Облаков по 8–ми октановой системе

Для кучево-дождевой облачности для определения общего количества имеется своя классификация:

Изолированная – ISOLATED < 1/8

Редкая – OCCASIONAL = 1/8-4/8

Частая – FREQUENT > 4/8

Замаскированная – EMBEDDED.

2.9 Осадки, их классификация.

Осадки – вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на поверхности земли и на предметах. По процессу, приведшему, к образованию осадков, размеру выпадающих частиц, по длительности и интенсивности осадки делятся на моросящие, обложные и ливневые. Интенсивность осадков – слой осадков, выпадающих за единицу времени (мм/мин). Форма осадков – внешний вид капель воды или кристаллов льда, выпадающих из облаков. Форма осадков – косвенный свидетель условий их образования. Различают формы осадков: морось, дождь, снег, снежные зерна, ледяные кристаллы, ледяной дождь, град (крупный), мелкий град или

снежная крупа. Осадки осложняют полеты и приводят к тяжелым АП.

Моросящие осадки – выпадают из плотных, низких, слоистых облаков в виде мороси или снежных зерен. Иногда они выпадают из слоисто-кучевых облаков. Образуются на задерживающих слоях (слои инверсии и изотермии). Занимают большие площади, могут быть продолжительны. В них часто наблюдается обледенение самолетов. Интенсивность менее 0,5 мм/мин. У земли часто сопровождаются дымкой, ухудшающей видимость. Осложняют полеты по ПВП.

Обложные осадки – выпадают из слоисто-кучевых, слоисто-дождевых или высоко-слоистых облаков. Они образуются при медленном упорядоченном натекании теплого воздуха по клину холодного. Занимают большие площади, могут быть продолжительны. Ширина зоны осадков 300-400 км, а длина 1000 км и более. Интенсивность 0,5-1 мм/мин. В переходное время могут быть в виде снега. Полеты в них затрудняются плохой видимостью, особенно при снегопадах, могут возникнуть значительные потенциалы статического электричества. В зонах ледяного дождя образуется интенсивное обледенение. Обложные дожди вызывают переувлажнение грунта и его размокание.

Ливневые осадки – выпадают из кучево-дождевых облаков в виде сильных ливней летом и густых снегопадах зимой (крупными хлопьями), а также в виде града. Они кратковременны, занимают небольшие площади. Выпадают тогда, когда скорость падения элементов облака больше скорости вертикальных движений. Интенсивность 1-3,5 мм/мин. Ливневые осадки резко ухудшают видимость (особенно при снежном заряде и очень сильном ливневом дожде). Град может сделать вмятины на ВС и разрушить остекление кабины.

Тема№3: «Воздушные массы»

3.1 Общая циркуляция атмосферы.

В атмосфере постоянно существуют течения, из которых слагается общая её циркуляция. Общая циркуляция атмосферы обусловлена главным образом:

1) Прогревом подстилающей поверхности – зависит от широты φ.

2) Силой Кориолиса F_к – отклоняющая сила (в северном полушарии – вправо).

3) Вращением Земли.

4) Характером подстилающей поверхности (материки, океаны).

Если бы Земля имела однородную подстилающую поверхность и была неподвижна, то атмосферная циркуляция была бы очень проста. В каждом полушарии наблюдался бы замкнутый круговорот воздуха между полюсом и экватором: в нижних слоях – от полюса к экватору, в верхних слоях – от экватора к полюсу. В действительности под воздействием четырех указанных факторов в каждом полушарии возникает целый ряд отдельных циркуляций (полей), взаимно связанных друг с другом. По новейшим исследованиям циркуляция атмосферы не ограничивается только тропосферой. Установлено, что различные слои атмосферы физически взаимосвязаны и между ними имеет место воздухообмен. Благодаря циркуляции атмосферы происходит обмен воздушных масс в широтном, меридианальном направлении, а также по вертикали.

Под воздействием циркуляционных факторов в атмосфере, тропосфера по горизонтали разделяется на обособленные воздушные течения, которые называются воздушными массами (ВМ) – это большие по объему массы воздуха в тропосфере, занимающие пространства, соизмеримые с частями материков и океанов, и имеющие одинаковые свойства. ВМ перемещаются с течениями общей циркуляции атмосферы или какое-то время остаются малоподвижными в каком-либо районе. Под влиянием подстилающей поверхности воздух постепенно изменяет свои свойства. Этот процесс называется трансформацией (изменение тепловых свойств фиксированной частицы воздуха). При взаимодействии ВМ образуются атмосферные фронты, все виды облачности, осадки, опасные явления погоды. Существует две классификации ВМ: термодинамическая и географическая.

