Прогноз температуры и влажности воздуха
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 Основными факторами, которые необходимо учитывать при прогнозе температуры воздуха у поверхности Земли являются:• Перенос воздуха в горизонтальном направлении (адвективные изменения),• Изменение свойств воздушной массы при её перемещении над неоднородной подстилающей поверхностью, в различных радиационных условиях (трансформационные изменения),•Изменение теплообмена с подстилающей поверхностью в течение суток (изменения температуры за счёт суточного хода).В соответствии с этими факторами формула для прогноза температуры воздуха имеет вид:Tпр =Та + δтрТ+δс.х.Т.Здесь:Tпр – прогностическое значение температуры воздуха,Ta – температура воздуха, откуда ожидается перемещение воздушной частицы(адвективная температура),δтрT – трансформационные изменения температуры воздуха, δсхT – изменения температуры воздуха за счёт суточного хода. Адвективные изменения температуры воздуха Адвективные изменения температуры воздуха в некоторых случаях, например, при прохождении атмосферных фронтов, могут превышать 10 °С за несколько часов.Для учёта адвекции строится траектория воздушной частицы способом обратного переноса. От точности построения траектории воздушной частицы зависит правильностьопределения адвективных изменений температуры воздуха.В начале траектории значения определяются по данным 2-3 станций.Адвективная поправка δадвT определяется как разность температур в начале Ти и конце траекторииТк (пункте прогноза): δадвT= Ти-Тк Траектории строятся с учётом синоптической обстановки:•В области низких подвижных циклонов и антициклонов и на периферии обширных малоподвижных циклонов рекомендуется построение траектории производить по картамАТ700.• В области малоподвижных антициклонов при наличии мощных инверсий (до 1.5-2км) перемещение воздушных частиц рассчитывают по АТ850.• В малоградиентных полях в холодное время года рекомендуется использовать приземное барическое поле, в теплое – АТ850.• При прогнозе более чем на 12 ч для учёта возможных изменений барического поля траектории воздушных частиц строят с использованием 2-х карт – прогностической и фактической. Трансформационные изменения температуры воздуха. Расчёт трансформационных изменений температуры воздуха на 24 часа производится по одной из формул:δтрТ= -0.2 δадвТ+0.4 δN (на ночь), δтрТ= -0.2 δадвТ-А δN-В δа(на день).δ адвT – адвективная поправка,δN=N(пр)к- Nи– разность (в баллах) между ожидаемым количеством облачности в пункте прогноза и фактическим количеством облачности в начале траектории в исходный срок, количество облаков выражается в условной шкале: N(пр)к=NL+0.75NM+0.25где δа=ак-ан – разность между значениями альбедо в пункте, для которого составляется прогноз и в районе, откуда придет воздушная частица.A и B – коэффициенты, учитывающие влияние скорости ветра, увлажненности почвы, суммарной радиации и эффективного излучения на трансформационные изменения температуры воздуха (табл. 18.2) при скорости ветра до 6 м/с.Если скорость ветра превышает 6 м/с, то значения коэффициентов A и B умножаются на коэффициент К .Суточный ход температуры воздуха Суточный ход температуры воздуха обусловлен суточным вращением Земли и зависит, прежде всего, от баланса приходящей радиации на земной поверхности. Суточныймаксимум температуры достигается не одновременно с наступлением максимума приходящей радиации, поскольку воздух должен получить тепло от нагретой земной поверхности посредством теплопроводности, турбулентности и конвекции. В преобладающем большинстве случаев максимум температуры воздуха наблюдается около местного полудня, минимум – при восходе Солнца или сразу после него. Насуточный ход воздействуют также ветер, облачность, турбулентность, испарение, сменавоздушных масс.В преобладающем большинстве случаев наступление максимума температуры воздуха в суточном ходе имеет место около местного полудня (76 %) Причем, в течение года изменение повторяемости данного времени наступления максимума изменяется незначительно – от 69-72 % до 80-83 %. В 17-30 % случаев наступления максимума могут быть вдругое время суток.