Определение характеристик облачности на аэрод ромах

На аэродромах опред еляют ся след ующ ие характ еристики облаков: количест во, форма и высота нижней границы.

Количество облаков ил и облачность - это степень закрытия небесного свода облаками. Количест во облаков выражается в октантах. Один октант означает, чт о одна восьмая часть небосвода закрыт а об лаками. Восемь окт ант ов - весь небосвод закрыт облаками. Для оценки мет еорологических 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 общ ее количество облаков (общ ую облачность) и количество облаков нижнего яруса или облаков вертикального развития. Количество облаков оценивается визуально.

Форма облаков также определяется визуально. Для определения формы об лаков об ычно используется “Атлас облаков”, где помещ ены фотографии облачност и. При определении формы облаков учитывают их внешний вид, высоту расположения, об щее состояние погоды, характер выпадающих осадков и различные опт ические явления, присущ ие т ем или другим облакам.

Высота нижней границы облаков - э то расстояние по верт икали от земной поверхности до нижнего основания облаков (измеряет ся в метрах). Высота НГО определяет ся с помощью приборов, принцип д ействия которых основан на шаропилотном, импульсно-свет олокационном, лазерном и других методах . Кроме эт ого, на каждом аэродроме для измерения высот ы НГО используются самол еты и вертолеты.

При помощи шаров-пил отов нижняя граница облаков может быт ь определена как в светлое, так и в темное время суток. Шар-пилот предст авляет собой небольш ой резиновый ш ар, наполненный водородом. В своб одном полете ш ар-пилот переносится в горизонтальном направлении и одновременно, под воздействием своб одной подъемной силы, перемещается вверх. Свободная подъ емная сила равна разности веса оболочки ш ара с водородом и веса вытесненного им воздуха. Скорость подъема ш ара зависит от свободной подъемной силы и размеров шара и может быть определена по специальным таблицам. Наблюд ая в теодолит или бинокль за шаром-пилотом, выпущенным в свобод ный полет, определяют с помощью секунд омера время о т момент а выпуска шара до его вход а в облако (ш ар начинает т уманиться). Высот а НГО рассчитывает ся по формуле:

Н НГО =W t , (6.1)

где: Н - высота, м;

W - верт икальная скорост ь подъема шара-пилота, м/мин;

t - время, мин.

При определении высот ы НГО в темное время суток, когда шар не виден, к нему прикрепляют легкий источник света - специальный фонарик со свечой или маломощ ной лампочкой накаливания с б атар ейкой. Этот метод определения высоты НГО достаточно прост и доступен. Его недост атки: значительная погрешность, длительная и трудоемкая подготовка к измерениям, ограниченность применения при облаках менее 4 октантов и направлениях вет ра, при которых шар уносится от облаков (к просвет ам).

В светолокационных установках высота НГО определяется по времени t, за которое свет проход ит пут ь от т очки измерения до облака и обратно. Так как скорость свет а известна (С ≈ 3×108 м/с), то, измерив t, можно определить Н по формуле:

C t

H НГО = (6.2)

Установки этого типа не треб уют измерительной базы, так как посылка светового импульса и прием его после от ражения от облака производится в одной точке. Измерения с помощью таких уст ановок могут провод иться в любое время сут ок. Учитывая большую скорость света, такие установки обеспечивают измерение t с высокой точностью (до 10-7с). При такой точности измерение высоты низкой облачности возможно с 30 м. Светолокационные

установки позволяют получат ь высот у НГО непосредственно в мет рах. Основными приборами для измерения высоты НГО в аэропорт ах являются: измеритель высоты нижней границы облаков (ИВО) и регистрат ор высоты нижней границы облаков (РВО).

ИВО - это дист анционный прибор, позволяющий измерять высот у НГО в любое время года и суток непосредственно над местом установки аппарат уры при отсутствии т умана и сильных осадков. При сильных осадках и тумане ИВО не может работат ь, так как туманы и

осадки отражают и рассеивают посылаемые прибором импульсы света и они до облака не доходят. В т аких метеоусловиях с помощью ИВО определяется вертикальная видимост ь. Светолокатор ИВО состоит из передатчика свет овых импульсов, приемника отраженных импульсов и пульта управления, соединенных между собой кабелями (рис. 6.4).

РВО предназначен для автоматического измерения и регист рации высот ы НГО. РВО является усовершенст вованным вариантом ИВО. Принцип работ ы тот же, но результат наблюдений записывает ся на специальную лент у. В РВО имеется сигнализация (звуковая и свет овая), указывающ ая на появление низких облаков с НГО, равной установленному минимуму или ниже его для данного аэродрома.

Рис. 6.4. Принцип действия светолокатора ИВО:

а) подача и получение сигнала;

б) изображение отраженного от облака сигнала на трубке отметчика

Важным преимуществом РВО является выносной пульт упр авления, кот орый 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 определят ь высот у нижней границы облаков над местом уст ановки приб ора. Его можно применять в любое время суток, если нет умеренных и сильных осадков, тумана и г устой 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 предст авляет собой некоторое пространство с постепенным ухудшением видимости с высотой. Под плот ной част ью облака находит ся предоблачный слой, в кот ором можно видеть две части: слой от уровня конденсации до “видимой” части облака - слой дымки и слой от нижней границы облака до наиболее плотной ее част и - перех одный слой. Определит ь высоту самого нижнего уровня облаков можно только с помощью самолет а. Все ост альные инструментальные методы (ш ар-пилот, светолокационные уст ановки) д ают завышенную высот у НГО (рис. 6.5).

Р ис. 6.5. Способы измерения высоты нижней границы облачности

Шар-пилот некот орое время, после входа в облако, еще виден и лишь зат ем начинает “туманиться”. Световые импульсы, посылаемые приборами ИВО и РВО, также отражаются от более плотных слоев облачности, подоб лачная дымка этими приборами не фиксируется.

При измерении высот ы облаков с помощью самолет а за высоту НГО принято счит ать уровень пот ери летчиком четкой видимост и естественного горизонта при входе в облака и уровень обнар ужения его при выходе под облака. При эт ом от счет высоты должен производиться по барометрическому высот омеру. Следует учитывать, что в момент потери видимости горизонта наземные ориент иры еще просматриваются через подоблачную дымку (земля “т уманит ся”). В случ аях, когд а горизонт размыт (закрыт дымкой или осадками), высот а определяет ся по исчезновению видимост и наиболее удаленных земных ориентиров. В этих сл учаях при выходе из облаков за высоту облачности принимается т а высота, на кот орой летчик обнаруживает земные ориент иры в направлении полета. Практика полетов показывает, чт о уровень потери ест ественного горизонта наиболее точно совпадает с высот ой нижней границы облаков. Высота потери горизонта на взлете обычно больше высот ы обнаружения при посадке. Это об ъясняется известным т еорет ическим положением о т ом, чт о дальност ь обнаружения объекта всегд а меньше д альности пот ери его. По этой причине при зах оде на посадку летчики сооб щают высот у облачности несколько ниже, чем на взлете. Практика полетов показывает также, что с поршневых самолетов вы сота облаков определяет ся точнее, чем с борт а реактивных самолетов, т ак как чем больше скорость полета, тем сложнее об нар ужить горизонт при посадке и легче пот ерят ь его на взлете.

Точность измерений высоты нижней границы облаков, желательная д ля об еспечения полетов, предст авлена в таблице 12.1.

Определение различных параметров облачности и обнаружение опасных для авиации явлений погоды проводит ся также при помощ и мет еорологических радиолокаторов (МРЛ ), работающ их в миллимет ровом и сантиметровом диапазонах, и мет еорологических искусственных спут ников Земли (МИСЗ).

С помощ ью МРЛ можно получить информацию в радиусе до 300 км от пункта

наблюдения о мест оположении очагов ливней и гроз; об облачных сист емах, их перемещ ении и развит ии; высот е нижней и верхней границ облачности; о наличии б езоблачных прослоек.

Информация об облачности, получаемая при помощи МИСЗ, облад ает очень ценными качествами, такими как: глобальность, прост ранственная непрерывность, быстрота и синхронность получения данных с больших площад ей, а также возможность непосредственной ее передачи в крупные метеоцентры и метеоподразделения. Информация об облачности представляется в вид е фотомонтажей и карт нефанализа.

Фотомонтаж – первичный, наиболее информативный вид данных МИСЗ об облачност и. По нему наиболее точно можно определить количест во и форму об лаков, их ст рукт уру, особенности расположения об лачных полос.

Карты нефанализа представляют собой схемы телевизионных (ТВ) и инфракрасных (ИК) снимков облачности, дет али изображения которой с помощью условных обозначений и с учет ом масшт аба нанесены на бланки-карты. На карты нефанализа наносят : границы районов со сплошной (80…100% площади покрыто облаками), значительной (50…80%) и небольш ой (20…50%) облачностью, а также границы районов с ясной погодой (20% и менее). В пределах облачного массива указывают основные формы облаков (слоистооб разные, кучевообразны е и волнист ообразные), ориент ацию об лачных полей и полос, а также центры облачных вих рей и районы со снежным и ледяным покровом. Т.е., карт ы нефанализа содержат общ едост упную, об общенную, схематическую характ еристику облачных полей и подстилающей поверхности.

При наблюдениях за облачностью на аэродромах и сооб щениях о ней в сводках

фактической погоды необходимо выполнят ь следующие требования:

1. На аэродромах, оборудованных системами точного захода на посадку, высота нижней границы облачности определяется с помощью дат чиков, установленных в районе БПРМ. Пр и отсутствии таких систем могут использоваться как эти так и другие датчики, показания которых от ображают условия, характерные для лет ного поля.

2. Высота облаков нижнего яруса определяется инструментально. При от сутст вии инст рументальных средст в, а т акже в случаях, когда в слое облачности имеются значительные разрывы и ее высот а не может б ыть измерена инст рументально, она оценивается по д анным экипажей воздушных суд ов или визуально. Если по данным экипажей высот а облачности отличается от сообщенной в последней сводке, по запросу руководителя полет ов (д испетчера) наблюдатель проводит конт рольный замер и, при необходимост и, выпускает уточненную сводку погод ы.

3. При т умане, осад ках или других явлениях, когда сост ояние неба определит ь невозможно, результат ы инструментальных измерений указываются в сводках как вертикальная видимость.

4. В местны х сводках погоды и на погодных д исплеях высота нижней границы облачност и (вертикальная вид имость) указывается до высоты 150 м включит ельно через

10 м, выше 150 – через 30 м. В сводках METAR/SPECI высота нижней границы облачности указывает ся в величинах, кратных 30 м до высот ы 3000 м и крат ных 300 м на высотах более

3000 м. Вертикальная видимость указывается только до высот ы 600 м в величинах, крат ных

30 м.

5. При определении высоты об лаков в районе БПРМ, расположенном выше или ниже порога ВПП более, чем на 10 м, в измеренное значение вводится поправка на разность высот. Поправка вычитает ся, если БПРМ находится ниже и прибавляется, если БПРМ нах од ится выше порога ВПП.

6. На аэродромах, где из-за местных особенностей межд у БПРМ и ВПП возникает низкая облачность, данные о ее высот е, сооб щаемые э кипажами воздушных судов, включаются в сводки погод ы во всех случаях, когда эт а высота ниже значений, полученных с помощью наземных наб людений.