Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Струйные течения. Турбулентность в зоне струйных течений. Рекомендации по безопасности полётов в струйных течениях.





Струйные течения – это сравнительно узкие зоны сильных ветров в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Границей СТ обычно считается скорость ветра равная 30 м/с (100 км/час), вертикальный сдвиг скорости ветра от 5 до 10 м/с и более на 1 км высоты, горизонтальный сдвиг скорости ветра 10 м/с и более на 100 км. Струйное течение напоминает сильно сплюснутую трубу, высота которой 1-5 км, ширина 500-1000 км и длина – тысячи километров. Иногда СТ огибает весь земной шар.

Струйные течения образуются в зонах сближения теплых и холодных воздушных масс, гда создаются значительные градиенты давления и температуры, расположенных между высотными циклонами и антициклонами.

Максимальные скорости достигают 350км/час, над Японией до 700км/час. Интенсивность СТ имеет ярко выраженный характер. В холодное время струйные течения усиливаются, в летнее – ослабевают.

В зависимости от высоты расположения различают тропосферные и стратосферные струйные течения. Тропосферные СТ возникают когда поверхность главного атмосферного фронта простирается до тропопаузы, а разность температур воздушных масс, лежащих по обеим сторонам фронта, составляет 8-10° и более.

Тропосферные СТ по географическому признаку подразделяются на внетропические, субтропические и экваториальные.

Внетропическими являются струйные течения умеренных широт, связанные с полярным фронтом, а арктическое СТ связанное с арктическим фронтом. Их преобладающим направлением является западное, а интенсивность подвергается непрерывным изменениям. Ось внетропического СТ располагается в тёплом воздухе, обычно на 1-2км ниже тропопаузы. Она лежит впереди приземной линии тёплого фронта на расстоянии 400-500км и позади линии холодного фронта на расстоянии 100-300км. Перемещается СТ с атмосферным фронтом.



Левая сторона СТ (по направлению потока) более холодная, располагается вдоль высотной области пониженного давления и называется циклонической или холодной. Правая сторона относительно теплее левой, располагается вдоль высотной области повышенного давления и называется антициклонической или тёплой. На внешних границах СТ в связи с торможением воздушного потока более спокойным воздухом наблюдаются большие градиенты (перепады) скорости ветра. Резкие его изменения вызывает образование турбулентных зон. Такие зоны более опасны и интенсивны на левой циклонической стороне СТ (под действием двух задерживающих слоев – тропопаузы и фронтальной поверхности) На правой, антициклональной стороне, турбулентные зоны встречаются реже, здесь турбулентность бывает слабой или умеренной.

По отношению к атмосферным фронтам ось струйного течения не остаётся постоянной. В стадии волны ось СТ почти не искривлена и располагается левее линии фронта, в стадии молодого циклона на оси СТ отмечается изгиб, при этом ось СТ находится слева приземного центра циклона. В процессе окклюдирования циклона ось СТ испытывает ещё больший изгиб, при этом ось СТ пересекает фронты значительно правее приземного фронта.

Субтропическое СТ образуется на северной периферии субтропических антициклонов зимой между 25 и 35°с.ш., а летом между 35 и 45° с.ш. На участках большой протяженности (тысячи км) она имеет устойчивое западное направление. Зачастую в холодную половину года субтропическое СТ опоясывает весь земной шар. Ось СТ располагается над тропопаузой на высоте 12км. Тропопауза в зоне субтропического СТ претерпевает разрыв. На сравнительно небольшом расстоянии разница в её высоте при переходе их холодного в тёплый воздух может достигать 4-5км. Ширина субтропического СТ около 1500км, вертикальная протяженность 8-12км, по сравнению с внетропическим СТ является более устойчивым и интенсивным.

Экваториальные СТ образуются в экваториальных районах на южной периферии высоких субтропических антициклонов и имеют восточное направление.

Стратосферные СТ – оно образуется зимой на широте Полярного круга и имеют западное направление, ось находится на высоте около 50км, а нижняя часть охватывает всю среднюю и верхнюю атмосферу. Средняя скорость в этом СТ на высотах 20-25км составляет около 200км/час. Возникновение этого СТ объясняется наличием больших контрастов температуры в стратосфере на границе смены дня и ночи. В период полярной ночи (в январе высота ночи над Северным полюсом достигает 440км) Стратосферный воздух в Арктике выхолаживается и оказывается значительно холоднее стратосферного воздуха южнее Полярного круга. В связи с этим возникают большие горизонтальные градиенты температуры между умеренным и арктическим воздухом.

