Вертикальные движения воздуха

Влияние ветра на работу авиации.

Измерение характеристик ветра.

Для измерения ветра у поверхности земли применяют анемометры (измерители скорости ветра) анеморумбометры (измерители скорости и направления ветра), анеморумбографы (анеморумбометры с возможностью записи). Приемники ветровых приборов устанавливаются на высоте 10м, при этом должно быть устранено влияние посторонних предметов. Учитывая, что ветер у земли важен, прежде всего, для взлетно-посадочных операций, ветер должен измеряться непосредственно около ВПП.

Для определения скорости и направления ветра на высотах используют шар-зонд или радиозонд (при этом измеряются и другие характеристики атмосферы). Ветер определяют также экипажи самолетов, оценить скорость и направление ветра можно по движению облаков.

При отсутствии данных измерений ветра и, особенно при обеспечении маршрутных полетов для навигационных расчетов используется градиентный ветер, определяемый по метеорологическим картам в зависимости от распределения давления. В большинстве случаев отличия градиентного ветра от действительного по скорости не превышают 15%, а по направлению ±10°.

- С ветром связан пе­ренос тепла и холода, водяного пара, облаков и различных погодных явлений, прямо пли косвенно влияющих на производство полетов.

- Ветер как движущаяся воздушная среда изменяет скорость и направление полета самолета по отношению к земной поверхности.

- В случае порывистого и непостоянного ветра, что бывает чаще всего, нарушается равновесие аэродинамических сил у летящего самолета, и он испытывает болтанку и броски.

- Серьезные трудности для пилотирования может вызвать сдвиг ветра – существенная разница в скорости и/или направлении ветра в соседних слоях. Самолет преодолевает градиентный слой за секунды, и встречается с резким изменением скоростного напора, приводящим к изменению подъемной силы, либо с резким изменением направления своего движения, приводящем к увеличению угла скольжения и/или к сносу с заданной траектории движения.

Кроме горизонтальных, в атмосфере постоянно происходят вертикальные движения. Они играют важнейшую роль в таких атмосферных процессах, как перенос тепла и водяного пара по вертикали, образование облаков и осадков, рассеяние облаков, развитие гроз, возникновение турбулентных зон и т. д.

В зависимости от причин возникновения различают следующие виды вертикальных движений воздуха.

Термическая конвекция. Этот вид вертикальных движений воз­никает вследствие неравномерного нагревания воздуха от подсти­лающей поверхности. Термическая конвекция может быть в виде неупорядоченных токов воздуха, которые иногда называют термической турбулентностью, и, кроме того, в виде мощных упорядоченных движений больших масс воздуха, охватывающих почти всю тропосферу.

Скорость конвективных движений может достигать нескольких метров в секунду, а в отдельных случаях, например в кучево-дождевых облаках, и более 20—30 ли сек.

Горизонтальная протяженность областей с конвективными вер­тикальными движениями воздуха может составлять до десятков километров.

Динамическая конвекция, или динамическая турбулентность. Этот вид представляет собой неупорядоченные вихревые движения, возникающие при горизонтальном перемещении и трении воздуха о подстилающую поверхность. Вертикальные составляю­щие неупорядоченных вихрей могут достигать несколько десятков сантиметров, а иногда и метров в секунду.

Динамическая конвекция наблюдается в слое от земли до высоты 1—1,5 км (пограничный слой).

Термическая и динамическая конвекции зачастую наблюдаются одновременно, определяя неустойчивое состояние атмосферы.

Вынужденные вертикальные движения воздуха. Они бывают в виде упорядоченных восходящих скольжений или вертикальных движений. Они наблюдаются при натекании теплого воздуха на холодный (на теплом атмосферном фронте) или при активном подклинивании холодного воздуха под теплый (на холодном фронте), а также при натекании воздуха на крупные препятствия (холмы, горы). Вертикальная скорость таких движений составляет от нескольких десятков сантиметров в секунду до нескольких до 15 – 20 м/сек.

Волновые движения воздуха. Чаще всего эти движения возни­кают на слоях инверсий (на их верхней и нижней границах) вследствие разности плотности и скорости движения воздуха над и под инверсией. В вершинах воли имеет место восходящее, в долинах нисходящее движение воздуха.

Волновые движения в атмосфере также могут наблюдаться и над горами на их подветренной стороне (подветренные или стоячие волны).

Дата добавления: 2014-01-07