7.51M

Category:

geography

AM_Tema_6_Lektsia_1_DPO_2024

1.

Кафедра аэронавигации
и беспилотных авиационных систем
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА
(профессиональной переподготовки)
по направлению:
«Эксплуатация беспилотных авиационных систем»

2.

Кафедра аэронавигации
и беспилотных авиационных систем
Раздел 6
АВИАЦИОННАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ
Доцент кафедры Веремейчук Геннадий Степанович
кандидат технических наук, доцент

3. Порядок изучения раздела 6

№
п/п
1
2
3
4
5
Наименование темы учебных занятий
Атмосфера
и
влияние
ее
физических
характеристик на полет летательного аппарата.
Опасные явления погоды.
Карты погоды.
Анализ и оценка метеоусловий.
Метеорологическое
и
орнитологическое
обеспечение полетов.
Итого:
Общее
кол-во
часов
в том числе:
Л
С ПЗ ГЗ СР
4
2
2
4
6
6
2
2
2
2
2
2
4
24
2
2
2
4
6
2
4
10

4.

Кафедра аэронавигации
и беспилотных авиационных систем
Тема № 6.1 (лекция)
Атмосфера и влияние ее
характеристик на полет
летательного аппарата

5. Учебные вопросы и расчет времени

1
Учебные вопросы и расчет времени
№ п/п
Вводная часть, рассматриваемые учебные вопросы,
заключительная часть
Время
(мин.)
I.
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ:
5
II.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ:
80
Учебные вопросы:
1. Предмет авиационной метеорологии.
2. Атмосфера. Строение и состав атмосферы. Основные
методы исследования атмосферы.
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях
погоды.
4. Ветер. Сдвиг ветра.
5. Облака. Определение, единицы и приборы измерения.
6. Осадки. Определение, единицы и приборы измерения.
7. Видимость.
III.
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
10
10
25
10
10
10
10
5

6. Литература

2
Литература
Основная литература:
1. Авиационная метеорология. Учебное пособие. – Химки: Академия ГЗ
МЧС РФ, 2016.
Дополнительная литература:
1. Баранов А.М. и др. Авиационная метеорология. Воениздат, 1971 г.
2. Кравченко И.В. Летчику о метеорологии. Воениздат, 1982 г.

7. Введение

Виды обеспечения полетов БАС
1. Обеспечение топогеодезической информацией
2. Метеорологическое обеспечение полетов БАС
3. Навигационное и штурманское обеспечение полетов БАС
4. Инженерно-авиационное обеспечение эксплуатации БАС
5. Обеспечение средствами связи
6. Медицинское обеспечение
7. Поисково-спасательное обеспечение
8. Объективный контроль полетов
4

8.

5
1. Предмет авиационной метеорологии
Наука, изучающая атмосферу, ее строение, свойства и протекающие в
ней физические процессы, называется метеорологией.
Авиационная метеорология – специализированная область метеорологии,
изучающая влияние метеорологических элементов и явлений погоды на
авиационную технику и деятельность авиации, а также занимающаяся
разработкой и совершенствованием способов и форм метеорологического
обеспечения авиации.
Главной задачей авиационной метеорологии является обеспечение
безопасности полетов в метеорологическом отношении и эффективного
применения авиации в различных условиях погоды.
Авиационная
метеорология
разрабатывает
способы
и
формы
метеорологического обеспечения, теоретические основы новых методов и
приемов расчета и прогнозирования опасных для авиации явлений погоды.
Метеорологические условия являются одним из важнейших элементов
воздушной обстановки и оказывают существенное влияние на выполнение
всех видов полетов: в одних случаях они затрудняют их, в других случаях, при
правильном и своевременном учете, способствуют более эффективному
выполнению заданий, управлению полетами.
Пренебрежение метеорологическими условиями погоды приводит к
невыполнению полетного задания, а иногда и к летному происшествию.

9.

2. Атмосфера. Строение и состав атмосферы.
Основные методы исследования атмосферы
6
Земля окружена газообразной оболочкой, называемой атмосферой.
Толщина атмосферы равна трем земным радиусам, т.е. 20 – 22 тыс. км.
Масса атмосферы 5,27 × 1015 т, однако, 99% всей ее массы
сосредоточено в нижнем слое до высоты 30 – 35 км.
Атмосфера в своей толще не однородна и в зависимости от ее
физических свойств ее можно оценивать по пяти признакам:
1. По условиям полета летательных аппаратов.
2. По характеру получения солнечной энергии.
3. По характеру взаимодействия с подстилающей поверхностью.
4. По составу воздуха.
5. По характеру распределения температуры.
1. По условиям полета летательных аппаратов атмосфера
делится на два основных слоя:
1) воздушное пространство от 0 до 60 км;
2) околоземное космическое пространство от 60 до 22 000 км, которое
можно подразделить еще на три слоя:
от 60 до 150 км – приземное космическое пространство;
от 150 до 1 000 км – ближний космос;
от 1 000 до 22 000 км – дальний космос.

10.

2. Атмосфера. Строение и состав атмосферы.
Основные методы исследования атмосферы
7
2. По характеру получения солнечной энергии атмосфера делится на три слоя:
1) Приземной слой, получающий тепло от поглощения солнечной энергии земной
поверхностью.
2) Озоносфера, получающая тепло за счет поглощения крайне левой ультрафиолетовой
энергии солнца и космических лучей.
3) Ионосфера, получающая тепло от поглощения энергии солнца ионизированными
молекулами и атомами газа.
3. По характеру взаимодействия с подстилающей поверхностью атмосфера
делится на два слоя:
1) Слой трения, где наиболее сильно сказывается тепловое и механическое влияние
подстилающей поверхности земли на физические процессы, происходящие в атмосфере.
2) Свободная атмосфера, где наблюдается небольшое влияние подстилающей
поверхности земли.
4. По составу воздуха атмосфера делится на:
гомосферу – слой от 0 до 100 км;
гетеросферу – слой выше 100 км;
озоносферу – слой от 0 до 60 км;
ионосферу – слой от 80 до 800 км.
Гомосфера (одинаковый) – слой атмосферы, в котором вследствие интенсивного
перемешивания состав воздуха остается практически неизмененным и состоит из
механической смеси двух основных газов:
азота
– 78,09 %;
кислорода
– 20,96 %;

11.