Наступление минимума в суточном ходе срочных температур воздуха, характерноедля нормального типа, т.е. около восхода Солнца, в среднем за год отмечается в 78% случаев.Поскольку время восхода от зимы к лету изменяется, то повторяемость минимумаоколо 18 G увеличивается от зимы (20-27 %) к лету (более 50 %), а повторяемость минимума около 00 G, наоборот, более характерна для холодного периода (40-70 %), когда время восхода Солнца приходится на более позднее время, а летом уменьшается до 10 %.Минимум срочных температур воздуха около 12G наблюдается с вероятностью 17%, с наибольшей повторяемостью с мая по июль. Редко, но все же имеет место минимумсрочных температур воздуха около местного полудня (5 %).Поправка на суточный ход температуры воздуха вводится в предположении еёнормального хода, но с учётом облачности, поскольку облачность сглаживает обусловленные радиацией различия в нагревании, способствуя понижению максимума и повышения утреннего минимума и сказываясь на средних суточных температурах воздуха.Поправка вводится при прогнозе на период, отличный от 24 ч. Обычно применяется графический способ представления суточного хода температуры воздуха. Поскольку изменения суточного хода температуры воздуха в большой степени обусловлены также и местными физико- географическими условиями, графики строят дляразличных пунктов для ясного, полуясного и пасмурного неба. Прогноз влажности воздуха у поверхности Земли В соответствии с основными влияющими факторами (адвекция, трансформация исуточный ход) формула для прогноза влажности воздуха имеет вид:T Dпр=Т Da+ δтрТD+ δсхТ DЗдесь:TDпр – прогностическое значение влажности воздуха (температура точки росы),TDa – влажность воздуха в районе, откуда ожидается перемещение воздушной частицы (адвективная влажность),δтрТD-трансформационные изменения влажности воздуха,δсх TD – изменения влажности воздуха за счёт суточного хода.Прогноз влажности (температуры точки росы) составляют одновременно с прогнозом температуры воздуха. Изменения за счёт суточного хода учитывают только при прогнозе на срок не равный 24 ч. Адвективные изменения точки росы определяют, аналогично прогнозу адвективных изменений температуры воздуха.При расчёте трансформационных изменений точки росы учитывают следующее.Если воздух перемещается с влажной или размокшей почвы на сухую, то трансформационные изменений температуры точки росы, принимают:δтрТD =-1.5°С/суткиЕсли перемещается насыщенный воздух, то трансформационные изменения точкиросы принимаются равными трансформационным изменениям температуры воздуха:δтрТD =δтрT.При насыщении воздушной массы значение точки росы в конечной точке принимается равным предсказанному значению температуры воздуха.
53.Прогноз облачности. Особое внимание прогнозу облачности уделяется при составлении авиационных прогнозов погоды, поскольку облачность является важнейшим элементом летной обстановки. Положение нижней границы облаков входит в определение погодного минимума аэродрома, самолета, экипажа. С облачностью связаны такие опасные явления, как обледенение и болтанка самолетов. Прогноз облачности предшествует прогнозу осадков.Основная трудность прогноза облачности заключается в сложных связях процессов облакообразования с состоянием и изменением полей таких метеорологических величин, как температура, влажность, ветер, вертикальные движения воздуха. Полная схема прогноза облачности должна включать:ожидаемое количество и форму облачности;ожидаемое положение нижней и верхней границ;особые явления погоды, связанные с системами конденсации (обледенение, болтанка самолетов и др.), которые будут рассмотрены отдельно.В авиационных прогнозах небольшой заблаговременно (несколько часов) начальную основу прогноза составляет последняя информация об облачности в окрестностях аэродрома и по маршруту. К этой информации вводятся поправки:на перемещение облаков;па эволюцию системы облаков, особенно в связи с суточным ходом облачности; на неоднородность системы облаков, которая может быть не выявлена редко расположенными метеорологическими станциями. Особенно это относится к влиянию возвышенностей на высоту нижней и верхней границ облаков. При прогнозе на сутки принцип остается таким же: начальную основу прогнозасоставляют характеристики облачности в той воздушной массе или у того атмосферного фронта, смещение которых ожидается в данный район. Эти характеристики определяются не только по исходной карте погоды, но и по предыдущим картам, когда необходимо выяснить, например, суточный ход облачности.