Условия полетов воздушных судов на больших высотах вблизи тропопаузы в нижней стратосфере

Обновлено: 16.04.2024

1. ТЕМА 7 Особенности метеоусловий полетов в тропосфере на разных высотах

В соответствии с существующей классификацией по высоте
полеты подразделяются на:
полеты на предельно малых высота - до 200 м
(включительно) над рельефом местности или водной
поверхностью.
полеты на малых высотах - выше 200 м и до 1000 м
(включительно) над рельефом местности или водной
поверхностью;
полеты на средних высотах - выше 1000 м и до 4000 м
(включительно) от уровня моря;
полеты набольших высотах - выше 4000 м и до 12000 м
(включительно) от уровня моря;
- полеты в стратосфере - выше 12000 м от уровня моря
По стандартам ИКАО при обозначении высоты применяется
понятие эшелона и ед. изм.- футы. Например:FL240 — эшелон
24000 футов.

Средняя температура на уровне тропопаузы в районе полюса зимой
около -65°С, летом -45°С, над экватором в течение года -60°С и ниже.
При значительных колебаниях высоты тропопаузы, температура на
ее уровне существенно изменяется.
Поле высоты тропопаузы формируется под воздействием среднего
поля температуры тропосферы. Распределение высоты зависит от
следующих факторов:
- радиационного баланса, который определяется высотой Солнца над
горизонтом (широтой места);
- циркуляционными процессами;
- характером подстилающей поверхности и рельефа.

В тропосфере при определенных циркуляционных
процессах на тропопаузе могут возникать разрывы. Это
обусловлено сближением холодного воздуха
умеренных широт и теплого воздуха тропической зоны,
имеющих разную высоту тропопаузы ( 30 – 40° с. и
ю.ш.). Расположенную ниже с более высокой
температурой тропопаузу называют полярной, а более
высокую и холодную - тропической.Тропопауза
является задерживающим слоем, это обусловлено
характером распределения температуры с высотой в ее
слое. Как задерживающий слой тропопауза
препятствует переносу аэрозолей и водяного пара. Под
тропопаузой скапливаются атмосферные примеси. В
результате радиационного охлаждения примесей под
тропопаузой, температура понижается, водяной пар
становится насыщенным и начинается образование
облаков (верхнего яруса). Поэтому видимость под
тропопаузой ухудшается, небо приобретает
белесоватый вид.

Слой тропосферы, непосредственно прилегающий к
нижней границе тропопаузы, характерен наличием
турбулентности. Этому способствуют значительные
вертикальные градиенты температуры, вызывающие
возникновение вертикальных движений воздуха.
Существенное значение в образовании зон болтанки имеет
крутизна тропопаузы на том или ином ее участке. Болтанка
будет более интенсивной на тех участках, где тропопауза
имеет крутой наклон или претерпевает разрыв. Угол
наклона тропопаузы вычисляется путем деления разности
между высотами тропопаузы в двух соседних точках на
расстояние между ними ( при вычислении единицы
измерения должны быть приведены в километры). При
крутизне тропопаузы 1/300 и наличии сильных ветров
может возникнуть зона значительной болтанки. Большой
наклон тропопаузы часто связан с прохождением резко
выраженного холодного фронта.

В области тропопаузы и над ней возможно встреча
с кучево-дождевыми облаками, особенно в теплое
время года в зонах холодных фронтов, в том числе
с вершинами наиболее развитых облаков выше
тропопаузы. Обычно под тропопаузой или вблизи
нее при наличии струйного течения (СТ),
располагается ось этого течения. В зависимости от
положения оси создаются различные условия для
турбулентности. Более сильная турбулентность, а,
следовательно, и более вероятная болтанка
наблюдается там, где наиболее значительные
вертикальные градиенты скорости ветра.

7. Струйное течение

Струйное течение
Тропосферное струйное течение — перенос воздуха в
виде узкого течения с большими скоростями в верхней
тропосфере и нижней стратосфере, с осью вблизи
тропопаузы; в полярных широтах — также и на более
низких уровнях.
Длина С. Т. порядка тысяч километров, ширина порядка
сотен километров, вертикальная мощность порядка
нескольких километров. Максимальные скорости ветра
на оси могут достигать 50 и 100 м/с; условно
принимается за нижний предел 30 м/с. Сдвиг ветра в
области С. Т. около 5—10 м/с на 1 км по вертикали и 10
м/с и более на 100 км в горизонтальном направлении.
Имеются также и стратосферные струйные течения, до
высот порядка 60 км .

