Метеорологические условия полётов в слоистых облаках и под облаками

Слоистые облака наряду с разорвано - слоистыми и разорвано дождевыми располагаются ближе всего к земной поверхности. Они чаще всего образуются в подинверсионных слоях, когда воздух достигает насыщения. Высота их нижней границы составляет обычно 100..300 м, но может быть и ниже 50 м, в отдельных случаях облака могут опускаться до земной поверхности. Вследствие больших колебаний высоты нижней границы полёты на малых и предельно малых высотах под облаками сильно осложняются, особенно полёты по правилам визуального полёта (ППП). Если местность пересечённая и вершины возвышенностей закрываются, визуальные полёты под облаками невозможны.

Температура на верхней границе облаков изменяется в зависимости от сезона года, широты места и синоптических условий образования облаков. Наиболее существенные изменения имеют сезонный ход.

По теоретическим расчётам излучение капель, составляющих слоистые облака, не компенсируются противоизлучением надоблачной атмосферы, в результате чего происходит охлаждение облака у верхней границы, подтверждаемое данными самолётного зондирования, Таким образом, если слоистые облака существуют определённое время, то температура на их верхней границе будет со временем понижаться. Это создаёт благоприятные условия для инверсии. Последняя в свою очередь способствует образованию сдвига ветра, значительная величина которого усложняет полёты. Кроме того, температура на верхней границе облака и в самом облаке в холодный период года отрицательная, что создаёт условия для обледенения самолётов. Причём чем длиннее полёт, тем больше толщина отложения льда.

Слоистые ледяные облака в большинстве случаев состоят из капель от 1…2 мкм до 20…22 мкм (преобладают капли 4…6 мкм). Водность облаков при изменении температуры от - 15 до 10 С увеличивается с 0,06 до 0,30 г./м. Следуя за распределением водности, при отрицательной температуре обледенение наиболее интенсивно в средней и верхней частях переохлаждённого облака.

Слоистые облака характеризуются повышенной турбулентностью, коэффициент турбулентности в них примерно на 20% больше, чем в безоблачной атмосфере. Высота нижней границы слоистых облаков довольно быстро претерпевает изменения как во времени, так и в пространстве. Происходит это за счёт волновых колебаний слоя инверсии, под которым располагаются облака, и вследствие интенсивной турбулентности, наблюдающейся вблизи основания облаков. Турбулентность вызывает местные понижения и повышения температуры (вследствие подъёма и опускания воздуха). Понижение температуры усиливает конденсацию водяного пара, повышение ослабевает её. В результате указанных процессов нижняя граница облачности испытывает колебания. Эти колебания дополнительно усугубляются неровностями почвы и неоднородностью подстилающей поверхности. Однако в целом турбулентность в облаках слабая, полёт обычно бывает без существенной болтанки. Под слоистыми облаками полёт осложняется двумя основными факторами: выпадающими осадками и характером структуры нижней границы облаков. Оба фактора при одинаковой их направленности могут создать условия нелётной погоды. Из слоистых облаков могут выпадать моросящие осадки - мелкие капли дождя (диаметром 0,5 мм), в холодное время года - очень мелкие снежинки и снежные зёрна. Хотя интенсивность моросящих осадков небольшая, они сильно ухудшают видимость.

Значительную сложность для полётов создаёт плохая видимость под облаками. Связано это со сложной структурой нижней границы низких слоистых облаков. Их нижняя граница неровная, представляет собой слои переменной оптической плотности, находящейся в колебательном движении. В этом слое постепенно ухудшается видимость от лёгкого помутнения до полной её потери.

Рис. 1. Схема структуры нижней границы низких слоистых облаков: 1 - уровень конденсации, нижняя граница предоблачного слоя, начало образования дымки; 2 - верхняя граница предоблачного слоя; 1 - 2 - слой дымки; 2 - 3 - переходный слой; 1 - 3 - предоблачный слой

Плотной части облака предшествует предоблачный слой. Его толщина может быть меньше 50 м у облаков, возникших под слоем инверсии сжатия (в антициклонах), и доходить до 200 м у подинверсионных облаков, образовавшихся в относительно тёплом влажном воздухе, перемещающемся по холодной подстилающей поверхности. В летнее время основание низких облаков обозначается более чётко, чем зимой, и соответственно предоблачный слой летом бывает тоньше, чем зимой.

Толщина слоя предоблачной дымки и сама высота нижней границы слоистых облаков существенно связаны с температурой и влажностью воздуха. Чем больше влажность и ниже температура, тем ближе к земной поверхности расположены облака, и предоблачный слой может опуститься до земли, если высота и метеорологическая дальность видимости меньше предусмотренных минимумами.

Распределение горизонтальной метеорологической дальности видимости под слоистыми и слоисто-кучевыми облаками: 1 - St, H ≤ 150 м; 2 - St, 150 ≤ H ≤ 200 м; 3 - Sc, H = 200…400 м; 4 - Sc, H = 4000…800 м

Подоблачная дымка при низких облаках значительно осложняет взлёт и особенно посадку, так как наклонная видимость сильно уменьшается.