К начальным характеристикам облачности вводятся поправки:на эволюцию системы облаков в связи с изменениями свойств воздушной массы или фронта в процессе их перемещения и эволюцией барической системы, с которой эта масса или фронт связаны;на влияние особенностей района (маршрута) на характеристики облачности, включая изменение свойств подстилающей поверхности; на суточный ход облачности в связи с суточным ходом других метеорологических элементов. Такая схема прогноза является общей для большинства метеорологических элементов: перемещение (адвекция) + эволюция (трансформация) + суточный ход + влияние местных факторов Следует учитывать многообразие форм облаков при различных синоптических процессах. В первую очередь необходимо обращать внимание на те формы, которые преобладают, продолжают развиваться, имеют наибольшее влияние на условия погоды или связаны с выпадением осадков. Возникшая система облаков, особенно при ее большой начальной пространственной протяженности, может длительное время существовать н после того, как исчезнут факторы, которые вызвали ее ноягленпе. В дальнейшем эта система будет перемещаться (дрейфовать), постепенно распадаясь. Остатки ее могут оказаться в районе, весьма удаленном от района начального образования. Чем выше облака, тем обычно медленнее протекают процессы их распада. Прогноз количества и формы облаков основывается, таким образом, на прогнозе синоптического положения. Для различных типов синоптических процессов характерно наличие следующего количества облаков по градациям:1. Ясно (О баллов). В холодную половину года — центральные части антициклонов, оси барических гребней, ночью иногда тыловые части циклонов (при большой сухости и устойчивой стратификации холодного воздуха покровом). Признаком ночных прояснений в тылу циклона часто служит интенсивный рост давления.2. Небольшая облачность (О—3 или 2—5 баллов). Характерныеформы облаков днем — кучевые, в остальное время суток — слоисто-кучевые, высоко-кучевые, разорванно-слоистые (приподнятый туман).Синоптические условия те же, что и для ясной погоды, но при не сколько большей влажности воздушных масс. В общих прогнозах погоды термином «небольшая облачность» характеризуют также тонкие (просвечивающие) облака верхнего и среднего ярусов независимо от их количества. Они наблюдаются преимущественно летом в передней части циклона при первых признаках приближения теплого фронта или фронта окклюзии. Зимой облака верхнего и среднего ярусов часто замаскированы более низким слоем St или Sc.3. Переменная облачность (3—7 или 6—9 баллов). Характерные формы облаков — кучевые, кучево-дождевые, слоисто-кучевые, высоко-кучевые, разорванно-слоистые. Такая облачность типична для неустойчивых воздушных масс, а также для фронтов, особенно в дневные часы.В холодное полугодие — в тыловых частях циклонов при значительной влажности неустойчивой воздушной массы, особенно в прибрежных районах, когда воздушные массы перемещаются с моря на сушу.В теплое полугодие - в антициклонах (особенно на их окраинах), в малоградиентных (размытых) барических полях, включая седловины, особенно при наличии размытых фронтов, в тыловых частях циклонов, в теплых секторах циклонов (при значительной влажности и неустойчивости теплого воздуха). 4. Резко меняющаяся облачность (0—10 баллов). Основная форма — кучево-дождевые облака, обычно сопровождающиеся разо-рванно-слоистыми облаками. Между последовательно проходящими через пункт облаками СЬ наступают прояснения, иногда полные.