8. Схема струйного течения

В тропосфере струйные течения особенно часто
обнаруживаются в субтропических широтах, где они хорошо
выявляются и на многолетних средних картах
(субтропическое струйное течение). Но они наблюдаются
также и в средних и высоких широтах ( арктическое струйное
течение, полярнофронтовое струйное течение).
Над каждым полушарием всегда можно найти несколько
тропосферных С. Т., не огибающих Землю непрерывно, в
общем направленных с запада на восток.

10. Местоположение зон болтанки в струйном течении

11. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПОЛЕТОВ В ЗОНАХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ

1.Если при полете наблюдается попутное СТ, необходимо использовать его.
При этом рекомендуется лететь в центральной его части или на правой стороне.
2.Встречное СТ рекомендуется обходить с левой стороны СТ по полету.
3.Пересекать СТ можно ниже оси на 1,5-2,0 км или выше тропопаузы.
4.При попадании в зон болтанки, связанную с попутным СТ, необходимо
изменить эшелон или уклониться вправо (с учетом отклонения температуры от СА).
5.Пересекать тропопаузу в зоне СТ не рекомендуется.
6.При обнаружении СТ командир ВС обязан немедленно сообщить
диспетчеру о его направлении, скорости и явлениях, связанных с ним.
7.Обнаружить СТ в полете можно по облачным полосам, тянущимся вдоль
его направления, и по сносу самолета, при этом:
если наблюдается сильный левый снос и температура воздуха повышается,
то ВС входит в СТ с левой стороны;
если наблюдается сильный правый снос и температура воздуха понижается,
то ВС входит в СТ с правой стороны;
если при горизонтальном полете вдоль СТ температура воздуха остается
постоянной, а путевая скорость увеличивается (уменьшается), то СТ попутное
(встречное).

Для прогноза ОЯ на разных высотах составляют
-карты особых явлений погоды для высоких уровней (от
400 до 150 гПа)-(FL 250 -630)
- карты особых явлений погоды для средних и высоких
уровней (от700до150гПа)-(FL100-450)
- карты особых явлений погоды для низких уровней (ниже
700 гПа)-(FL 100)
- карты погоды ветра и температуры воздуха для
стандартных изобарических поверхностей. Указанные
карты составляются на фиксированные сроки 00, 06, 12 и
18 часов по UTC, а срок действия их считается по 3 часа в
обе стороны от фиксированного времени.

На картах АКП особых явлений отражаются сведения,
касающиеся:
а) гроз;
б) тропических циклонов;
в) линий сильных шквалов;
г) умеренной или сильной турбулентности ( в облаках
или при ясном небе);
д) умеренного и сильного обледенения;
е) обложной песчаной ( пыльной бури);
ж) атмосферных фронтов (положение, скорость и
направление движения);
з) высоты тропопаузы;
и) струйных течений;
к) места вулканических извержений,
сопровождающихся появлением облаков пепла,
названия вулкана
, времени первого извержения (если известно);
л) облачности, связанной с особыми явлениями.

сот м до 1-3 км. Под тропопаузой понижение температуры с высотой замедляется, а в самой тропопаузе сменяется инверсией, изотермией или незначительным падением температуры с высотой. Эти слои являются задерживающими, т.к. препятствуют развитию вертикальных токов, гасят турбулентность, задерживают проникновение водяного пара, пыли, облачных элементов в вышележащие слои. Вследствие этого под ней возникает дымка, ухудшается видимость.

