Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Определение характеристик облачности на аэродромах

На аэродромах определяются следующие характеристики облаков: количество, форма и высота нижней границы.

Количество облаков или облачность - это степень закрытия небесного свода облаками. Количество облаков выражается в октантах. Один октант означает, что одна восьмая часть небосвода закрыта облаками. Восемь октантов - весь небо-свод закрыт облаками. Для оценки метеорологических условий полетов на различных высотах важно знать как общее количество облаков, так и количество облаков нижнего яруса или облаков вертикального развития. Поэтому на аэродромах определяют раздельно общее количество облаков (общую облачность) и количество облаков нижнего яруса или облаков вертикального развития. Количество облаков оценивается визуально.

Форма облаков также определяется визуально. Для определения формы облаков обычно используется “Атлас облаков”, где помещены фотографии облачности. При определении формы облаков учитывают их внешний вид, высоту расположения, общее состояние погоды, характер выпадающих осадков и различные оптические явления, присущие тем или другим облакам.

Высота нижней границы облаков - это расстояние по вертикали от земной поверхности до нижнего основания облаков (измеряется в метрах). Высота НГО определяется с помощью приборов, принцип действия которых основан на шаропилотном, импульсно-светолокационном, лазерном и других методах. Кроме этого, на каждом аэродроме для измерения высоты НГО используются самолеты и вертолеты.

При помощи шаров-пилотов нижняя граница облаков может быть определена как в светлое, так и в темное время суток. Шар-пилот представляет собой небольшой резиновый шар, наполненный водородом. В свободном полете шар-пилот переносится в горизонтальном направлении и одновременно, под воздействием свободной подъемной силы, перемещается вверх. Свободная подъемная сила равна разности веса оболочки шара с водородом и веса вытесненного им воздуха. Скорость подъема шара зависит от свободной подъемной силы и размеров шара и может быть определена по специальным таблицам. Наблюдая в теодолит или бинокль за шаром-пилотом, выпущенным в свободный полет, определяют с помощью секундомера время от момента выпуска шара до его входа в облако (шар начинает туманиться). Высота НГО рассчитывается по формуле:

, (1)

где: Н - высота, м;

W - вертикальная скорость подъема шара-пилота, м/мин;

t - время, мин.

При определении высоты НГО в темное время суток, когда шар не виден, к нему прикрепляют легкий источник света - специальный фонарик со свечой или маломощной лампочкой накаливания с батарейкой. Этот метод определения высоты НГО достаточно прост и доступен. Его недостатки: значительная погрешность, длительная и трудоемкая подготовка к измерениям, ограниченность применения при облаках менее 4 октантов и направлениях ветра, при которых шар уносится от облаков (к просветам).

В светолокационных установках высота НГО определяется по времени t, за которое свет проходит путь от точки измерения до облака и обратно. Так как скорость света известна (С≈3×10⁸ м/с), то, измерив t, можно определить Н по формуле:

(2)

Установки этого типа не требуют измерительной базы, так как посылка светового импульса и прием его после отражения от облака производится в одной точке. Измерения с помощью таких установок могут проводиться в любое время суток. Учитывая большую скорость света, такие установки обеспечивают измерение t с высокой точностью (до 10^-⁷с). При такой точности измерение высоты низкой облачности возможно с 30м. Светолокационные установки позволяют получать высоту НГО непосредственно в метрах. Основными приборами для измерения высоты НГО в аэропортах являются: измеритель высоты нижней границы облаков (ИВО) и регистратор высоты нижней границы облаков (РВО).

ИВО - это дистанционный прибор, позволяющий измерять высоту НГО в любое время года и суток непосредственно над местом установки аппаратуры при отсутствии тумана и сильных осадков. При сильных осадках и тумане ИВО не может работать, так как туманы и осадки отражают и рассеивают посылаемые прибором импульсы света и они до облака не доходят. В таких метеоусловиях с помощью ИВО определяется вертикальная видимость. Светолокатор ИВО состоит из передатчика световых импульсов, приемника отраженных импульсов и пульта управления, соединенных между собой кабелями (рис. 1).

РВО предназначен для автоматического измерения и регистрации высоты НГО. РВО является усовершенствованным вариантом ИВО. Принцип работы тот же, но результат наблюдений записывается на специальную ленту. В РВО имеется сигнализация (звуковая и световая), указывающая на появление низких облаков с НГО, равной установленному минимуму или ниже его для данного аэродрома.

Рис. 1 Принцип действия светолокатора ИВО:

а) подача и получение сигнала;

б) изображение отраженного от облака сигнала на
трубке отметчика

Важным преимуществом РВО является выносной пульт управления, который предназначен для управления установкой РВО, получения и регистрации данных измерений на расстоянии до 8000 м от нее. Выносной пульт управления содержит органы управления, самописец и другие элементы.

Лазерный измеритель высоты облаков (лидар) позволяет дистанционно определять высоту нижней границы облаков над местом установки прибора. Его можно применять в любое время суток, если нет умеренных и сильных осадков, тумана и густой дымки. Когда наблюдается несколько облачных слоев, он измеряет высоту нижней границы каждого слоя (не более трех).

Нижнее основание облаков не является резко очерченной ровной поверхностью, а представляет собой некоторое пространство с постепенным ухудшением видимости с высотой. Под плотной частью облака находится предоблачный слой, в котором можно видеть две части: слой от уровня конденсации до “видимой” части облака - слой дымки и слой от нижней границы облака до наиболее плотной ее части - переходный слой. Определить высоту самого нижнего уровня облаков можно только с помощью самолета. Все остальные инструментальные методы (шар-пилот, светолокационные установки) дают завышенную высоту НГО (рис. 2).