В любое время года подобные условия могут наблюдаться в тылу циклона при большой неустойчивости холодной массы или при прохождении вторичных холодных фронтов и линий неустойчивости5. Облачная с прояснениями погода (7—10 баллов с кратковременными уменьшениями облачности). Основные формы облаков те же, что и при переменной облачности, но чаще всего отмечаются слоисто-кучевые облака. Аналогичны и синоптические условия, особенно размытые фронты и процессы, при которых происходит уменьшение неустойчивости влажной воздушной массы и облака кучевых форм растекаются по горизонтали, превращаясь вслоисто-кучевые.6. Значительная облачность (8—10 баллов с возможными отдельными уменьшениями до 5 баллов). Условия те же, что в предыдущем случае, но при еще большем развитии облачности4. Сплошная облачность (10 баллов). Основные формы облаков — слоистые, слоисто-кучевые, слоисто-дождевые, плотные высокослоистые.В холодную половину года сплошная облачность наблюдается в основном в зонах теплых фронтов и фронтов окклюзии, в центральных частях и теплых секторах циклонов, а также на окраинах антициклонов, особенно на северных, примыкающих к теплым секторам циклонов. При значительной влажности воздуха даже центральная часть антициклона может быть занята сплошной слоистой или слоисто-кучевой облачностью. Это же относится к барическим седловинам, пологим барическим гребням, тыловым частям циклонов.В теплую половину года сплошная облачность наблюдается преимущественно перед линией теплого фронта и вблизи центра циклона.При оценке факторов, влияющих на образование и эволюцию систем облаков, наибольшее внимание уделяется: фронтальным разделам и слоям инверсии; влажности и устойчивости воздушных масс; изменению температуры и влажности в процессе перемещения воздушной массы, в частности, изменению дефицита точки росы Т — Td в приземном слое и на высотах; вертикальной составляющей скорости ш; температуре на верхней границе облаков для косвенной оценки возможности появления ледяной фазы в облаке и выпадения осадков.
54.Прогноз гололеда и изморози. Прогноз обледенения самолетов и морских судов. Гололедом называется отложение льда на любых предметах (преимущественно с наветренной стороны) или на поверхности земли, обусловленное осаждением и замерзанием переохлажденного дождя, мороси или тумана при отрицательной температуре в приземном слое воздуха. Изморозью называются отложения льда на ветках деревьев, проводах, травинках и т. п., нарастающие главным образом на наветренной стороне. Различают кристаллическую и зернистую изморозь. Кристаллическая изморозь состоит из кристаллов льда нежной тонкой структуры, легко осыпающихся при встряхивании. Образуется в результате сублимации водяного пара в тихую погоду, особенно ночью, чаще всего при температуре воздуха от —5 до —20° С. Зернистая изморозь — снеговидный, рыхлый лед аморфного строения. Образуется в туманную, преимущественно ветреную погоду за счет намерзания переохлажденных капель тумана при температурах воздуха от 0 до —10° С, иногда и при более низких температурах. Гололедицей называется лед на поверхности земли, образовавшийся после оттепели или дождя в результате наступления внезапного похолодания, а также вследствие замерзания мокрого снега или капель дождя и мороси от соприкосновения с сильно охлажденной поверхностью земли. Аналогичные обледенелые снежные наросты образуются на проводах, деревьях и других предметах после выпадения мокрого снега с наступлением похолодания. Отложения гололеда, изморози и замерзшего мокрого снега часто приводят к обрыву проводов и падению опор, что нарушает работу линий связи и электропередачи. Ледяная корка — слой льда на поверхности почвы или снежного покрова. Ледяная корка на поверхности почвы называется притертой ледяной коркой, а на поверхности снега висячей ледяной коркой или настом. После выпадения снега ледяная корка (наст) может оказаться внутри снежного покрова. Иногда таких корок несколько и в разрезе снежный покров имеет слоистую структуру с чередованием рыхлых и уплотненных слоев. Ледяная корка может вызвать гибель озимых посевов, а в районах пастбищного содержания скота в зимних условиях приводит к гибели животных, особенно северных оленей. К особо опасным метеорологическим явлениям относятся: гололед — при отложениях льда на проводах и сооружениях толщиной 20 мм и более; изморозь — при обложении 50 мм и более; сложное отложение льда и мокрого налипшего снега — при толщине 35 мм и более; гололедица — при наличии льда или замерзшей