2. Атмосфера. Строение и состав атмосферы.
Основные методы исследования атмосферы
8
Гетеросфера (иной, другой) – слой атмосферы, расположенный выше
100 км. На этих высотах состав воздуха изменяется из-за диссоциации
молекул (разложение на атомы и ионы) под влиянием ультрафиолетового и
корпускулярного солнечного излучения.
Озоносфера – слой с наличием озона (О3) располагается от земной
поверхности до 60 км. Наибольшая концентрация озона наблюдается на
высоте 20 - 30 км. Образуется озон за счет диссоциации молекул кислорода и
является одной из важных составных частей атмосферы, несмотря на
ничтожно малое содержание (около 10-6 %).
Толщина слоя озона, приведенная к нормальным условиям (t=00С, Р=760
мм.рт.ст. или 1013, 25 мб), составляет 3 мм (при тех же условиях толщина
слоя азота – 6 200 м, кислорода – 1 560 м).
Ионосфера – слой атмосферы (80 - 800 км), для которого характерно
наличие ионов и свободных электронов; он обладает высокой
электропроводностью и оказывает большое влияние на распространение
радиоволн. В том слое наблюдается полярное сияние и свечение красного
неба.

12.

2. Атмосфера. Строение и состав атмосферы.
Основные методы исследования атмосферы
9
5. По характеру распределения температуры атмосфера делится
на 5 слоев или сфер.
Тропосфера Стратосфера Мезосфера Термосфера Экзосфера
Такое деление было положено геофизическим конгрессом в 1951 году.
Тропосфера – ближайший к земной поверхности слой. Он простирается
до высоты 8…10 км в полярных областях, до 10…12 км в умеренных широтах
и до 16…18 км в тропиках. В тропосфере выделяется пограничный слой (слой
трения), располагающийся на высоте до 1 000 м от земной поверхности. В
нем наибольшее влияние на воздушные потоки оказывает сила трения,
обусловленная шероховатостью земной поверхности. Выше слоя трения
находится свободная атмосфера, где влияние силы трения незначительно и
им можно пренебречь.
В тропосфере температура с высотой понижается, составляя в среднем
0,650С на каждые 100 м высоты. Это понижение связано с тем, что воздух в
тропосфере нагревается и охлаждается от земной поверхности.
Стратосфера располагается от тропопаузы до высоты около 50 км. В
стратосфере температура воздуха практически постоянна, выше температура
увеличивается вследствие поглощения ультрафиолетовой части солнечного
спектра атмосферным озоном.

13.

2. Атмосфера. Строение и состав атмосферы.
Основные методы исследования атмосферы
11
Для исследования атмосферы применяются прямые и косвенные
методы.
Прямые методы – это методы, использующие непосредственное
инструментальное измерение параметров в атмосфере путем подъема
измерительных приборов в атмосфере с помощью радиозондов, самолетов,
метеорологических ракет, ИСЗ и космических кораблей.
Косвенные методы – это методы, использующие зависимость
геофизических явлений от состояния атмосферы. К ним относятся:
аномальное распространение звука, метеоры, полярные сияния, свечение
ночного неба, перламутровые и серебристые облака, спектроскопические и
спектрофотометрические исследования.
Приоритет в прямых методах исследования атмосферы принадлежит
нашей стране:
- первый в мире полет с целью научных исследований на аэростате был
совершен в России академиком Захаровым 30 июня 1904 года;
- первый в мире радиозонд изобретен профессором П.А. Молчановым и с
1930 года успешно используется для аэрологических исследований;
- в 1933 году в СССР изобрели, а в 1937 году была запущена
метеорологическая ракета;

14.

12
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
Количественные характеристики, выражающие физическое состояние
атмосферы, называются метеорологическими элементами. К основным и
наиболее важным метеоэлементам относятся: температура, влажность,
давление и плотность воздуха; количество, высота и форма облачности;
видимость, скорость и направление ветра; интенсивность и количество
осадков. Указанные метеоэлементы непосредственно измеряются в
метеоподразделениях специальными приборами, кроме формы и количества
облаков и вида осадков, которые определяются визуально.
Качественные характеристики, выражающие физические процессы,
происходящие в атмосфере, называются атмосферными явлениями или
просто явлениями погоды. К основным явлениям погоды относятся туман,
гроза, метель, шквал, гололед, пыльная буря, болтанка и обледенение
летательных аппаратов.
Сведения о явлениях погоды получают путем визуальных наблюдений в
метеоподразделениях и пилотами в полете.
Совокупность значений метеоэлементов и явлений погоды, а также
последовательное изменение этих элементов и явлений погоды за
определенный промежуток времени называется погодой.

15.

13
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
3.1. Температура воздуха. Определение, единицы и приборы для измерения
Основная часть (99,9%) солнечной радиации является коротковолновой, 14 % ее
поглощается атмосферой, 42 % отражается обратно в мировое пространство и только
44 % поглощается земной поверхностью.
Распространение солнечной радиации
Земная поверхность нагревается и в свою очередь отдает тепло прилегающим
слоям воздуха, но в виде длинноволновой тепловой радиации.
Для количественной характеристики температуры приняты следующие шкалы:
стоградусная Цельсия и абсолютная Кельвина.

16.