 

Турбулентность в зоне СТ.

 

На холодной стороне СТ горизонтальный сдвиг ветра составляет 12-14м/с на каждые 100км, на тёплой он равен 10м/с. Вертикальный сдвиг ветра в СТ составляет 5-10м/с на 1000м высоты, но может достигать и 25-30м/с. Наличие таких градиентов приводит к турбулентность в области СТ. Толщина возмущенных слоёв составляет 300-600мЮ иногда увеличиваясь до 1-3км, ширина обычно не превышает 100км, в длину – несколько сотен километров. Величина перегрузок при болтанке не превышает 0,5 – 1g, но иногда отмечаются случаи до 2g. В этих случаях сильная болтанка затрудняла управление самолётом или приводила к более тяжёлым последствиям.

Нередко болтанка в СТ наблюдается в области расположения Ci и Cc, образующихся на правой стороне СТ, несколько ниже его иси. Слева от оси облака образуются реже, вдоль оси облака отсутствуют. Ось СТ является границей между облачными системами по обе стороны СТ.

Турбулентные зоны зачастую бывают при ясном небе и называются ТЯН.

СТ может быть обнаружено по изменению угла сноса ВС и изменению температуры. При входе самолёта в левую сторону СТ происходит быстрый рост температуры (2-3° на 100км пути) и левый снос. При входе в СТ с правой стороны температура понижается (1-2° на 100км пути) и наблюдается правый снос. При полёте вдоль СТ температура воздуха не изменяется, а увеличивается путевая скорость (при попутном ветре) или уменьшается (при встречном ветре).

Рекомендации по руководству полётами в СТ.

При попадании в зону болтанки, связанной с СТ, изменяют высоту полёта на 300-400м или уклоняются от маршрута на 50-70км. Высоту полёта рекомендуется изменять снижением, если полёт происходит на высотах более 8км, а на меньших – уходом вверх. Уклоняться от маршрута наиболее безопасно на правую (антициклональную) сторону струйного течения.

При предполётной консультации следует знакомиться с картой максимальных ветров, с картами барической топографии и вертикальными разрезами атмосферы.

 

Карты погоды и их анализ.

5.1 Карты погоды. Приземные и высотные. Использование международного метеорологического кода КН-01. Анализ приземных карт.

 

Изучение погодных процессов на большой территории наиболее эффективно проводить с помощью специальных карт, на которые условными знаками нанесены результаты одновременных метеороло­гических или аэрологических (высотных) наблюдений. Такие карты получили название синоптических (от греческого слова «синоптикос» - одновременно обозревающий).

Синоптическая карта, на которую нанесены данные наблюдений у поверхности земли, называется приземной картой погоды, а карта с нанесенными данными аэрологических наблюдений - высотной или аэрологической. Приземная карта погоды - это метеорологическая карта, которая отражает фактическое состояние погоды у поверхности земли в конкретный момент времени на определенной площади. Карты погоды бывают основные и кольцевые.

Основные карты составляются в 00, 06, 12 и 18 ч среднего гринвич­ского времени (UTC). Эти карты охваты­вают огромные территории и позволяют анализировать атмосферные процессы на расстояниях протяженностью в несколько тысяч километ­ров.

На АМСГ по основным картам прогнозируют крупномасштабные процессы, такие как образование и перемещение циклонов и антицик­лонов, перемещение атмосферных фронтов. По этим картам - составляют прогнозы погоды на срок 24...36 ч, а также прогнозы погоды по маршру­там большой протяженности.

Кольцевые карты (кольцовки) составляют через каждые 3 ч: в 00,03, 06,09,12,15, 18 и 21 ч по Гринвичу.

Это карты сравнительно небольших районов - от нескольких сотен
до тысячи километров, по этим картам уточняют прогнозы погоды на несколько часов, а также составляют предупреждения о возникновении опасных для авиации явлений погоды.

Сведения о погоде наносят на основные и кольцевые карты в виде цифр и условных знаков (символов) в строго определенном порядке вокруг кружка станции в соответствии с кодом КН-01.