Тропопауза тормозит рост облаков вертикального развития, поэтому под ней наблюдаются вершины кучево-дождевых облаков. Под тропопаузой располагаются и облака верхнего яруса. Почти 80 % облаков верхнего яруса связано с атмосферными фронтами, причем чаще всего они образуются на теплом фронте. Средняя вертикальная протяженность фронтальных облаков верхнего яруса 2,3-2,5 км, внутримассовых – 1 км. Метеорологические условия полетов в облаках верхнего яруса зависят от их формы: в перисто-слоистых облаках полет происходит более спокойно, чем в перисто-кучевых. Видимость изменяется от нескольких десятков м до нескольких км. В перисто-слоистых она лучше, чем в перистых и перисто-кучевых облаках. Обледенение ВС в облаках верхнего яруса бывает редко, т.к. они состоят из ледяных кристаллов. При длительном полете в облаках верхнего яруса может возникнуть статическая электризация самолета (вызывается электризация трением кристаллов льда о поверхность самолета, и самолет получает отрицательный заряд. Она может нарушить работу радиосвязи и радиокомпаса). В облаках, особенно связанными со струйными течениями, может наблюдаться болтанка, которая в большинстве случаев бывает слабая и лишь изредка сильная. В местах, где под тропопаузой наблюдаются вершины

кучево-дождевых облаков, создаются сложные условия для полета. Эти облака имеют большую плотность, неоднородное строение, значительную водность,

в них содержатся ледяные кристаллы и переохлажденные капли. При таких условиях возможны интенсивное обледенение, сильная болтанка, электризация самолета, в отдельных случаях – осадки (крупа, мелкий град), не исключены электрические разряды. Опасность полетов в этих облаках повышена из-за того, что они часто закрыты облаками верхнего яруса, и попасть в них можно неожиданно. Под тропопаузой за самолетом нередко образуются конденсационные следы. Они возникают за счет конденсации водяного пара, выделяющегося при сгорании топлива и быстрого превращения капель воды в кристаллы льда. По своей структуре они напоминают перистые, перисто-кучевые, а при растекании – перисто-слоистые облака.

Для оценки условий полета следует знать данные о высоте тропопаузы.

Высота тропопаузы может быть от 6 до 12 км в северных и умеренных широтах, от 8 до 15 км в южных и от 14 до 19 км над экватором. Вблизи φ = 30-40° с.ш.

и ю.ш. тропопауза имеет разрыв – это обусловлено перемещением и сближением холодного воздуха умеренных широт и теплого воздуха тропической зоны, имеющих свои тропопаузы. Изменение высоты тропопаузы зависит от сезона

года и синоптических условий. Над холодными циклонами она понижается,

над теплыми антициклонами повышается. При приближении теплого фронта тропопауза повышается, достигая максимальной высоты после его прохождения. Для холодного фронта наоборот. На участке маршрута полета, где тропопауза имеет большой наклон (более 1/300), можно встретить болтанку любой интенсивности от умеренной до сильной. Угол наклона тропопаузы – вычисляется путем деления разности между высотами тропопаузы в двух соседних пунктах на расстояние между ними, выраженное в км.

На средних, больших высотах и особенно в стратосфере в целом наблюдаются более благоприятные метеорологические условия, чем на малых высотах, что объясняется сравнитель­но меньшей повторяемостью облачности и опасных явлений по­годы. Однако практика показывает, что и на этих высотах достаточно часто встречаются метеорологические факторы, не только затрудняющие выполнение полетов, но и представ­ляющие прямую опасность для них. При этом наиболее сложные метеоусловия отмечаются на средних высотах из-за обледене­ния, болтанки, электризации в облаках.

При полетах на больших высотах к неблагоприятным ме­теорологическим факторам относятся: кучево-дождевая (гро­зовая) облачность, сильная турбулентность в этих облаках и в ясном небе, струйные течения, значительные положитель­ные отклонения температуры воздуха от стандартных значений.

Для объективной сценки метеорологических условий на данных высотах командиры частей (руководители полетов) кроме данных о погоде в приземном слое должны иметь дан­ные о вертикальном распределении параметров атмосферы и [ их прогностические значения. Наряду с этим они должны

иметь четкое представление об условиях возникновения опасных явлений погоды и их влиянии на выполнение полетов.

§ I. Облачность и видимость.