14
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
Измерение температуры воздуха производится с помощью термометров:
- жидкостные термометры – (ртуть или спирт). Точность отсчета до 0,10С.
- биметаллические термометры – работают на принципе различия коэффициента
расширения разнородных металлов. Точность отсчета до 0,50С.
- электрические термометры – принцип работы основан на свойствах металлов
менять электрическое сопротивление с изменением температуры. Точность отсчета до
0,50С.
Временная и пространственная изменчивость температуры и ее влияние на
полет
Температура воздуха в приземном слое имеет хорошо выраженный суточный ход. Это
является следствием того, что земная поверхность, являющаяся основным источником
тепла для атмосферы, наиболее сильно нагревается днем и охлаждается ночью.
В суточном ходе температурный максимум наблюдается около 14 – 15 часов местного
времени, минимум наступает незадолго до восхода солнца.
Разница между максимумом и минимумом температуры называется суточной
амплитудой температуры. Величина этой амплитуды зависит от широты места, времени
года, подстилающей поверхности, рельефа местности и облачности.
Годовой ход температуры зависит от широты места, близости моря (океана) и высоты
места над уровнем моря.
На континенте максимум температуры наблюдается в июле, минимум – в январе. На
океанах и побережьях время наступления крайних температур запаздывает по сравнению
с континентом и наблюдается максимум чаще всего в августе, минимум – в феврале или
начале марта.

17.

17
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
Величина, характеризующая вертикальное изменение температуры
воздуха, называется вертикальным температурным градиентом ( ) и
рассчитывается в градусах С на 100 м высоты.
В стандартной атмосфере принят равным 0,650С/100.
Температурный градиент характеризует температурное строение
атмосферы или ее термическую стратификацию. При помощи этого градиента
можно рассчитать температуру на любой высоте по формуле:
где: Тн – температура на высоте Н;
То – температура у земли;
– вертикальный температурный градиент;
Н – высота в метрах, для которой рассчитывается температура.

18.

18
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
Наглядное представление
температурной стратификации.
о
распределении
температуры
по
График температурной стратификации.
высотам
дает
график

19.

19
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
3.2. Влажность воздуха. Определение, единицы и приборы
измерения.
Вода является веществом, которое может при определенных условиях из
одного фазового состояния может переходить в другое. Так, водяной пар может
перейти в жидкое состояние (процесс конденсации) или, минуя жидкую фазу,
перейти в твердое состояние – лед (процесс сублимации). В свою очередь вода
и лед могут перейти в газообразное состояние – водяной пар (процесс
испарения).
Водяной пар – самая непостоянная составная часть воздуха, которая
колеблется от 0,1% до 4% в зависимости от широты места и условий
испарения.
Содержание водяного пара в атмосфере выражается следующими
основными характеристиками:
Абсолютная влажность ( а ) – количество водяного пара в граммах,
содержащегося в 1 м3 влажного воздуха (г/м3).
Удельная влажность ( q ) – количество водяного пара в граммах,
содержащегося в 1 кг влажного воздуха (г/кг).
Относительная влажность ( R ) – процентное отношение фактического
количества пара, содержащегося в воздухе, к тому количеству, которое
насыщало бы данное пространство при одной и той же температуре воздуха.

20.

20
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
То – понижение температуры (охлаждение) воздуха является основным
процессом, приводящим водяной пар к состоянию насыщения.
Представление о том, при какой температуре наступит насыщение
водяного пара, дает величина точки росы (Тd0C).
Тd – это та температура, до которой надо охладить воздух, чтобы
содержащийся в нем пар достиг полного насыщения. Обычно она ниже
температуры воздуха и бывает равна ей в случае полного насыщения, т.е. при
R = 100%.
Разность между температурой воздуха и точкой росы (т.е. T – Td)
называется дефицитом точки росы (Д).
Он показывает, насколько надо охладить воздух, чтобы содержащийся в
нем пар достиг состояния насыщения.
При малом дефиците точки росы насыщение воздуха водяным паром
наступает значительно быстрее, чем при большом дефиците.
Из всех единиц, характеризующих влажность, наибольшее практическое
применение в авиации нашли R, Td, Д.
Влажность воздуха в приземном слое определяется психрометрическим и
гигрометрическим способами, первый наиболее точен и позволяет высчитать
по психрометрическим таблицам все единицы влажности.

21.

22
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
3.3. Атмосферное давление. Определение, единицы и приборы измерения.
Атмосферным давлением называется сила, действующая на единицу
горизонтальной поверхности (1 см2), вызываемая весом столба воздуха,
простирающегося вверх через всю атмосферу. Величина атмосферного давления
обычно измеряется высотой ртутного столба в барометре, уравновешенного
столбом воздуха. В этом случае единицей давления является длина ртутного
столба, выраженная в мм. рт. ст. Эта единица не отражает физическую сущность
давления, т.к. здесь мера длины (мм) характеризует силу.
В метеорологии единицей давления является миллибар (мбар). Восьмой
Всемирный метеорологический конгресс (1977 г.) принял решение о переходе к
новой единице давления – гектопаскаль (гПа) – вместо миллибара. Гектопаскаль
численно равен миллибару.
Соотношение между указанными единицами давления следующее:
1 мм. рт. ст. = 1,333 гПа = 4/3 гПа
1 гПа = 0,75 мм. рт. ст. = 3/4 мм. рт. ст.
За нормальное давление принято давление 760 мм. рт. ст. или 1013,25 гПа.
Это давление принято за давление на нулевом уровне в стандартной атмосфере
при Т = 150С.
Измерение атмосферного давления производится с помощью барометров,

22.