 

На синоптические приземные карты погоды вокруг кружка (пункта) станции данные наносятся цифрами кода и условными знаками.

TTTtT- температура воздуха, целые (TT) и десятые доли(tT) градуса Цельсия;

TdTdtd- точка росы, целые (TdTd) и десятые доли(td) градуса Цельсия;

VV- горизонтальная видимость;

h(hh)- высота облаков нижнего яруса;

Nh- количество облаков нижнего яруса в октах;

PPP- давление воздуха приведенное к уровню моря, в гПа;

рр – величина барической тенденции за последние три часа;

а - характеристика барической тенденции;

N – общее количество облаков;

W – погода между сроками наблюдения;

CL – форма облаков нижнего яруса;

CM – форма облаков среднего яруса;

CH – форма облаков верхнего яруса;

dd – направление ветра у поверхности земли (откуда дует);

ff – скорость ветра обозначается оперением;

ww – атмосферные явления погоды с срок наблюдения или в течение последнего часа перед сроком наблюдения;

Sn – знак отрицательного значения температуры воздуха, точки росы, барической тенденции.

Характер погоды над какой-либо территорией определяется свойствами воздушных масс, положением атмосферных фронтов и видом барических систем. Задачей анализа является прослеживание движения воздушных масс, установление характера их стратификации, выявлению барических систем и определение траекторий их перемещения, а также уточнение положения и типа фронтальных разделов. Полное пространственное представление об атмосферных процессах можно получить, используя в анализе весь комплекс аэросиноптического материала, имеющегося на АМСГ.

Анализ погоды обычно начинается с анализа приземных синоптических карт – основных и кольцевых, затем карт барической топографии, аэрологических диаграмм, карт максимальных ветров, карт тропопаузы и авиационных карт АКП.

Анализ приземных карт погоды начинается с их «подъёма». На карте выделяются зоны обложных, моросящих и ливневых осадков, районы кучево-дождевых облаков и грозовой деятельности, районы занятые туманом, метелями, пыльными бурями и другими явлениями.

Затем проводятся линии равных значений барических тенденций. В центральной части области роста давления проставляется синим цветом буква Р и максимальная величина роста давления, в центральной части падения – буква П красным цветом и наблюдаемая величина падения давления. Линии равных значений барических тенденций называются изаллобарами или изотенденциями. Затем проводятся изобары – линии равных давлений, выявляются основные формы барического рельефа – циклоны, антициклоны, ложбины, гребни, седловины. Центры циклонов и антициклонов обозначаются буквами Н и В соответственно.

Все эти этапы являются подготовительными для анализа атмосферных фронтов.

Для анализа атмосферных фронтов сначала изучают их положение по приземным картам предшествующих сроков, а затем на основании анализа барического поля, полей ветра, температуры, влажности, распределения облачных систем, зон осадков и изаллобарических областей определяют положение фронта и его тип. При этом учитываются все факторы, которые могут привести и изменению погодных условий в зоне фронта в зависимости от времени года и суток, характера распределения давления, температуры и т.п.

Анализ фронтов не исчерпывается определением их положения на приземной карте, а используются карты барической топографии, аэрологические диаграммы и другие материалы, как спутниковая информация, бортовая погода.

Карты барической топографии используются в комплексе с приземными картами, что позволяет достаточно полно проанализировать процессы и явления погоды, которые наблюдаются не только у земли, но и на различных высотах.

Для анализа используют карты АТ850, АТ700, АТ500, АТ400, АТ300, АТ200 и АТ100Гпа поверхности. Для анализа температурного режима нижней тропосферы используются карты ОТ500/1000 . Изогипсы на этой карте в то же время являются изотермами средней температуры нижнего 5-километрового слоя тропосферы. Для уточнения положения атмосферных фронтов используется карта АТ850, на которой лучше чем на приземных картах обнаруживаются фронтальные поверхности по контрастам температур и другим элементам. Для выявления расположения и характеристики высотных фронтальных зон и связанных с ними струйных течений используются карты АТ300, АТ200, реже АТ500.

Высотную фронтальную зону по этим картам можно обнаружить по участкам с наибольшим сгущением изогипс и изотерм, на которых наблюдаются наиболее сильные ветры, иногда превышающие 100 км/час – струйное течение.

Обычно зоны интенсивной турбулентности располагаются в местах резкой расходимости воздушных потоков, особенно если эти зоны связаны со СТ, а передняя часть зоны расходимости располагается над холодным фронтом.

При анализе синоптических процессов используется аэрологическая диаграмма, по которой можно получить некоторые данные.

Для прогноза развития синоптических процессов учитывается суточный и годовой ход метеоэлементов (суточный ход температуры, ветра, зимой – отрицательных температур, летом – высоких). Учитывая изменения, обусловленные прохождением атмосферных фронтов, развитием циклонических и антициклонических образований. Одним из этапов является прогноз смещения барических образований:

1. Циклоны перемещаются в направлении изобар его тёплого сектора, оставляя тёплый воздух справа;

2. Центр циклона движется параллельно линии соединяющей центр падения давления с центром роста в сторону падения.

Если при этом отрицательные тенденции располагаются только в передней части циклона, не захватывая его центральную часть, а в тылу наблюдается рост той же интенсивности, то это указывает на быстрое смещение циклона.

Если отрицательные тенденции захватывают центр циклона и теплый сектор, это указывает на его углубление, вероятное обострение фронтов, увеличение мощности облаков и интенсивности осадков.

3. Если же циклоны или антициклоны имеют общую замкнутую изобару, то их центры совершают вращательное движение друг относительно друга у циклонов против часовой стрелки, у антициклонов – по часовой стрелке.

4. Ложбина перемещается вместе с циклоном, с которым она связана, и вращается вокруг циклона против часовой стрелки.

5. Гребни перемещаются вместе с антициклоном и вращаются вокруг антициклона по часовой стрелке.

 

При использовании карт барической топографии для анализа применяются следующие правила:

1. Приземные центры барических систем перемещаются в направлении воздушного потока течений (ведущего потока), наблюдающихся в данный момент над этими центрами, на высотах 3-6 км, т.е. в направлении изогипс на АТ700 и АТ500.

При этом скорость перемещения центров приземных барических образований будет составлять 0,7 от скорости ветра на АТ700 и 0,5 от скорости ветра на АТ500.

2. Высокие циклоны (AZn) c вертикальной осью остаются малоподвижными и заполняются (разрушаются). Большой наклон оси указывает на быстрое перемещение барического образования.

3. Циклоны углубляются, если над ними на картах АТ700 и АТ500 наблюдается расходимость потоков; заполняются, если имеется сходимость потоков.

4. Антициклоны и гребни усиливаются, если над ними на картах АТ700 и АТ500 наблюдается сходимость потоков, и разрушаются, если есть расходимость потоков.

Для прогноза перемещения фронта применяется карта АТ700, каждая точка на приземной линии фронта перемещается вдоль изогипс, проходящих над этой точкой со скоростью 0,8 для теплых и 0,9 для холодных фронтов от скорости ветра на этой изобарической поверхности.

Таким образом, определяя скорость и направление перемещения барических образований и атмосферных фронтов, составляется прогноз синоптического положения, т.е. будущее расположение атмосферных объектов. Учет эволюции атмосферных фронтов и барических систем является важным элементом при разработке синоптического положение и прогноза погоды, причем прогноз погоды исходит из основного принципа, что с перемещением воздушных масс и фронтов переносятся с определенными изменениями свойственные им условия погоды. Поэтому в первом приближении принимаются те значения метеоэлементов, откуда ожидается перемещение фронта и перенос воздушной массы.

 

5.2 Карты барической топографии. Их анализ. Карты тропопаузы.

 

Карты барической топографии (БТ) составляют по данным радио­зондирования в 00, 12, UTC. По этим картам определяют метеорологические условия на различных высотах, а также уточняют анализ погоды у поверхности земли. Карты БТ составляют для поверх­ностей равного давления, которые называются изобарическими.

