная поверхность и воздух теряют тепло. Радиационный туман отличается наибольшей плотностью у поверхности Земли, и видимость здесь часто ухудшается до нескольких десятков метров. С высотой плотность убывает, и с высоты полета Земля сквозь него видна хорошо. С восходом Солнца (началом прогрева) и при скорости ветра 3 м/сек радиационный туман рассеивается.

Адвективный туман образуется при перемещении теплого и влажного воздуха на холодную подстилающую поверхность. Зимой адвективный туман образуется в воздушной массе, перемещающейся с океана на материк; летом – с материка на океан. Адвективный туман, возникает при более значительных скоростях ветра у поверхности Земли, которые чаще всего бывают 4-8 м/с. Особенностью адвективного тумана является увеличение плотности с высотой. При этом видимость у поверхности Земли может быть удовлетворительной, но стоит подняться на несколько десятков метров (30-50 м), как горизонтальная видимость совершенно исчезает. Адвективный туман может образовываться в любую часть суток и сохраняться в течение длительного времени.

Фронтальные туманы -туманы, возникающие на атмосферных фронтах. Они бывают трех типов: предфронтальные, фронтальные и зафронтальные.

Предфронтальный туман образуется вследствие насыщения влагой холодного воздуха, находящегося под фронтальной поверхностью. Наиболее благоприятные условия для образования предфронтального тумана, когда температура выпадающего дождя значительно выше температуры холодного воздуха, располагающегося вблизи поверхности Земли.

Фронтальный туман возникает непосредственно при прохождении фронта. Такой туман представляет собой фронтальную облачную систему, распространяющуюся до поверхности Земли, особенно часто наблюдается при прохождении фронтов над возвышенностями.

3афронтальный туман образуется непосредственно после прохождения теплого фронта или теплой окклюзии. Образование зафронтального тумана мало, чем отличается от условий образования адвективного тумана. Кроме указанных выше основных наиболее часто встречающихся видов туманов наблюдаются и другие, как-то: адвективно-радиационные; туманы склонов, туманы испарений; морозные или ледяные туманы.

Туманы испарения возникают в результате притока водяного пара за счет испарения с водной поверхности в перемещающийся над ней воздух, температура которого на 8-10° и более ниже температуры воды. Такие туманы образуются при перемещении холодного воздуха со снежной поверхности на открытую воду (полынью, незамерзающий залив, открытый участок моря). Аналогично туманы испарения образуются над реками и озерами осенью.

Метель - перенос снега над поверхностью Земли ветром достаточной силы. Различают три вида метели: поземка, низовая метель и общая метель.

Поземка - перенос сухого снега ветром непосредственно над поверхностью снежного покрова. Поземка возникает при скорости ветра 4-6 м/с, при этом снег поднимается до высоты до 2х метров.

Низовая метель - явление, схожее с поземкой, с той лишь разницей, что она бывает при более сильном ветре. При низовой метели снег поднимается до высоты в несколько метров. Как поземка, так и низовая метель ухудшают видимость в самых нижних слоях атмосферы.

Общая метель – выпадение снега из облаков и одновременно перенос его ветром вдоль земной поверхности. Образуется при ветре 7 м/с и более на атмосферных фронтах, занимает большие площади. По высоте располагается до 200-300м. При сильном ветре и снегопаде резко ухудшается видимость. Полет выполняется по приборам, в полете возможна электризация, вследствии чего искажаются показания приборов, возникают помехи при ведении радиосвязи.

Пыльная буря - явление, аналогичное низовой метели, но с той лишь разницей, что пыльная буря бывает в южных степях и пустынях преимущественно летом, когда сильным ветром с поверхности Земли поднимаются частицы песка или пыли, которые, замутняя атмосферу, резко ухудшают видимость. Вертикальная мощность пыльных бурь может быть самой различной - от нескольких десятков сантиметров (пыльные и песчаные поземки) до нескольких десятков и даже сотен метров.

Гроза - это явление облакообразования, связанное с электрическими разрядами, при котором наблюдаются многократные электрические разряды (молнии) между облаками или между облаками и землей, сопровождаемые звуковым явлением громом. Обычно при грозе наблюдаются обильные осадки в виде дождя, града. Иногда отмечаются грозы и без осадков, их называют сухими грозами. Условия образования гроз:

1. неравномерный нагрев земной поверхности, наличие восходящих и нисходящих потоков воздуха;

2. вытеснение теплого влажного воздуха на атмосферных фронтах;

3. большая влажность воздуха, а = 13 -14 г/м³

Грозы бывают двух основных типов: внутримассовые и фронтальные.

Внутримассовые грозы образуются во влажном и неустойчивом воздухе внутри воздушных масс. Наиболее распространенной внутримассовой грозой является тепловая, или местная гроза, возникающая в результате нагрева воздуха от подстилающей поверхности. Тепловые грозы возникают летом после полудня и рассеиваются вечером. Внутримассовые грозы обычно возникают изолированно или располагаются друг от друга на расстоянии 20-30 км, поэтому самолет их может свободно обходить.