23
3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
Временная и пространственная изменчивость давления
Атмосферное давление у земли непрерывно изменяется. Эти изменения
обычно не превышают нескольких миллиметров в сутки, но иногда они могут
достигать 120 мм. рт. ст. Изменение давления воздуха за последние 3 часа
называется барической тенденцией.
Атмосферное давление убывает с высотой в связи с уменьшением веса
вышележащего столба воздуха.
До высоты 3 км. приближенно принято считать что давление изменяется
при поднятии на 11,5 метров на 1 мм.рт.ст.
Изменение давления происходит быстрее в нижних слоях и медленнее в
верхних.
Это видно из таблицы, показывающей распределение давления по
Н (км) в стандартных
0
5 условиях.
10
15
20
25
30
40
50
высотам
Р (мм.рт.ст.)
760,00
404,37
198,70
90,81
41,45
18,95
8,88
2,20
0,80

23.

25
4. Ветер. Сдвиг ветра
Определение ветра, единицы и приборы измерения.
Ветер – это движение воздуха относительно земной поверхности. Как известно, атмосфера не
является статичной, воздух в ней непрерывно движется: поднимается и опускается. Различия в
степени нагревания воздуха способствуют возникновению перепадов давления в воздушных массах
и приводят их в движение - воздух перемещается из областей высокого давления в область низкого
давления.
Чем больше разница температур между воздушными массами, тем сильнее ветер.
Ветер характеризуется направлением и скоростью.
За направление ветра в метеорологии
принимается та часть горизонта, откуда
дует
ветер.
Направление
ветра
определяется углом между северным
направлением истинного меридиана и
направлением на точку, откуда дует ветер:
Измеряется направление ветра в
градусах по ходу часовой стрелки от 00 до
3600 или в румбах (16-румбовая шкала):
Скорость ветра – расстояние, на которое перемещаются частицы воздуха за единицу времени.
Скорость ветра в метеорологии измеряется в м/сек. 1 м/сек = 3,6 км/час. Измеряется анемометрами.
Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности – 4-9 м/с, а максимальная средняя
годовая скорость ветра на побережье Антарктиды достигает 22 м/с.
Ветер скоростью 5-8 м/с считается умеренным, выше 14 м/с – сильным, выше 20-25 м/с –
штормом, выше 30-35 м/с – ураганом.

24.

26
4. Ветер. Сдвиг ветра
Баллы .
Влияние ветра на наземные предметы
Влияние ветра на поверхность крупных
водоемов (моря, озера)
Скорость в
м/с
0
Листья деревьев неподвижны;
дым поднимается почти отвесно
Зеркально-гладкая поверхность
0
1
Колышутся отдельные листья, дым поднимается наклонно
Рябь
1
2
Слегка колеблются флаги; листья временами шелестят
Появляются небольшие гребни волн
2-3
3
Листья и тонкие ветки постоянно колышутся; высокая трава, и
посевы хлебов начинают колебаться; флаги развеваются
Небольшие гребни волн начинают
опрокидываться, но пены нет
3-5
4
Тонкие ветви деревьев двигаются, поднимается с земли пыль;
по высокой траве и посевам пробегают волны
Набольшие волны местами с “барашками”
(белая клубящаяся пена)
5-7
Качаются ветви и тонкие стволы деревьев; вытягиваются
большие флаги
Качаются толстые сучья деревьев, шумит лес; высокая трава
и посевы временами ложатся на землю, гудят телеграфные
провода
Волны хорошо выраженной формы,
повсеместно образуются “барашки”
7-10
Ветер начинает срывать пену с гребней волн
10-12
5
6
7
8
Качаются стволы, гнутся большие ветви и сучья деревьев;
ходьба против ветра затруднена; слышится свист ветра около Пена начинает вытягиваться по склонам волн
строений
Качаются большие деревья, тонкие ветви и сухие сучья
Длинные полосы пены, местами сливаясь,
ломаются;
достигают основания волны; шум прибоя
движение против ветра затруднено.
слышен на значительном расстоянии
9
Ломаются большие сучья деревьев, сдвигаются с места
легкие предметы; наблюдаются небольшие повреждения
строений
10
Наблюдаются разрушения, некоторые деревья ломаются
11
Значительные разрушения, деревья ломаются
Катастрофические разрушения;
деревья вырываются с корнем
12
Поверхность становится белой от пены; только
местами во впадинах волн видны свободные
от пены участки
Сплошной слой пены;
в воздухе - водяная пыль и брызги
Из-за водяной пыли очень плохая видимость
То же
12-15
15-18
18-21
21-25
25-29
30 и более

25.

19
Барический рельеф и ветер на картах погоды
Ложбина - область вытянутых изобар от центра циклона к его периферии. Ось ложбины
является линией наименьшего давления.
Гребень - область вытянутых изобар от центра антициклона к его периферии. Ось гребня
является линией наибольшего давления.
Седловина - промежуточная барическая система, заключенная между двумя циклонами и
двумя антициклонами, лежащими накрест.
Горизонтальное движение воздуха относительно поверхности Земли и называется ветром.
От чего будет зависеть направление ветра?

26.

27
4. Ветер. Сдвиг ветра
Сдвиг ветра и его влияние на взлет и посадку летательного аппарата
Сдвигом ветра называется величина, характеризующая изменение его направления и скорости
по высоте и в горизонтальной плоскости. В практике метеорологического обеспечения полетов
авиации под сдвигом ветра понимается разность векторов ветра в слое от земли до высоты 50 – 100
м.
В зависимости от величины вертикального сдвига в разной степени проявляется его влияние
на взлет и посадку самолета. Для вертикального сдвига, измеренного в 30–м слое и горизонтального
сдвига, измеренного на 600 м. расстоянии, установлены следующие градации (по рекомендации
ИКАО):
Интенсивность
Скорость
Вертикальный
Горизонтальный
сдвига ветра
Влияние на
восходящего
сдвиг ветра, м/с на сдвиг ветра, м/с на
(качественный
управление ВС
(нисходящего)
30 м
600 м
термин)
потока, м/с
Слабый
Незначительное
0–2
0–2
0–2
Умеренный
Значимое
2–4
2–4
2–4
Сильный
Существенное
4–6
4–6
4–6
Очень сильный
Опасное
>6
>6
>6
Согласно исследованиям, влияние сдвига ветра на взлет и посадку летательных аппаратов
начинает проявляться при величине его 5 м/сек на 30 м высоты, т.е. соответствует градации –
сильная.
Результаты испытаний показали, что в 97% случаев величина сдвига ветра не превышает
градации – умеренной. Сильный или очень сильный сдвиг ветра встречается в 3% случаев.
Временная изменчивость сдвига ветра такова, что периодичность обновления информации о нем не

27.