На средних (1-4 км) и больших высотах (4-12 км или тропопауза) наблюдаются не только облака среднего и верх­него ярусов, но и облака нижнего яруса - слоисто-дождевые, слоисто-кучевые, мощные кучевые и кучево-дождевые. Харак теристики этих облаков были рассмотрены. Осредненные хара­ктеристики облаков среднего и верхнего ярусов приведены в табл. 16,17. Следует иметь в виду, что при выполнении полетов на средних высотах экипажи самолетов могут встре­тить облачность нижнего и среднего ярусов, а на больших высотах - облачность нижнего, среднего и верхнего ярусов одновременно. Такая многослойная облачность чаще всего наблюдается на атмосферных фронтах.

Полет на средних и больших высотах может выполняться в облаках, между слоями облаков и за облаками. Если полет на этих высотах происходит при облачности 7 баллов и более, он считается полетом в СМУ. Наиболее сложные метеорологи­ческие условия полетов из всех облаков среднего яруса на­блюдаются в плотных высококучевых и высокослоистых обла­ках, а из облаков верхнего яруса - в плотных перисто-ку­чевых и перисто-слоистых, главным образом из-за обледене­ния, болтанки, электризации.

В стратосфере облака встречаются очень редко преиму­щественно это вершины кучево-дождевых (грозовых) облаков. На высотах 20-30 км иногда наблюдаются перламутровые об­лака, которые возникают преимущественно зимой над горной местностью в полярных районах.


Для оценки характеристик облачности на средних и . больших высотах до начала полетов используются карты по­годы, аэрологическая диаграмма, данные радиолокационной и воздушной разведок погоды.

При анализе и оценке облачности по картам погоды оп­ределяют общее их количество, количество нижнего яруса, форму всех трех ярусов, а по данным разведки погоды, аэ­аэ­рологической диаграммы- вертикальную мощность облачных слоев и условия полетов.

Если нет данных разведки погоды и зондирования атмос­феры, характеристики облачности оцениваются по данным табл.11,16,17.


Уточнение пространственного положения облачных слоев производится по картам AT. О наличии или отсутствии обла ности судят по значениям дефицита точки росы, которые при - ведены в табл. 18.

Средние значения дефицита точки росы, используемые для выделения облачных слоев на картах AT и аэрологических диаграммах

Давление, гПа (Мбар)

Облака не наблюдаются

При промежуточных значениях дефицита точки росы счи­тается, что облачность неоплошная.

Наибольшую опасность для полетов на средних и больших высотах представляет мощная кучевая и кучево-дождевая об­лачность. Опасность обусловлена тем, что именно на этих высотах в облаках встречаются наиболее интенсивные обледенение, болтанка, электризация. Обход куче во-дожде вых (грозовых) и мощных кучевых облаков на заданном эшелоне - (высоте) допускается с разрешения органа управления на удалении не менее 10 км от облака, пролет между двумя об­лаками разрешается, если расстояние между ними не менее 30 км, а над верхней границей - с превышением не менее 500 м. Засветки от грозовых очагов, обнаруженных бортовым радиолокатором, рекомендуется обходить на удалении не менее 15 км, а пролетать, если расстояние между засветками не менее 50 км.

Обледенение в облаках во все сезоны года наблюдается преимущественно на средних высотах, за исключением лета.

Данные о повторяемости обледенения на различных высо­тах в течение года приведены в табл. 19.

Повторяемость (%) обледенения самолетов на различных высотах

Установлено, что в большинстве случаев оно наблюдается при температурах воздуха от 0° до -25°С.

Оценку возможности обледенения самолета на заданном эшелоне полета можно произвести по картам AT, используя данные о температуре воздуха и дефиците точки росы на вы­соте полета. Критические значения дефицита точки росы в заданном диапазоне температуры воздуха, при которых воз­можно обледенение самолета, приведены в табл. 20.

Значение температуры воздуха и дефицита точки росы, при которых на эшелоне полета наблюдается обледенение

Температура воздуха, С

Дефицит точки росы, С


Для оценки возможности обледенения в облаках можно использовать график (рис. 30), который позволяет также оп­ределить по истинной скорости полета температуру начала обледенения (Т н.о.).