Фронтальные грозы развиваются на холодных и теплых фронтах, а также на фронтах окклюзии. Грозы на холодных фронтах - наиболее сильные; они возникают вследствие мощного подъема теплого воздуха по клину холодного воздуха. В результате в передней части холодного фронта в теплое время года образуются мощные кучево-дождевые (грозовые) облака с ливнями, нередко с градом и со шквалами, достигающими ураганной силы. Грозы на холодном фронте усиливаются во вторую половину дня и ослабевают во второй половине ночи и утром.

Грозы на теплом фронте - сравнительно редкое явление; они развиваются в теплом неустойчивом воздухе, восходящем по клину холодного воздуха. Кучево-дождевые облака здесь бывают скрыты слоистообразными облаками. Характерным для гроз на теплом фронте является их маскированность, то, что наиболее активными они бывают в вечерние и ночные часы. Опасность для самолета и экипажа представляют мощные восходящие и нисходящие потоки воздуха внутри кучево-дождевых облаков и в непосредственной близости к ним, а также возможный разряд молнии в самолет.

Молния. В кучево-дождевых облаках могут создаваться электрические поля огромной напряженности, вследствие чего происходят искровые электрические разряды, которые называют молниями. Разряды бывают между облаком и Землей, между облаками. Большое напряжение электрического поля в облаке возникает в результате электризации облачных элементов и разделения разноименных зарядов. Эти процессы весьма разнообразны и происходят при изменении агрегатного состояния воды в облаках (замерзание, таяние и т. д.), а также при разбрызгивании капель воды и от разламывания ледяных кристаллов при их падении в воздухе. Поскольку кучево-дождевые облака смешанные, то в них постоянно идет процесс образования зарядов за счет таяния ледяных кристаллов, сублимации, намерзания переохлажденных капель на кристаллы.

Разбрызгивание капель воды в облаке происходит в том случае, когда капли достигают достаточно больших размеров (R = 2-З мм).

В целом крупная капля электрически нейтральна. Падая вниз, она под действием мощных восходящих движений воздуха разбрызгивается на капли различных размеров. Мелкие капли оказываются заряженными отрицательно, а более крупные - положительно. Восходящие потоки воздуха уносят мелкие капли в верхнюю часть облака, а более крупные остаются на нижележащих уровнях. В верхней части облака, состоящей из ледяных кристаллов, вследствие трения кристаллов о воздух происходит их разламывание. Более мелкие ледяные частицы оказываются заряженными положительно, а крупные - отрицательно. Мелкие кристаллы остаются в верхней части облака, а более крупные оседают вниз. Указанные процессы приводят к образованию в грозовом облаке огромных объемных электрических зарядов. В верхней части облака, состоящей из мелких ледяных кристаллов, возникает объемный положительный заряд. Другой такой заряд образуется в той части облака, где имеют место наибольшие скорости вертикальных движений воздуха и интенсивные осадки, создающие наиболее благоприятные условия для дробления крупных капель. Центральная часть этого объемного положительного заряда располагается вблизи изотермы 0°С. Остальная часть облака, в которой преобладают мелкие капли, оказывается заряженной отрицательно.

Электрические разряды (молнии) возникают в том случае, когда напряженность электрического поля между объемными зарядами достигает пробивного значения, равного около 1 000 000. В на 1 м. Сила тока в молнии очень велика и составляет (1-1,5) 10⁴ А и даже больше. В природе наблюдается несколько видов молний. Однако наиболее часто встречаются линейные, реже плоские и шаровые молнии.

Линейная молния представляет собой искровой электрический заряд в виде искривленной линии, иногда с многочисленными ответвлениями. Длина такой молнии чаще всего составляет 2-3 км, но отмечались случаи, когда длина молнии достигала 20-30 км. Разряд линейной молнии сопровождается звуковым эффектом - громом. В канале, по которому идет разряд, воздух мгновенно нагревается до (1,5-2,0) 10^{4 о. С} и расширяется, затем также быстро охлаждается и сжимается. Образуются взрывные волны, дающие начало звуковым волнам - грому. Гром можно услышать на расстоянии до 20-25 км.

Плоская молния представляет собой разряд, охватывающий значительную часть облака, и состоит он, по-видимому, из тихих разрядов, испускаемых отдельными капельками.

Шаровая молния представляет собой шар, который ярко светится белым или красноватым цветом с оранжевым оттенком. Диаметр шаровой молнии обычно составляет несколько десятков сантиметров. В литературе встречаются описания шаровых молний, диаметр которых достигал значительных размеров.

При полетах в зоне грозовой деятельности надо быть особенно внимательным, действовать согласно РЛЭ данного типа ВС: