Читать книгу Что должен знать и уметь оператор коптера. Часть 3. Основы авиационной метеорологии и аэродинамики. Пособие - Леонид Спаткай - Страница 7

Облака являются одним из важнейших метеорологических элементов, оказывающих влияние на полеты.

Облака представляют собой видимое скопление капель воды и кристаллов льда, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии на некоторой высоте над земной поверхностью. В этой связи облака подразделяются на ледяные, водяные и смешанные (из кристаллов и капель).

Облака образуются в результате конденсации и сублимации водяного пара. Главной причиной их образования является адиабатическое (без обмена теплом с окружающей средой) понижение температуры в поднимающемся влажном воздухе, приводящее к конденсации водяного пара; турбулентный обмен и излучение, а также наличие ядер конденсации.

Определяют три параметра облаков: форма, количество, высота нижней границы.

Количество облаков определяется визуально либо в десятых долях (баллах) закрытия видимого небосвода (например, если облаками закрыт весь небосвод – 10 баллов, половина – 5 баллов), либо в октантах (1 октант = 1/8 часть закрытия видимого небосвода).

Согласно международной классификации облака по внешнему виду делятся на 10 основных форм, а по высотам – на четыре класса.

Облака верхнего яруса располагаются на высоте от 6000 м и выше, представляют собой тонкие белые облака, состоят из ледяных кристаллов, имеют маленькую водность, поэтому осадков не дают. Мощность мала: 200—600 м.

К ним относятся: перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые.

Перистые облака (Ci, cirrus), имеющие вид белых нитей, крючков. Являются предвестниками ухудшения погоды, приближения теплого фронта. Особенностью этих облаков является оптическое явление гало – белые или разноцветные круги вокруг солнца, которые обусловлены преломлением и отражением света в ледяных кристаллах облаков.

Перисто-кучевые облака (Cc, cirrocumulus) – мелкие барашки, мелкие белые хлопья, рябь. Полет сопровождается слабой болтанкой.

Перисто-слоистые (Cs, cirrostratus) имеют вид голубоватой однородной пелены, покрывающей все небо. Полет в них может сопровождаться слабым обледенением, электризацией ЛА.

Облака среднего яруса располагаются на высоте от 2000 м до 6000 м. Они состоят из переохлажденных капель воды в смеси со снежинками и ледяными кристаллами. Полеты в них сопровождаются плохой видимостью.

К ним относятся: высоко-кучевые, высоко-слоистые.

Высоко-кучевые (Ac, altocumulus) имеют вид хлопьев, пластин, волн, гряд, разделенных просветами. Вертикальная протяженность – 200—700 м. Осадки из них не выпадают, полет сопровождается болтанкой, обледенением.

Высоко-слоистые (As, altostratus) представляют собой сплошную серую пелену. Тонкие высоко-слоистые имеют мощность 300—600 м, плотные – 1000—2000 м. Зимой из них выпадают обложные осадки. Полет сопровождается обледенением.

Облака нижнего яруса располагаются на высотах от 50 до 2000 м, имеют плотную структуру, в них плохая видимость, и часто наблюдается обледенение.

К ним относятся: слоисто-кучевые, слоистые облака, слоисто-дождевые.

Слоисто-кучевые (Sc, stratocumulus) состоят из крупных гряд, волн, пластин, разделенных просветами. Нижняя граница – 200—600 м, толщина облаков – 200—800 м, иногда – 1000—2000 м. Это облака внутримассовые, в верхней части слоисто-кучевых облаков наибольшая водность, здесь же и зона обледенения. Осадки из этих облаков, как правило, не выпадают.

Слоистые облака (St, stratus) представляют собой сплошной однородный покров, низко нависший над землей с неровными размытыми краями. Нижняя граница – 100—150 м и ниже, верхняя – 300—800 м. Дают моросящие осадки. Могут опускаться до земли и переходить в туман.

Слоисто-дождевые (Ns, nimbostratus), имеющие темно-серый цвет, большую водность. Дают обильные обложные осадки. Высота нижней границы слоисто-дождевых облаков зависит от близости линии фронта и составляет от 200 м до 1000 м, вертикальная протяженность – 2000—3000 м, сливаясь часто с высоко-слоистыми и перисто-слоистыми облаками.

В качестве разновидности слоистых разорванных облаков выделяются так называемые разорвано-дождевые облака (Frnb, fractonimbus). Это низкие, темно-серые, разорванные облака плохой погоды. Они образуются вследствие турбулентных движений под слоем облаков, дающих осадки, высокослоистых, слоисто-дождевых, кучево-дождевых, и встречаются лишь в сочетании с этими облаками. Сами они осадков не дают, а только пронизываются осадками, выпадающими из вышележащих облаков. Облака имеют нижнюю границу 100 м и ниже 100 м.

Облака вертикального развития. Нижняя граница их лежит в нижнем ярусе, верхняя достигает тропопаузы.

К ним относятся: кучевые, мощно-кучевые, кучево-дождевые.

Кучевые облака (Cu, cumulus) – плотные облачные массы, развитые по вертикали с белыми куполообразными вершинами и с плоским основанием. Нижняя граница их порядка 400—600 м и выше, верхняя граница 2000—3000 м, осадков не дают. Полет в них сопровождается болтанкой, которая на режим полета существенно не влияет.

Мощно-кучевые облака (Cong-cumulus congestus) представляют собой белые куполообразные вершины с вертикальным развитием до 4000—6000 м, осадков не дают. Полет в них сопровождается от умеренной до сильной болтанкой, поэтому входить в эти облака запрещается.

Кучево-дождевые или грозовые (Cb, cumulonimbus) – самые опасные облака. Представляют собой мощные массы клубящихся облаков с вертикальным развитием до 9000—12000 м и выше. С ними связаны грозы, ливни, град, интенсивное обледенение, интенсивная турбулентность, шквалы, смерчи, сдвиги ветра.

Кучево-дождевые облака вверху могут иметь вид наковальни, в направлении которой и смещается облако.

Высота нижней границы облаков (ВНГО) – расстояние от земной поверхности до нижнего основания облака.

ВНГО определяется несколькими способами:

– инструментальным (с помощью светолокатора, по времени прохождения луча до облаков и обратно) с точностью в пределах ±10% в интервале высот от 10 м до 2000 м;

– визуальным (наблюдатель определяет высоту исходя из свойств облачности);

– шар-пилотным (запускается шар, заполненный водородом или гелием, и по времени достижения им НГО (при известной скорости подъема) определяется высота);

– самолетный (с помощью летательного аппарата);

– расчетный (ВНГО оценивают при помощи специальных формул).

Формула Ферреля: Нобл=122 (Т-Тd),

где: Т – температура воздуха в градусах Цельсия (°С), Тd – температура точки росы в °С.

Формула Ипполитова: Нобл=22 (100-f),

где f – относительная влажность воздуха в процентах.

При тумане, осадках или пыльной буре, когда нижнюю границу облаков определить невозможно, результаты инструментальных измерений указываются в сводках как вертикальная видимость.

При определении ВНГО следует учитывать:

– над возвышенными местами облака располагаются ниже на 50—60% разности превышения самих пунктов;

– над лесными массивами облачность всегда расположена ниже;

– над промышленными центрами, где много ядер конденсации, повторяемость облачности увеличивается;

– ВНГ слоистых, разорванно-слоистых и разорванно-дождевых неровная, изменчивая и испытывает значительные колебания в пределах 50—150 м.