Рис. 7: Схема общей циркуляции

Атмосферы

3.2 Термодинамическая классификация ВМ.

По этой классификации ВМ в зависимости от их состояния, влагосодержания и степени нагретости по сравнению с подстилающей поверхностью делятся на:

1) Устойчивая ВМ – характеризуется небольшими вертикальными градиентами температуры, наблюдаются инверсии температуры, нет условий для развития конвекции. При высоком влагосодержании воздуха и достижении насыщения могут возникать волнистообразные облака, дымки, туманы, гололед, выпадают моросящие осадки, обледенение в облаках и осадках. В теплое полугодие в дневные часы преобладает малооблачная погода, а ночью и в ранние утренние часы может наблюдаться дымка, туман, слоистые облака. В Средней Азии при большой сухости воздуха преобладает малооблачная погода с ухудшенной видимостью из-за дыма, мглы.

2) Неустойчивая ВМ – характеризуется большими вертикальными температурными градиентами. При большой влажности в ней развиваются кучевообразные облака, выпадают ливневые осадки, наблюдаются грозы, сильные порывистые ветры, болтанка. Неустойчивость проявляется летом днем над сушей – в послеполуденные часы, над морем – ночью. Зимой она типична для акваторий океанов и морских побережий. В Средней Азии летом за счет большой сухости воздуха преобладает ясная погода, но с хорошо развитой термической турбулентностью при ясном небе.

3) Теплая ВМ – в приземном слое имеет более высокую температуру, чем подстилающая поверхность. Над сушей она чаще всего отмечается в холодное время года, характеризуется свойствами устойчивой ВМ. Весной и летом при переносе воздуха с прогретой суши над озерами, морями, океанами характеризуется чертами неустойчивой ВМ.

4) Холодная ВМ – в приземном слое характеризуется более низкой температурой, чем подстилающая поверхность. Летом над сушей проявляет себя как термодинамически неустойчивая. Зимой над сушей холодная ВМ стратифицирована устойчиво, в нижнем слое образуется инверсия с морозной дымкой, туманом, иногда слоистой облачностью. Из-за сухости воздуха над континентом зимой преобладает морозная малооблачная погода.

3.3 Географическая классификация ВМ.

Основана на географическом положении очагов формирования ВМ и в зависимости от подстилающей поверхности, над которой она формировалась. По этой классификации различают:

1) Арктический воздух (АВ) – формируется зимой во всей области за Полярным кругом, летом – надо льдами Арктики. Широты выше φ = 68…70°.

а) Континентальный АВ (КАВ) – формируется надо льдами акваторий Северного Ледовитого океана и арктической сушей. Зимой КАВ термодинамически устойчив; летом, перемещаясь над прогретой сушей, приобретает черты неустойчивой ВМ.

б) Морской АВ (МАВ) – формируется над западной частью акваторий Северного Ледовитого океана, свободной ото льдов. Характеризуется свойствами неустойчивой ВМ.

2) Воздух умеренных широт (УВ) – формируется в умеренных широтах φ = 45…50°.

а) Континентальный УВ (КУВ) – формируется над сушей умеренных широт. Зимой КУВ – устойчивая ВМ с очень низкой температурой в приземном слое, с хорошо выраженной инверсией. Летом КУВ – неустойчив.

б) Морской УВ (МУВ) – формируется над акваториями океанов и морей в умеренных широтах. Зимой – это устойчивая ВМ, летом над сушей – неустойчивая ВМ.

3) Тропический воздух (ТВ) – формируется в субтропиках и тропиках. Широты φ = 15…20°.

а) Континентальный ТВ (КТВ) – формируется над континентальными районами в субтропиках и тропиках. Летом КТВ – устойчивая ВМ, над Средней Азией стоит сухая безоблачная, жаркая погода. Иногда в КТВ на юге Средней Азией возникают пыльные (песчаные) бури. Зимой КТВ стратифицирован устойчиво.

б) Морской ТВ (МТВ) – формируется над океанами в субтропическом поясе повышенного давления. Летом – неустойчивая ВМ, в холодное время года – устойчивая ВМ.

4) Экваториальный воздух (ЭВ) – формируется в приэкваториальных областях земного шара. Он всегда прогретый и влажный. В районе формирования в нем наблюдаются очень резкие по вертикали кучевые, кучево-дождевые облака, сопровождающиеся чрезвычайно интенсивными ливнями и грозами.

Россия расположена в умеренном поясе, поэтому на ее Западе преобладают морские умеренные ВМ, а над большей частью остальной

территории – континентальные ВМ; за Полярным кругом формируются

арктические ВМ.

Рис. 8: Географические типы воздушных масс

3.4 Тропическая зона. Особенности атмосферных процессов в ней.

Тропическая зона (30° по обе стороны от экватора) – занимает особое положение в системе циркуляции атмосферы. В районе географического экватора расположена полоса низкого атмосферного давления, опоясывающая весь

земной шар. Ее называют экваториальной ложбиной (депрессией). В ней располагается узкая зона очень слабых западных ветров. Высокая температура (25-30°С), избыток влажности, наличие восходящих движений благоприятствуют развитию здесь сильной конвекции, мощных кучевых и кучево-дождевых облаков, гроз и ливней. Нагретый воздух в экваториальной зоне поднимается в верхние слои тропосферы и растекается к северу и югу от экватора.

Под действием отклоняющей силы вращения Земли (силы Кориолиса F_к) в северном полушарии направление потока воздуха изменяется на юго-западное,

а около φ = 30° с.ш. – на западное. Ветры, обусловленные этим потоком называются антипассатами. В южном полушарии антипассаты имеют

северо-западное и западное направления. Приток воздуха в верхних слоях тропосферы к субтропикам вызывает здесь рост давления. Приблизительно вдоль 30-й параллели каждого полушария наблюдается субтропический пояс повышенного давления (отдельные антициклонические центры), обуславливающий малооблачную сухую погоду. В этой зоне на суше находятся обширные пустыни. Отсюда в сторону экватора дуют ветры, называемые пассатами, которые в северном полушарии имеют северо-восточное направление, а в южном – юго-восточное. Экваториальная ложбина разграничена резко выраженной поверхностью раздела ВМ – зоной внутритропической конвергенции, т.е. зоной сходимости. Ее иногда называют тропическим фронтом (см. 4.6 Тропический фронт). Пассаты южного полушария летом могут пересекать экватор, изменяя при этом свое направление с юго-восточного на юго-западное. Тропический фронт в это время располагается между φ = 10° и 15° с.ш., а в Азии даже севернее. Зимой зона тропического фронта приближается к географическому экватору. В результате большой скорости перемещения пассатов в зоне фронта наблюдается неустойчивая погода с мощными кучевыми и кучево-дождевыми облаками, сопровождающаяся сильными грозами, тропическими ливнями, градом, сильной болтанкой и обледенением в облаках. При усилении

северо-восточных пассатов эта погода может резко смениться на погоду с обложными моросящими осадками и туманами (азиатские берега Тихого океана). Ширина зоны ухудшения погоды колеблется в пределах 100-400 км.

В зависимости от годового изменения полуденных высот Солнца от сезона к сезону, а, следовательно, и от смещения зоны наибольшего нагрева земной поверхности местоположение зоны пассатной циркуляции, а также внутритропической зоны конвергенции (тропического фронта) изменяется. Поэтому в районах, находящихся под действием пассатной циркуляции, в течение года сменяют друг друга дождливый и сухой сезоны. Наряду с постоянными воздушными течениями в тропической зоне существуют и периодические циркуляционные системы меньшего масштаба.

Воздушным течением, вызванным сменой времен года, является муссон.

По своей природе муссон представляет изменивший направление пассат.

Муссон обуславливает обильные осадки не только на больших территориях суши, но и над океанами. Нагревание континента не является достаточным для возникновения муссона и не в состоянии вызвать интенсивный приток влажного с большим количеством осадков морского воздуха на сушу. Тропические муссоны возникают в результате смещения экваториальной зоны низкого давления летом в более высокие широты северного полушария и возвращения ее зимой к экватору, а местами даже перехода в южное полушарие. Соответственно смещаются и субтропические антициклоны, вследствие чего происходит резкая смена направления ветра от сезона к сезону. Зимой северо-восточный муссон в Индии и Африке по направлению совпадает с пассатами и усиливает их. Летом же

юго-западный муссон полностью ослабляет северо-восточные пассаты.

Мощные муссоны в северной части Индийского океана и Южной Азии обусловлены межсезонным изменением температуры полушарий.

Мощность муссонов усиливается под влиянием огромной горной территорией Азии, сильно прогретой летом и сильно охлаждаемой зимой.

а)

б)

Рис. 9: Направление пассатов и муссонов

Дата добавления: 2015-10-31