27
4. Ветер. Сдвиг ветра
Сдвиг ветра и его влияние на взлет и посадку летательного аппарата
Сдвигом ветра называется величина, характеризующая изменение его
направления и скорости по высоте. В практике метеорологического обеспечения
полетов авиации под сдвигом ветра понимается разность векторов ветра в слое от
земли до высоты 50 – 100 м.
В зависимости от величины вертикального сдвига в разной степени проявляется
его влияние на взлет и посадку самолета. Для вертикального сдвига, измеренного в 30–
м слое, установлены следующие градации (по рекомендации ИКАО):
слабый
– менее 2 м/сек
умеренный – от 2 до 4 м/сек
сильный
– от 4 до 6 м/сек
очень сильный
– более 6 м/сек
Согласно исследованиям, влияние сдвига ветра на взлет и посадку летательных
аппаратов начинает проявляться при величине его 5 м/сек на 30 м высоты, т.е.
соответствует градации – сильная.
Результаты испытаний показали, что в 97% случаев величина сдвига ветра не
превышает градации – умеренной. Сильный или очень сильный сдвиг ветра
встречается в 3% случаев. Временная изменчивость сдвига ветра такова, что
периодичность обновления информации о нем не должна превышать 10 – 15 минут.

28.

4
5. Облака. Определение, единицы и приборы измерения
Определение, единицы и приборы измерения
Наряду с процессом испарения воды в природе всегда происходит и обратный процесс –
переход водяного пара в жидкое или непосредственно в твердое состояние. Первый процесс
называется конденсацией, а второй – сублимацией.
В результате конденсации и сублимации в атмосфере образуются мельчайшие капельки
воды и кристаллики льда. Видимое скопление в воздухе продуктов конденсации или
сублимации над поверхностью земли называется облаками.
Облака представляют собой одно из важных явлений природы. Современная
авиационная техника позволяет проводить полеты в облаках, над облаками и между
облачными слоями.
Проводить полет в облаках значительно сложнее, чем вне облаков по следующим
причинам:
- отсутствует визуальная ориентировка;
- сильно ухудшаются условия видимости по сравнению с безоблачным пространством;
- пилотирование ВС производится только по приборам;
- при отрицательных температурах в облаках наблюдается обледенение, оказывающее
отрицательное влияние на аэродинамические свойства самолетов;
- во многих видах облаков сильно развиты турбулентность и вертикальные движения
воздуха, являющиеся причиной болтанки и перегрузок ВС.
В авиации облачность характеризуется количеством, формой и высотой нижней и
верхней границ.
Количество облаков определяется визуально в баллах (1/10 часть закрытия видимого
небосвода облаками называется баллом).

29.

5
5. Облака. Определение, единицы и приборы измерения
Высота облаков – это расстояние от земной поверхности до нижнего основания
облаков. Она измеряется в метрах.
Для определения высоты облаков в метеоподразделениях применяются шарпилот, измеритель высоты облаков (ИВО), регистратор нижней границы облаков (РВО2), лазерные измерители высоты нижней границы облаков (ЛИНГО), кроме того, для
измерения высоты облаков используются самолеты и вертолеты.
Пространственная и временная изменчивость
Степень закрытия облаками земли по данным наземных наблюдений 53%, т.е.
около 5 баллов, по спутниковым данным количество облачности несколько менее. В то
же время облачность распределяется над землей неравномерно. Наибольшее
количество ее приходится на широты 70 – 800 с.ш. и 50 – 700 ю.ш. (7 баллов и более).
От этих широт облачность уменьшается как к полюсам, так и (в большей степени) к
тропикам. Минимальных значений облачность достигает в широтных зонах 20 – 300 (3 –
5 баллов), а затем к экватору снова несколько увеличивается.
Такое распределение облачности хорошо согласуется с величиной относительной
влажности, чем выше влажность, тем большее количество наблюдается облаков.
Годовой ход облачности также зависит от состояния относительной влажности и
для ЕТР наибольшее количество наблюдается в холодный период года, в районе
Дальнего востока – наибольшее количество в теплом периоде года.
В суточном ходе облачности максимум наблюдается в дневное время, когда
термическая конвекция усиливает все процессы облакообразования.

30.

7
5. Облака. Определение, единицы и приборы измерения
Классификация облаков
По высоте расположения нижней границы облаков над одной поверхностью земли
облачность делится на четыре яруса.
Облака верхнего яруса – высота расположения нижней границы от 6 км и выше. К ним
относятся облака перистые, перисто-слоистые и перисто-кучевые.
Облака среднего яруса – высота расположения нижней границы от 2 до 6 км. Это
высокослоистые тонкие, плотные и высококучевые.
Облака нижнего яруса – высота расположения нижней границы от 2 км и ниже. Это
слоистые, слоисто-кучевые, слоисто-дождевые и разорванно-дождевые.
Облака вертикального развития – нижняя граница располагается в нижнем ярусе, а
верхняя – в среднем или верхнем ярусах. К ним относятся кучевые, мощно-кучевые и
кучево-дождевые.
Слоистые облака (облака приподнятого тумана) наблюдаются обычно на высотах от
нескольких десятков метров до 300 м.
Высота облаков уточняется по состоянию метеоэлементов у поверхности земли. Если
относительная влажность 90% и более, а видимость менее 1,5 км, то высота облаков
обычно не превышает 60 м., при видимости 1,5 - 4 км – в пределах 60 - 100 м и при
видимости более 4 км, облака чаще всего наблюдаются на высоте 100 - 200 м.

31.

9
5. Облака. Определение, единицы и приборы измерения
Слоисто-кучевые облака. Плотные слоисто-кучевые облака обычно наблюдаются на высотах
200 - 600 м, просвечивающиеся – выше 600 м. Плотные слоисто-кучевые облака, образовавшиеся в
результате разрушения фронтальной слоисто-дождевой облачности, часто наблюдаются и выше 600
м.
Кучевые облака весной и осенью, при прохладной погоде, в особенности в северных районах,
имеют высоту основания 300 - 600 м, летом, в жаркую погоду – 1000 - 1500 м, а в степных районах –
1500 - 2000 м и выше. Кучевые облака, лежащие ниже 600 м, обычно имеют седоватый оттенок, а
более высокие - ярко-белый.
Мощные кучевые и кучево-дождевые облака обычно располагаются на высотах, меньших, чем
кучевые. Высота их оснований для внутримассовых облаков оценивается по таблице. Если мощные
кучево-дождевые облака развились из кучевых, высота их основания до начала выпадения осадков
обычно сохраняется такой же, как высота основания кучевых.
Слоисто-дождевые облака при отсутствии под ними разорванно-дождевых облаков, обычно не
опускаются ниже 500 м. Глазомерная оценка высоты слоисто-дождевых облаков ввиду
расплывчатости их нижней границы чрезвычайно затруднительна. Оценка высоты слоистодождевых облаков по приземной влажности и видимости неприемлема.
Высота разорванно-дождевых облаков оценивается главным образом по видимой скорости их
перемещения. При умеренном ветре у земной поверхности, быстро несущиеся клочья разорванных
облаков обычно бывают на высоте 50 - 150 м, а разорванные облака, перемещение которых едва
заметно, располагаются на высотах не ниже 600 - 1000 м.
Облачность является «зеркалом погоды» и хорошее знание внешнего вида облаков дает
возможность оценивать условия полета в них.

32.

9
5. Облака. Определение, единицы и приборы измерения

33.

17
5. Облака. Определение, единицы и приборы измерения
Видимость
внутри
облаков (м)
15-25
Нижняя
граница
Вертикальная
мощность
400-800
летом
200-500
зимой
100-200 м
2-3 км
иногда
5-8 км
100-200 м
-
100-300 м
200-800 м
30-60
300-600 м
600-1000 м
30-50
Высокослоистые, 2000-4000
высококучевые
м
1000-2000 м
100-300
Мощно-кучевые
600-1000 м
3000-4000 м
5000-6000 м
20-25
Кучево-дождевые 400-1000 м
5-10 км летом
3-5 км зимой
2-15
Форма облаков
Слоисто-дождевые
Разорваннодождевые,
разорваннослоистые
Слоистые
Слоисто-кучевые
Осадки
Условия полета
Обложные
Полет спокоен. При 100С наблюдается
сильное обледенение
Интенсивные
Нет. Но сами они
образуются в зоне
выпадения
осадков
Моросящие
Полет спокоен,
обледенения нет
Полет спокоен. При 100С обледенение
Слабые обложные Умеренная болтанка.
зимой
При -100С обледенение
Обложные,
Полет спокоен. При достигающие
100С сильное
земли зимой
обледенение, эл.
заряды
Слабые под
Сильная болтанка. при облаками
100С незначительное
обледенение
Ливневые иногда
Очень сильное
с грозой
обледенение

34.

10
6. Осадки. Определение, единицы и приборы измерения
Осадками называются капли воды или кристаллы льда, выпадающие из
облаков на земную поверхность.
Осадки характеризуются количеством и интенсивностью.
Количество выпадающих осадков измеряется толщиной слоя воды (в
миллиметрах), который образовался бы от дождя или растаявшего снега
(крупы, града) на горизонтальной поверхности, если бы вода никуда не
стекала. Чтобы представить себе, что такое 1 мм осадков, укажем, что при
дожде, давшем 1 мм осадков, на каждый 1 м2 земной поверхности выпадает 1
литр воды, а на 1 гектар – около 100 ведер.
Количество выпадающих осадков в метеоподразделениях измеряют при
помощи осадкомера, который представляет собой специальное ведро,
устанавливаемое на открытом месте на столбе. Вокруг ведра делают
конусообразную защиту для предохранения выдувания ветром твердых
осадков.
Под интенсивностью осадков понимают количество воды, выпадающей
из облаков в единицу времени (мм/мин).

35.

10
6. Осадки. Определение, единицы и приборы измерения
Классификация осадков
В метеорологии осадки подразделяются на следующие виды:
Дождь – жидкие капельные осадки
(Д = 0,5 - 0,7 мм).
Морось – мелкие однородные капли
(Д = 0,05 - 0,5 мм).
Ледяной дождь – капли и шарики льда
(Д = 1 - 3 мм).
Град – кусочки льда различных размеров
(Д = от 4 - 5 до 50
мм).
Снег – твердые осадки в виде кристаллов, звездочек или хлопьев.
Мокрый снег – тающий снег с дождем.
Снежная крупа – круглые снежные шарики
(Д = 2 - 5 мм).
Снежные зерна – снежные крупинки
(Д < 1 мм).
Ледяные иглы – тонкие ледяные иголочки, сверкающие в солнечных
лучах морозного дня.
По характеру выпадения осадков их разделяют на три типа: обложные,
ливневые и моросящие (морось).