Изобарические поверхности не параллельны уровню моря. В зависимости от распределения давления на уровне моря и от распре­деления температуры воздуха они или поднимаются несколько вверх (над антициклоном и в области тепла), или опускаются вниз (над циклоном и в области холода) относительно своей средней высоты. Высота изобарической поверхности выражается в геопотенциальных метрах1 или декаметрах (десятках метров). Изобарических поверхно­стей в атмосфере можно выделить бесконечное множество. На практи­ке обычно выделяют несколько, их называют стандартными, или главными. В зависимости от уровня отсчета высоты изобарической поверхности эти карты подразделяют на карты абсолютной топографии (AT) - высота изобарической поверхности отсчитывается от уровня моря и карты относительной топографии (ОТ) - высота отсчитывается от любой ниже расположенной изобарической поверх­ности или от поверхности земли. На практике составляют только одну ОТ500/1000

1 Геопотенциальный метр отличается от линейного не более чем на 0,3 %.

 

.

Изобарические поверхности и карты барической топографии

Карты абсолютной топографии составляются для следующих изобарических поверхностей:

850гПа,Нср≈1,5км (слой1…2км)

700 гПа, Нср ≈ 3 км ( 2…4км)

500 гПа, Нср ≈ 5 км (4…6км)

400 гПа, Нср ≈ 7 км ( 6…8км)

300 гПа, Нср ≈ 9 км ( 8…10км)

200гПа,Нср≈ 12 км ( 10…12км)

100гПа,Нср≈ 16 км ( 12…14км)

 

На карты AT наносят следующие данные:

Здесь ННН — высота изобарической поверхности, геопотенциальные декаметры (гп. дкм); t - температура воздуха на высоте данной изобарической поверхности, °С; Δtd- дефицит точки росы, указывается цифрой. Направление δ и ff скорость ветра и наносят так же, как на приземную карту:

 

Точки с одинаковой высотой данной изобарической поверхности соединяют на картах AT плавными черными линиями, которые назы­ваются изогипсами (изос - равно, гипса – высота).

После проведения изогипс на картах AT выделяются высотные центры барических систем. Высотные циклоны и антициклоны очерче­ны замкнутыми изогипсами. В циклоне высота изобарической поверх­ности к центру уменьшается, а в антициклоне высота изобарической поверхности к центру увеличивается.

С помощью карт AT определяют следующие параметры.

1. Направление и скорость ветра в том районе, где данные о ветре отсутствуют, т. е. направление и скорость градиентного ветра, харак­теристики которого зависят от направления и густоты изогипс.

2. Струйное течение (СТ). Это - ветровой поток со скоростью
100 км/ч (30 м/с) и больше, который простирается на несколько тысяч
километров по горизонтали. Иногда СТ опоясывает весь земной шар.
Ось СТ (максимальная скорость) располагается на 1,5...2 км ниже
тропопаузы.

3. Зоны облачности и обледенения. На изобарических поверхно­стях 850,700 и 500 гПа облачность вероятна при Δtd ≤ 2 °С;

на изобарических поверхностях 400, 300 и 200 гПа облачность вероятна при Δtd ≤ 4°С;

4. Зоны болтанки ( _/\_ - умеренная; -сильная). Если на не­большом участке маршрута резко меняется направление или скорость ветра или то и другое вместе, то при полете на этом участке маршрута будет наблюдаться болтанка;

5. Ведущий поток. Это господствующее направление ветра над данным районом в средней тропосфере (в слое 3 – 6 км) Его определяют по картам АТ-700 и АТ-500. По ведущему потоку определяется направление и скорость перемещения основных барических систем, а также скорость перемещения атмосферных фронтов.

6. Вертикальная мощность циклонов и антициклонов.

7. Положение атмосферных фронтов и воздушных масс.

8. Эволюция приземных циклонов и антициклонов

Карты тропопаузы.

Карты тропопаузы составляют по данным радиозондирования в 00 и 12 ч по Гринвичу. Они дают представление о пространственном положении тропопаузы .

На карты наносят следующие данные:

 

Здесь РРР- давление на самом нижнем уровне тропопаузы; t- температура воздуха на уровне тропопаузы, °С; Δtd - дефицит точки росы, указывается цифрой кода (так же, как на картах AT).

 

 

Направление δ и скорость ветра наносят так же, как на приземную карту. По карте тропопаузы при полетах на высоких эшелонах можно определить, где ВС будет пересекать тропопаузу, и ее наклон.

В местах, где наклон тропопаузы равен или больше 1/300 будет наблюдаться сильная болтанка. Пересекать тропопаузу в таких районах не рекомендуется.

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.