Рис. 2. Способы измерения высоты нижней границы облачности

Шар-пилот некоторое время, после входа в облако, еще виден и лишь затем начинает “туманиться”. Световые импульсы, посылаемые приборами ИВО и РВО, также отражаются от более плотных слоев облачности, подоблачная дымка этими приборами не фиксируется.

При измерении высоты облаков с помощью самолета за высоту НГО принято считать уровень потери летчиком четкой видимости естественного горизонта при входе в облака и уровень обнаружения его при выходе под облака. При этом отсчет высоты должен производиться по барометрическому высотомеру. Следует учитывать, что в момент потери видимости горизонта наземные ориентиры еще просматриваются через подоблачную дымку (земля “туманится”). В случаях, когда горизонт размыт (закрыт дымкой или осадками), высота определяется по исчезновению видимости наиболее удаленных земных ориентиров. В этих случаях при выходе из облаков за высоту облачности принимается та высота, на которой летчик обнаруживает земные ориентиры в направлении полета. Практика полетов показывает, что уровень потери естественного горизонта наиболее точно совпадает с высотой нижней границы облаков. Высота потери горизонта на взлете обычно больше высоты обнаружения при посадке. Это объясняется известным теоретическим положением о том, что дальность обнаружения объекта всегда меньше дальности потери его. По этой причине при заходе на посадку летчики сообщают высоту облачности несколько ниже, чем на взлете. Практика полетов показывает также, что с поршневых самолетов высота облаков определяется точнее, чем с борта реактивных самолетов, так как чем больше скорость полета, тем сложнее обнаружить горизонт при посадке и легче потерять его на взлете.

Точность измерений высоты нижней границы облаков, желательная для обеспечения полетов, составляет для Высоты облаков: до 100 м (330 футов): ± 10 м (33 фута), асвыше 100 м (330 футов) ± 10%

Определение различных параметров облачности и обнаружение опасных для авиации явлений погоды проводится также при помощи метеорологических радиолокаторов (МРЛ), работающих в миллиметровом и сантиметровом диапазонах, и метеорологических искусственных спутников Земли (МИСЗ).

С помощью МРЛ можно получить информацию в радиусе до 300км от пункта наблюдения о местоположении очагов ливней и гроз; об облачных системах, их перемещении и развитии; высоте нижней и верхней границ облачности; о наличии безоблачных прослоек.

Информация об облачности, получаемая при помощи МИСЗ, обладает очень ценными качествами, такими как: глобальность, пространственная непрерывность, быстрота и синхронность получения данных с больших площадей, а также возможность непосредственной ее передачи в крупные метеоцентры и метеоподразделения. Информация об облачности представляется в виде фотомонтажей и карт нефанализа.

Фотомонтаж – первичный, наиболее информативный вид данных МИСЗ об облачности. По нему наиболее точно можно определить количество и форму облаков, их структуру, особенности расположения облачных полос.

Карты нефанализа представляют собой схемы телевизионных (ТВ) и инфракрасных (ик) снимков облачности, детали изображения которой с помощью условных обозначений и с учетом масштаба нанесены на бланки-карты. На карты нефанализа наносят: границы районов со сплошной (80…100% площади покрыто облаками), значительной (50…80%) и небольшой (20…50%) облачностью, а также границы районов с ясной погодой (20% и менее). В пределах облачного массива указывают основные формы облаков (слоистообразные, кучевообразные и волнистообразные), ориентацию облачных полей и полос, а также центры облачных вихрей и районы со снежным и ледяным покровом. Т.е., карты нефанализа содержат общедоступную, обобщенную, схематическую характеристику облачных полей и подстилающей поверхности.

Требования при наблюдениях за облачностью на аэродромах:

При наблюдениях за облачностью на аэродромах и сообщениях о ней в сводках фактической погоды необходимо выполнять следующие требования:

1. На аэродромах, оборудованных системами точного захода на посадку, высота нижней границы облачности определяется с помощью датчиков, установленных в районе БПРМ. При отсутствии таких систем могут использоваться как эти, так и другие датчики, показания которых отображают условия, характерные для летного поля.

2. Высота облаков нижнего яруса определяется инструментально. При отсутствии инструментальных средств, а также в случаях, когда в слое облачности имеются значительные разрывы и ее высота не может быть измерена инструментально, она оценивается по данным экипажей воздушных судов или визуально. Если по данным экипажей высота облачности отличается от сообщенной в последней сводке, по запросу руководителя полетов (диспетчера) наблюдатель проводит контрольный замер и, при необходимости, выпускает уточненную сводку погоды.

3. При тумане, осадках или других явлениях, когда состояние неба определить невозможно, результаты инструментальных измерений указываются в сводках как вертикальная видимость.

4. В местных сводках погоды и на погодных дисплеях высота нижней границы облачности (вертикальная видимость) указывается до высоты 150 м включительно через 10 м, выше 150 – через 30м. в сводках METAR/SPECI высота нижней границы облачности указывается в величинах, кратных 30 м до высоты 3000м и кратных 300м на высотах более 3000м. Вертикальная видимость указывается только до высоты 600 м в величинах, кратных 30 м

5. При определении высоты облаков в районе БПРМ, расположенном выше или ниже порога ВПП более, чем на 10 м, в измеренное значение вводится поправка на разность высот. Поправка вычитается, если БПРМ находится ниже и прибавляется, если БПРМ находится выше порога ВПП.

6. На аэродромах, где из-за местных особенностей между БПРМ и ВПП возникает низкая облачность, данные о ее высоте, сообщаемые экипажами воздушных судов, включаются в сводки погоды во всех случаях, когда эта высота ниже значений, полученных с помощью наземных наблюдений.