36.

11
7. Видимость
Видимость, как и облачность, является одним из важных метеорологических
элементов, влияющих на производство полетов и особенно на взлет и посадку воздушных
судов и на возможность визуальной ориентировки в полете.
Определение, единицы и приборы измерения
Видимость – максимальное расстояние, с которого видны и опознаются
неосвещенные объекты днем и световые ориентиры ночью.
Дальность видимости измеряется в метрах или километрах и зависит от угловых
размеров наблюдаемых объектов, их освещенности, яркости и цвета, от фона, на котором
они проектируются, от прозрачности воздуха и наличия явлений погоды, а также от
особенностей нашего зрения.
Для осуществления безопасности взлета и посадки самолета главную роль играет
видимость на ВПП - под ней понимается дальность видимости взлетно-посадочной
полосы или обозначающих ее огней в направлении взлета (посадки) из определенной
точки, расположенной над осевой линией ВПП на высоте, соответствующей среднему
уровню глаз летчика в момент взлета (приземления).
В метеоподразделениях видимость (горизонтальная или метеорологическая)
определяется по заранее выбранным ориентирам и огням. В малоориентированной
местности устанавливаются специальные ориентиры.
Приборное определение горизонтальной видимости в метеоподразделении
осуществляется регистраторами дальности (РДВ-2) видимости, работа которого основана
на принципе измерения величины светового потока, ослабленного слоем атмосферы (т.е.
определяется степень прозрачности атмосферы, а по ней и сама видимость).

37.

12
7. Видимость
Для оценки видимости в полете введено понятие полетная видимость – видимость в полете из
кабины самолета в зависимости от атмосферных условий, конструктивных особенностей кабины и
снаряжения летчика.
Указанная видимость подразделяется на горизонтальную, вертикальную и наклонную, частным
случаем наклонной видимости является видимость ориентиров ВПП при заходе на посадку или
посадочная.
Виды полетной видимости
Горизонтальная – видимость объектов, находящихся на уровне полета самолета.
Вертикальная и наклонная – видимость объектов на земной поверхности и в воздухе под
различными углами.
Посадочная видимость – дальность обнаружения основания начала ВПП (ночью –
ограничительных огней) с самолета данного типа, находящегося на глиссаде снижения. Она
определяется экипажем совместно с руководителем посадки.

38.

3. Понятие о метеорологических элементах и явлениях погоды
36
Угловые размеры ориентиров существенно влияют на дальность видимости. Чем крупнее
ориентир, тем на больше расстоянии при прочих равных условиях он виден.
Средние значения дальности обнаружения некоторых ориентиров
Наименования ориентиров
Леса всех видов
Крупные здания
Отдельные лиственные деревья
Дом бревенчатый, небольшой
Человек
Здание маяка
Фабричная труба
Дальность обнаружения, км
15
10 - 12
2 - 2,5
1 - 1,5
0,3 - 0,4
1,5 - 2,0
1,5 - 3,0
Если до времени наступления темноты произошло изменение интенсивности атмосферного
явления, наблюдающегося перед заходом солнца, или возникли атмосферные явления,
понижающие видимость, то оценка видимости проводится при помощи нижеследующей таблицы.
Ориентировочные значения видимости при различных атмосферных явлениях:
Атмосферные явления
Туман
Метель (вьюга пурга)
Ливневой снег (заряды)
Пыльная буря
Общая метель
Мгла
Дождь
Снег, крупа
Низовая метель
Морось
Дымка
Интенсивность атмосферного явления
Сильная
Умеренная
Слабая
Менее 50 м
50-500 м
500-1000 м
Менее 50 м
50-500 м
500-1000 м
Менее 500 м
500-1000 м
Менее 1000 м
1000-1200 м
Менее 1000 м
1000-2000 м
2-4 км
Менее 1000 м
1000-2000 м
2-4 км
500-2000 м
2-4 км
4-10 км
500-2000 м
2-4 км
4-10 км
1000-2000 м
2-4 км
4-10 км
2-4 км
2-4 км
4-10 км
1-2 км
2-10 км

39.

Заключение
28
1. Метеорология – наука, изучающая явления и процессы, происходящие в атмосфере.
2. Авиационная метеорология – прикладная часть метеорологии, изучающая влияние погоды
на полет самолета, а также рассматривает организацию обеспечения деятельности авиации от
стоянки самолета на земле до выполнения полетного задания.
3. Метеорологические условия являются одним из важнейших элементов воздушной
обстановки и оказывают существенное влияние на выполнение всех видов полетов.
4. Метеорологические условия полета определяются состоянием атмосферы. Почти все
явления погоды образуются в тропосфере, но влияние на это оказывают и остальные слои
(сферы).
5. Лица ГРП могут считать себя подготовленными к выполнению руководства полетами, если
умеют грамотно анализировать и оценивать метеообстановку на земле и в воздухе. Для
достижения этой цели необходимо изучить и усвоить основы «Авиационной метеорологии», что
даст возможность своевременно учитывать изменения погоды им принимать правильные решения
для выполнения задач авиацией МЧС и обеспечения безопасности полета в метеорологическом и
орнитологическом отношении.

40.

15
8. Метеорологические условия полетов
Метеорологические условия полетов – совокупность метеорологических элементов и явлений,
наблюдаемых в районе или на маршруте полета, оказывающих влияние на выполнение полетного
задания.
8.1. Простые и сложные метеоусловия
Простые метеорологические условия − условия, при которых весь полет выполняется
визуально (кроме визуального полета под облаками при низкой облачности или ограниченной
полетной видимости).
Сложные метеорологические условия − условия, при которых полет полностью или частично
выполняется по приборам (при отсутствии видимости земли или естественного горизонта) или
визуально под облаками при низкой облачности или ограниченной полетной видимости.