При оценке обледенения необходимо учитывать темпера­туру кинетического нагрева передней кромки крыла, которая определяется по данным, приведенным в табл.21

Кинетический нагрев (с) передней кромки крыла в сухом воздухе и в облаках при различной скорости полета

Скорость полета км/ч

Следует иметь в виду, что входные каналы газотурбинных двигателей самолетов и вертолетов, а также защитные устройства (сетки) воздухозаборников самолетов подвержены обледенению при положительных температурах из-за адиабатического охлаждения воздуха до отрицательных его значения при высокой влажности. Летному составу нужно быть внимательным при оценке метеоусловий, особенно таких элементов как температура и влажность. При температурах воздуха 3-5°С и более и наличии низкой облачности нужно быть готовым к действиям в воздухе в условиях обледенения.

Во всех кучевообразных облаках среднего и верхнего ярусов (высококучевых, перисто-кучевых) наблюдается болтанка, но наиболее интенсивной она бывает в мощной кучевой!и кучево-дождевой облачности. Следовательно, оценку интенсивности болтанки можно качественно произвести по форме облаков конкретного яруса.

При оценке электризации самолетов в неконвективных облаках необходимо руководствоваться критериями, изложенными в предыдущей главе, учитывая, что чаще всего самолеты электризуются и поражаются разрядами атмосферного электричества при полете на средних высотах.

Из практики полетов установлено, что в облачности слоистых форм самолеты чаще всего (в 90% случаев) поражались на высотах от 1500 до 4000 м.

Видимость на средних высотах ухудшается выпадающими осадками и дымкой, которая наблюдается под задерживающими Слоями. Под задерживающими слоями подразумеваются слои Незначительного (0,2°/100 м) понижения температуры воздуха с высотой, слои изотермии и слои инверсии. Чем больше та­ких слоев ниже высоты полета, тем хуже наклонная ПВ неза­висимо от ГВ у поверхности земли. Положение задерживающих слоев можно определить по аэрологической диаграмме.

Видимость в облаках среднего и нижнего ярусов не Превышает 300 м. В облаках верхнего яруса она значительно лучше и может составлять несколько километров. В 34% слу­чаев она не превышает 500 м, в 47% - изменяется от 500 до 1ООО м, в 16% - от 1000 до 2000 м и только в 3% - более 2000 м. Наиболее плотными являются перисто-кучевые облака, наиболее мощными по вертикали - перисто-слоистые. Горизонтальная и наклонная видимость под тропопаузой ограничена из-за скопления пыли, продуктов сгорания и других примесей.

Визуальные наблюдения за самолетами в стратосфере, особенно в сторону верхней полусферы, значительно хуже, чем на средних и больших высотах. Поэтому в стратосфере легко потерять отставшие самолеты и при нарушении боевых порядков требуется большее время для их сбора.

Полеты в верхней тропосфере и нижней стратосфере при :ухудшенной видимости и облачности более. 5 баллов ниже вы­соты-полета происходят в условиях почти полного отсутствия визуальной ориентировки (в СМУ).

На средних, больших высотах и в стратосфере за само­летами часто образуются конденсационные следы, которые де­маскируют боевые порядки. Возникают они при определенных условиях температуры и влажности на высоте полёта.

Сочетание температуры и относительной влажности на различных высотах, при котором возможно образование кон­денсационных следов, приведено в табл. 22.

При выборе профиля, оценке условий полета и боевого применения на средних, больших высотах и в стратосфере необходимо знать и учитывать высоту и температуру тропопаузы, высоту, направление и скорость струйного течения, зоны болтанки самолетов, распределение температуры и ветра с высотой.

При оценке метеорологических условий на больших высотах и в стратосфере важно иметь четкое представление о положении тропопаузы. Это определяется следующим:

- тропопауза является границей между большими высотами стратосферой;

- уровень с минимальными температурами вблизи тропопаузы используется для разгона самолетов до максимальных сверхзвуковых скоростей;

- ниже тропопаузы на 1-2 км располагаются оси тропосферных струйных течений;

- верхняя граница перистых облаков чаще всего (в 81 - 83%) располагается на расстоянии +- 300 м от тропопаузы. За нижнюю границу тропопаузы принимается уровень устойчивого перехода к постоянной температуре или незначительному ее изменению. Толщина тропопаузы составляет от нескольких сотен метров до 1-1,5 км, а высота над умеренными широтами - 9-12 км.