воды на дорожных покрытиях; затрудняет или прекращает движение транспорта; притертая ледяная корка и наст на больших площадях, занятых озимыми посевами и пастбищной растительностью. Прогноз гололеда основывается на прогнозе условий, благоприятствующих его образованию. Внутри воздушных масс гололед образуется в зонах адвекции тепла при отрицательной температуре в приземном слое, если имеется достаточно мощная слоистая облачность, из которой возможно выпадение мороси. Фронтальные гололеды наблюдаются преимущественно перед теплыми фронтами и теплыми фронтами окклюзии в связи с выпадением переохлажденного дождя. Такие гололеды наиболее интенсивны и опасны.Наиболее сильные гололеды наблюдаются при интенсивных атмосферных процессах, при которых контрасты температуры во фронтальной зоне достигают более 10° С на 500 км. В отдельных случаях гололеды связаны с медленно перемещающимися холодными фронтами первого рода, особенно если на них возникают фронтальные волны. Прогноз этого явления облегчается, когда можно предсказать перемещение зоны с уже наблюдающимся гололедом. Для прогноза гололеда должны быть использованы результаты прогноза осадков и их агрегатного состояния, а также прогноза температуры. Прогноз должен быть согласован с прогнозом перемещения зоны осадков и линии фронта (в случае фронтального гололеда). Рекомендуется проводить дополнительный расчет вероятности гололеда с использованием карты АТ850. Для этого вычисляется адвективное изменение на предстоящие 24 часа, к которому вносится поправка на трансформацию воздушной массы. Прогноз изморози может быть дан тогда, когда ожидается возникновение тумана при отрицательных температурах. Помимо адвективных туманов, к образованию изморози может привести и наличие адвективно-радиационных туманов и даже чисто радиационных туманов (например, в центральной части антициклона), если продолжается охлаждение воздуха в приземном слое способствующее сублимации водяного пара и осаждению капелек тумана, замерзающих при соприкосновении с ледяными частицами. Структура отложений зависит от размеров капель тумана, что в свою очередь определяется водностью тумана. Если капли тумана меньше 20 мкм, образуется изморозь, если больше 20 мкм —■ гололед. Кристаллическая изморозь образуется в основном в малоградиентных барических полях. Поэтому она часто возникает в центральных частях антициклонов, перемычках повышенного давления, в заполняющихся циклонах и барических ложбинах, при уменьшении облачности до 1—4 баллов. При этом необходимо наличие приземной инверсии температуры. Дефицит точки росы на нижней границе инверсии должен быть менее 2° С, а на верхней — более 2° С. Прогноз обледенения самолетов Обледенением самолета называется отложение льда на плоскостях и других частях самолета во время полета. Отложения льда или изморози при стоянке самолета на аэродроме обычно называют обмерзанием самолета. Обледенению могут подвергаться любые летательные аппараты (вертолеты, дирижабли). При одних и тех же условиях полета самолеты одних типов обледеневают сильно, других — менее интенсивно, а некоторые самолеты не обледеневают совсем. Самолеты новых конструкций имеют меньше выступающих деталей и отличаются большими скоростями полета (внешние поверхности при полете нагреваются), поэтому они менее подвержены обледенению.Обледенение нарушает аэродинамические свойства самолета, работу приборов и двигателей, связь, ухудшает видимость (обледенение кабины пилота), может вызвать опасные для прочности самолета вибрации и даже привести к катастрофе. По форме различают следующие виды отложений льда: профильное (идеальное), повторяющее профиль поверхности, на которой происходит отложение; желобковое (корытообразное), имеющее выемку в средней части вследствие сдувания части капель на выступе крыла или подтаивания льда в месте наибольшего нагрева; неправильное (бесформенное) — неопределенной формы за пределами лобовой части крыла.Профильное отложение характерно для переохлажденных облаков малой водности при низкой температуре (обычно ниже —20е С),когда все осевшие капли замерзают, повторяя форму поверх
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|