41.

16
8. Метеорологические условия полетов
8.2. Минимумы погоды
Минимум аэродрома для взлета – минимально допустимые значения видимости на ВПП и, при
необходимости, высоты нижней границы облаков, при которых разрешается выполнять взлет на
воздушном судне данной категории на данном аэродроме.
Минимум аэродрома для посадки – минимально допустимые значения видимости на ВПП и
высоты нижней границы облаков или высоты принятия решения, при которых разрешается
выполнять посадку на воздушном судне данной категории на данном аэродроме.
Минимум воздушного судна для взлета – минимально допустимые значения видимости на ВПП
и высоты нижней границы облаков, позволяющие безопасно производить взлет на воздушном судне
данного типа.
Минимум воздушного судна для посадки – минимально допустимые значения видимости на
ВПП и высоты нижней границы облаков или высоты принятия решения, позволяющие безопасно
выполнять посадку на воздушном судне данного типа.
Минимум командира воздушного судна для взлета – минимально допустимые значения
видимости на ВПП и, при необходимости, высоты нижней границы облаков, при которых командиру
воздушного судна разрешается выполнять взлет на воздушном судне данного типа.
Минимум командира воздушного судна для посадки – минимально допустимые значения
посадочной видимости и высоты нижней границы облаков или высоты принятия решения, при
которых командиру воздушного судна разрешается выполнять посадку на воздушном судне.

42.

18
9. Барический рельеф и ветер на картах погоды
На приземных картах погоды по значениям атмосферного давления проводятся линии равных
значений давлений - изобары. На синоптических картах они проводятся кратные 5 мбар, на
кольцевых - кратные 2,5 мбар. Полученную картину распределения давления в горизонтальной
поверхности называют барическим рельефом или барическим полем.
Основными формами барического поля являются следующие барические образования:
Циклон — это барическая система, очерченная замкнутыми изобарами, в центре которой
давление наименьшее и возрастает к периферии.
Антициклон - барическая система, очерченная замкнутыми изобарами, в центре которой
давление наибольшее и уменьшается к периферии.
Здесь можно провести аналогию с изученными ранее в разделе топографии горизонталями линиями равных высот, что наглядно видно на рисунке:

43.

19
9. Барический рельеф и ветер на картах погоды
Ложбина - область вытянутых изобар от центра циклона к его периферии. Ось ложбины
является линией наименьшего давления.
Гребень - область вытянутых изобар от центра антициклона к его периферии. Ось гребня
является линией наибольшего давления.
Седловина - промежуточная барическая система, заключенная между двумя циклонами и
двумя антициклонами, лежащими накрест.
Горизонтальное движение воздуха относительно поверхности Земли и называется ветром.
От чего будет зависеть направление ветра?

44.

22
9. Барический рельеф и ветер на картах погоды
Ветер – это движение воздуха относительно земной поверхности. Как известно,
атмосфера не является статичной, воздух в ней непрерывно движется: поднимается и
опускается. Различия в степени нагревания воздуха способствуют возникновению
перепадов давления в воздушных массах и приводят их в движение - воздух
перемещается из областей высокого давления в область низкого давления.
Чем больше разница температур между воздушными массами, тем сильнее
ветер. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду, километрах в час или баллах (1
балл равен 2 м/с). Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности – 4-9
м/с, а максимальная средняя годовая скорость ветра на побережье Антарктиды
достигает 22 м/с. Ветер скоростью 5-8 м/с считается умеренным, выше 14 м/с –
сильным, выше 20-25 м/с – штормом, выше 30-35 м/с – ураганом.
Направление движения воздуха определяется взаимодействием нескольких сил.
Это сила Кориолиса (учитывает влияние вращения Земли на двигающийся воздух),
тяжести, сила градиента давления и центробежная сила. Как уже говорилось выше,
причиной возникновения ветра служат различия давления в разных точках земной
поверхности.
Если в северном полушарии встать спиной к ветру, область высокого давления
будет находиться справа, а область низкого давления – слева, то есть низкое
давление расположено слева от направления воздушного потока, а высокое давление
– справа (в южном полушарии существует обратное соотношение).
Направление ветра в метеорологии определяется той стороной горизонта, откуда
он дует.

45.

22
10. Стандартная атмосфера
Стандартная атмосфера — это условная атмосфера, отражающая среднее распределение
физических характеристик атмосферы по высоте. Для расчета стандартной атмосферы
используются данные многолетних метеорологических наблюдений в приземной слое; сведения,
получаемые путем радиозондирования атмосферы и результаты измерений с помощью
метеорологических ракет за многолетний период.
В Российской Федерации в настоящее время действует «Стандартная атмосфера, ГОСТ 4401»
(СА-81) (рис.11).
Таблицы СА-81 содержат значения характеристик атмосферы для высот 2000 м ниже уровня
моря и до 50000 м над уровнем моря. Для уровня моря в СА-81 приняты следующие значения
основных физических характеристик:
- температура воздуха 150С или 288,15 К;
- давление 760 мм.рт.ст.=101325 Па (1013,25 мбар);
- плотность воздуха 1,225 кг/м3;
- ускорение свободного падения 9,8066 м/с2;
- относительная влажность равна нулю;
- относительная молекулярная масса воздуха 28,964 кг/кмоль.
Для различных высот физические характеристики при известных значениях температуры
воздуха и относительной молекулярной массы рассчитаны по уравнениям состояния и барическим
формулам. при этом принято: температура воздуха в трапосфере понижается с высотой по
линейному закону, ее вертикальный градиент равен 0,650С/100 м; в нижней стратосфере, от 11 до 20
км, температура остается постоянной (−560С), а выше она растет и достигает −2,50 С на высоте 50
км.

46.

English Русский Rules