Над СССР самая низкая тропопауза (4 км) наблюдается зимой в Якутии, а самая высокая (20-21 км) летом в Средней Азии и Закавказье. Выше тропопаузы обычно наблюдается инверсионное или изотермическое распределение температуры, которое способствует скоплению водяного пара, пыли, дыма ухудшению видимости.

По положению тропопаузы можно судить о верхней границе перистой облачности, вершинах кучево-дождевой облачности, об уровне с максимальными скоростями ветра. Верхняя граница перистых облаков достигает нижней границы тропопа­узы и проникает в нее только в 12% случаев. Тропопауза ограничивает рост кучево-дождевых облаков. Однако вершины кучево-дождевых облаков нередко пробивают тропопаузу и проникают в стратосферу. В отдельных случаях их превышение над тропопаузой было более 2000 м. Под тропопаузой в перистых и перисто-слоистых облаках наблюдается болтанка, наиболее интенсивная на нижней и верхней границах облаков. Пов­торяемость болтанки самолетов под тропопаузой (в слое 500-1000 м) достигает 70%.

При выполнении инженерно-штурманских расчетов, опре­делении практического потолка, характеристик скороподъем­ности, маневренности самолетов особое внимание обращается на положительные отклонения температуры воздуха от стандартных значений. В практике учитываются только положительные отклонения температуры не менее 10°.

При полете с заданным скоростным режимом по прибору повышения температуры воздуха по сравнению со стандартными приводят к падению тяги двигателей. Это происходит вследствие уменьшения плотности воздуха и массы воздуха, прохо­дящей через двигатель. Повышение температуры воздуха на 10° приводит к падению силы тяги на 4-9% в зависимости от типа двигателя. В этом случае для сохранения заданного ре­жима полета необходимо увеличить обороты двигателя на 1,7- 2,3%, что приводит к увеличению часового расхода топлива на такую же величину. Изменение температуры воздуха на 30° (при переходе от зимы к лету и наоборот) часовой расход топлива изменяется на 5-6%. Часовой и километровый расход топлива, как правило, с увеличением высоты полета до вы­сот 11-13 км уменьшается. Эта особенность используется для правильного выбора профиля полета.

Если полет выполняется на высоте, близкой к потолку, то при положительном отклонении температуры от стандартной на 20° и более даже максимальных оборотов может не хватить для поддержания заданного режима полета. В этом случае необходимо уменьшить высоту полета во избежание опасного уменьшения скорости, что сопровождается увеличением часово­го и километрового расхода топлива.

Если Инструкцией летчику (экипажу) предусмотрены максимально и минимально допустимые значения скорости по при­бору и числу М, то эти ограничения сохраняют силу при любых температурах воздуха на данной высоте. Соответствующие истинные скорости при повышении температуры возрастают, а при понижении - уменьшаются примерно на 1% на каждые 5°. однако комбинированный указатель скорости (КУС) и измери­тель числа М при полете на допустимых максимальной и минимальной скоростях этих изменений не улавливает. Выход за пределы максимально допустимой скорости полета может привести к разрушению конструкции самолета, а за минимальную скорость полета - к произвольному сваливанию самолета.

При полетах на максимальную дальность высота полета для одиночного самолета определяется на 800-1000 м, а для боевого порядка - на 2000-3000 м ниже практического по­толка. Это необходимо для одиночного и группового маневрирования с учетом атмосферных условий. При положительных Отклонениях температуры воздуха от стандартной высота потолка существенно уменьшается. При температуре воздуха выше стандартной на 10° высота потолка самолета на дозвуковом «жиме полета уменьшается на 300-500 м, а на сверхзвуковом- на 1000-1500 м.

При выполнении маневрирования на заданных высотах с Определенной скоростью по прибору повышенные по сравнению со стандартными температуры воздуха приводят к уменьшению приращения перегрузок (от фактических до предельно располагаемых). В результате увеличивается радиус и время выполнения виража, ухудшается разгон самолета, уменьшается скорости в верхних точках пространственных маневров.

Вертикальная скорость набора высоты при положительном отклонении температуры воздуха от стандартной на 10° умень­шается на 10-20%. Это приводит к увеличению времени набора заданной высоты на 6-10$, уменьшению времени дежурства истребителей в воздухе.

Влияние температуры сказывается на времени разгона самолета к сверхзвуковой скорости и расстоянии, пролетаемым самолетом в фазе разгона. Непример, при температуре воздуха выше стандартной на 5°С время, затрачиваемое на разгон, увеличивается примерно на 4 мин, а при Т>Тса на 15°С - на 15 мин, а расстояние, пролетаемое самолетом увеличивается соответственно на 100 и 370 км по сравнению с расчетным (по температуре СА). В такой метеорологической обстановке возникает проблема выбора правильной загрузки сверхзвуковых самолетов, появляется необходимость в прогнозе реальной температуры на эшелоне полета, а для планирования (месячного, сезонного) - в климатических данных отклонений реальной температуры от стандартной.

1. ТЕМА 7 Особенности метеоусловий полетов в тропосфере на разных высотах

В соответствии с существующей классификацией по высоте
полеты подразделяются на:
полеты на предельно малых высота - до 200 м
(включительно) над рельефом местности или водной
поверхностью.
полеты на малых высотах - выше 200 м и до 1000 м
(включительно) над рельефом местности или водной
поверхностью;
полеты на средних высотах - выше 1000 м и до 4000 м
(включительно) от уровня моря;
полеты набольших высотах - выше 4000 м и до 12000 м
(включительно) от уровня моря;
- полеты в стратосфере - выше 12000 м от уровня моря
По стандартам ИКАО при обозначении высоты применяется
понятие эшелона и ед. изм.- футы. Например:FL240 — эшелон
24000 футов.

Средняя температура на уровне тропопаузы в районе полюса зимой
около -65°С, летом -45°С, над экватором в течение года -60°С и ниже.
При значительных колебаниях высоты тропопаузы, температура на
ее уровне существенно изменяется.
Поле высоты тропопаузы формируется под воздействием среднего
поля температуры тропосферы. Распределение высоты зависит от
следующих факторов:
- радиационного баланса, который определяется высотой Солнца над
горизонтом (широтой места);
- циркуляционными процессами;
- характером подстилающей поверхности и рельефа.

В тропосфере при определенных циркуляционных
процессах на тропопаузе могут возникать разрывы. Это
обусловлено сближением холодного воздуха
умеренных широт и теплого воздуха тропической зоны,
имеющих разную высоту тропопаузы ( 30 – 40° с. и
ю.ш.). Расположенную ниже с более высокой
температурой тропопаузу называют полярной, а более
высокую и холодную - тропической.Тропопауза
является задерживающим слоем, это обусловлено
характером распределения температуры с высотой в ее
слое. Как задерживающий слой тропопауза
препятствует переносу аэрозолей и водяного пара. Под
тропопаузой скапливаются атмосферные примеси. В
результате радиационного охлаждения примесей под
тропопаузой, температура понижается, водяной пар
становится насыщенным и начинается образование
облаков (верхнего яруса). Поэтому видимость под
тропопаузой ухудшается, небо приобретает
белесоватый вид.

Слой тропосферы, непосредственно прилегающий к
нижней границе тропопаузы, характерен наличием
турбулентности. Этому способствуют значительные
вертикальные градиенты температуры, вызывающие
возникновение вертикальных движений воздуха.
Существенное значение в образовании зон болтанки имеет
крутизна тропопаузы на том или ином ее участке. Болтанка
будет более интенсивной на тех участках, где тропопауза
имеет крутой наклон или претерпевает разрыв. Угол
наклона тропопаузы вычисляется путем деления разности
между высотами тропопаузы в двух соседних точках на
расстояние между ними ( при вычислении единицы
измерения должны быть приведены в километры). При
крутизне тропопаузы 1/300 и наличии сильных ветров
может возникнуть зона значительной болтанки. Большой
наклон тропопаузы часто связан с прохождением резко
выраженного холодного фронта.

В области тропопаузы и над ней возможно встреча
с кучево-дождевыми облаками, особенно в теплое
время года в зонах холодных фронтов, в том числе
с вершинами наиболее развитых облаков выше
тропопаузы. Обычно под тропопаузой или вблизи
нее при наличии струйного течения (СТ),
располагается ось этого течения. В зависимости от
положения оси создаются различные условия для
турбулентности. Более сильная турбулентность, а,
следовательно, и более вероятная болтанка
наблюдается там, где наиболее значительные
вертикальные градиенты скорости ветра.

7. Струйное течение

Струйное течение
Тропосферное струйное течение — перенос воздуха в
виде узкого течения с большими скоростями в верхней
тропосфере и нижней стратосфере, с осью вблизи
тропопаузы; в полярных широтах — также и на более
низких уровнях.
Длина С. Т. порядка тысяч километров, ширина порядка
сотен километров, вертикальная мощность порядка
нескольких километров. Максимальные скорости ветра
на оси могут достигать 50 и 100 м/с; условно
принимается за нижний предел 30 м/с. Сдвиг ветра в
области С. Т. около 5—10 м/с на 1 км по вертикали и 10
м/с и более на 100 км в горизонтальном направлении.
Имеются также и стратосферные струйные течения, до
высот порядка 60 км .

8. Схема струйного течения

В тропосфере струйные течения особенно часто
обнаруживаются в субтропических широтах, где они хорошо
выявляются и на многолетних средних картах
(субтропическое струйное течение). Но они наблюдаются
также и в средних и высоких широтах ( арктическое струйное
течение, полярнофронтовое струйное течение).
Над каждым полушарием всегда можно найти несколько
тропосферных С. Т., не огибающих Землю непрерывно, в
общем направленных с запада на восток.

10. Местоположение зон болтанки в струйном течении

11. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПОЛЕТОВ В ЗОНАХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ

1.Если при полете наблюдается попутное СТ, необходимо использовать его.
При этом рекомендуется лететь в центральной его части или на правой стороне.
2.Встречное СТ рекомендуется обходить с левой стороны СТ по полету.
3.Пересекать СТ можно ниже оси на 1,5-2,0 км или выше тропопаузы.
4.При попадании в зон болтанки, связанную с попутным СТ, необходимо
изменить эшелон или уклониться вправо (с учетом отклонения температуры от СА).
5.Пересекать тропопаузу в зоне СТ не рекомендуется.
6.При обнаружении СТ командир ВС обязан немедленно сообщить
диспетчеру о его направлении, скорости и явлениях, связанных с ним.
7.Обнаружить СТ в полете можно по облачным полосам, тянущимся вдоль
его направления, и по сносу самолета, при этом:
если наблюдается сильный левый снос и температура воздуха повышается,
то ВС входит в СТ с левой стороны;
если наблюдается сильный правый снос и температура воздуха понижается,
то ВС входит в СТ с правой стороны;
если при горизонтальном полете вдоль СТ температура воздуха остается
постоянной, а путевая скорость увеличивается (уменьшается), то СТ попутное
(встречное).

Для прогноза ОЯ на разных высотах составляют
-карты особых явлений погоды для высоких уровней (от
400 до 150 гПа)-(FL 250 -630)
- карты особых явлений погоды для средних и высоких
уровней (от700до150гПа)-(FL100-450)
- карты особых явлений погоды для низких уровней (ниже
700 гПа)-(FL 100)
- карты погоды ветра и температуры воздуха для
стандартных изобарических поверхностей. Указанные
карты составляются на фиксированные сроки 00, 06, 12 и
18 часов по UTC, а срок действия их считается по 3 часа в
обе стороны от фиксированного времени.

На картах АКП особых явлений отражаются сведения,
касающиеся:
а) гроз;
б) тропических циклонов;
в) линий сильных шквалов;
г) умеренной или сильной турбулентности ( в облаках
или при ясном небе);
д) умеренного и сильного обледенения;
е) обложной песчаной ( пыльной бури);
ж) атмосферных фронтов (положение, скорость и
направление движения);
з) высоты тропопаузы;
и) струйных течений;
к) места вулканических извержений,
сопровождающихся появлением облаков пепла,
названия вулкана
, времени первого извержения (если известно);
л) облачности, связанной с особыми явлениями.

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: