Наклонная дальность видимости в сложных метеорологических условиях (стр. 5 )

Исследования пространственно-временной изменчивости ВНГО (ВВ) и МДВ в различных типовых синоптических ситуациях и явлениях погоды за короткие промежутки времени позволяют решить проблему прогноза и предупреждения о возможных ухудшениях НПДВ.

Четвертая глава «Временные характеристики изменчивости вертикальной и горизонтальной дальности видимости в явлениях погоды обуславливающих минимумы». Исследованы временные характеристики изменчивости горизонтальной и вертикальной дальности видимости, в явлениях погоды, определяющие категорированные минимумы (определяемые значениями ВПР и видимостью на ВПП) и минимумы (определяемые значениями МВС и видимостью на ВПП) над равниной, холмистой и горной местностью.

В 50% случаев в СМУ экипажи попадают в зоны с условиями погоды ниже установленного минимума, тогда когда эти условия не предусматривались прогнозами погоды и штормовыми предупреждениями. Это обусловлено тем, что при прогнозе не учитываются временные характеристики изменчивости МДВ и ВНГО (ВВ) за короткие промежутки времени.

Явления погоды, обуславливающие категорированные минимумы представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Повторяемость (%) явлений погоды при минимумах I, II, III категории ИКАО в аэропорту Домодедово в различное время суток за 1гг

Категорированные минимумы	Явления	Время суток	Сутки	Кол-во случаев
день	сумерки	ночь
1	2	3	4	5	6	7
I	туман	8,6	13,2	17,6	14,0	104
низкая облачность	17,1	7,6	7,9	10,6	79
морось с туманом	4,5	5,6	1,6	3,2	24
снег	13,5	4,9	1,1	5,5	41
II	туман	29,7	54,1	59,7	49,9	369
низкая облачность	-	-	-	-	-
морось с туманом	1,4	-	-	0,4	3
снег	3,6	0,7	0,3	1,3	10
III	туман	19,8	12,5	11,2	14,0	104
низкая облачность	-	-	-	-	-
морось с туманом	0,9	-	0,3	0,4	3
снег	0,9	1,4	0,3	0,7	5
Количество случаев	222	144	376		742

Днем минимум I категории обусловлен, в основном, низкой облачностью и снегом. Минимумы II и III категорий, в основном, обусловлены туманом. Ночью и в сумерках минимумы всех категорий чаще всего определялись туманом.

Характеристики временной изменчивости МОДВ и ВВ исследованы по данным 1, 3, и 15-минутным инструментальным измерениям в радиационном, адвективном тумане и снегопаде.

Так анализ характеристик изменчивости горизонтальной дальности видимости в радиационном, адвективном тумане и снегопаде за минутные интервалы времени показывают, что изменчивость горизонтальной дальности видимости в адвективном тумане в 2-3 раза превышает изменчивость видимости в радиационном тумане.

Временная изменчивость горизонтальной дальности видимости в снегопаде не зависит от времени суток и значительно превышает изменчивость горизонтальной дальности видимости в туманах;

Непрерывная продолжительность видимости в туманах и снегопаде в зависимости от сезона года и времени суток показывает:

-измеренные значения метеорологической оптической дальности видимости (МОДВ) можно считать репрезентативными в адвективном и радиационном тумане в течение 2-3 минут, и в течение 1,5 минут – в снегопаде;

-измеренные значения вертикальной видимости (ВВ) можно считать репрезентативными в адвективном и радиационном тумане в течение 15 минут и в течение 1 минуты в снегопаде.

Автокорреляционные функции (структура и динамика развития процесса во времени) в туманах различной длительности в зависимости от времени суток позволили выявить закономерности временного хода изменчивости видимости, которые можно использовать для уточнения прогноза продолжительности тумана и видимости в нем.

Исследования временных характеристик (непрерывной продолжительности) изменчивости вертикальной видимости показывают:

- в течение минуты ВВ днем в адвективном и радиационном тумане с повторяемостью более 98% остается без изменения, в сумерках в адвективном тумане с повторяемостью более 96%, в радиационном – 98% и ночью – более 99% для обоих видов туманов. Повторяемость изменчивости ВВ более 10 метров незначительна (0,1-0,7%);

- за трехминутный интервал времени днем в адвективном тумане она остается без изменения более, чем в 96% случаев, в радиационном – более 91%, в сумерках в радиационном и адвективном туманах более, чем в 96%, ночью – более 97%;

- за пятнадцатиминутный интервал времени в адвективном тумане не изменяется более, чем в 85% случаев, в радиационном – более, чем в 87%, в сумерках в адвективном тумане – 95%, в радиационном – более, чем в 83% случаев, причём ночью ВВ остается без изменения более, чем в 96% случаев в адвективном и радиационном тумане;

- в снегопаде показывает, что вертикальная видимость остается без изменения в течении 1 минуты в 95% случаев, в течении 3 минут – в 80% случаев, в течении 15 минут – в 19% случаев;

- изменчивость вертикальной видимости в снегопаде значительна и превышает изменчивость ВВ в адвективном и радиационном тумане.

Измеренные значения ВВ можно считать репрезентативными на 15 минут, а в снегопаде данные измерений вертикальной видимости репрезентативны на 1-1,5 мин.

Впервые исследована изменчивость видимости в туманах горной местности и установлены типовые синоптические ситуации по барическому рельефу благоприятные для образования туманов:

- на уровне 500 гПа наиболее благоприятные условия для образования адвективных туманов складываются при циклонической циркуляции- 78,5%, причем максимум приходится на ложбину - 58,8% и циклон - 13,5%. Более половины радиационных (60,4%) и адвективно-радиационных (53,1%) туманов образовались при антициклонической циркуляции. Фронтальные туманы в 37,8% случаях образуются при наличии высотной фронтальной зоны (ВФЗ), в 21,6%- гребня и 29,7% ложбины;

- на уровне 850 гПа наиболее благоприятные условия для образования внутримассовых туманов складываются на фоне гребня - 38,9% (адвективные), 27,3% (адветивно-радиационные), 42,2% (радиационные) и в малоградиентном поле – 22,2%(адвективные), 63,6%(адветивно-радиационные), 26,7% (радиационные), фронтальные туманы образуются на фоне циклонической циркуляции 51,6%;

- по полю температуры на уровне 850 гПа можно отметить, наибольшую повторяемость имеют туманы при наличии гребня тепла.

Выявлены особенности изменчивости горизонтальной и вертикальной видимости в туманах горной местности, которые зависят от формы рельефа превышения над уровнем моря, характера подстилающей поверхности и местной циркуляции. Временная изменчивость МОДВ в туманах показывает, что с обеспеченностью 90% видимость не изменится во всех типов в течение 2-3 минут. 50% квантиль проходит через отметку 12 мин. во фронтальном, 15 мин.- в радиационном, 19 и 20 мин. в адвективном и адвективно-радиационном.

Временная изменчивость ВВ показывает, что в радиационном и фронтальном туманах с обеспеченностью 90% ВВ останется неизменной в течении 2-3 мин., в адвективно-радиационном 10 мин. и в адвективном порядка 20 мин.

Автокорреляционные функции в туманах горной местности различной длительности в зависимости от времени суток также можно использовать для уточнения прогноза продолжительности тумана и видимости в нем.

Временные характеристики изменчивости ВНГО (ВВ) в явлениях погоды обуславливающие минимумы позволяют решить проблему прогноза и предупреждения об ухудшении условий видимости с глиссады снижения ниже установленных минимумов.

Пятая глава «Оптические модели видимости в сложных метеорологических условиях». В качестве оптических моделей в СМУ рассматривались типы вертикального распределения горизонтальной видимости под облаками и в туманах. Исследована повторяемость типов (оптические модели) вертикального распределения горизонтальной видимости с высотой в типовых синоптических ситуаций, пространственное распределение в масштабе Московского аэроузла, временная изменчивость вертикального распределения горизонтальной видимости с высотой в типовых синоптических ситуаций. Установлены характерные типы вертикального распределения горизонтальной видимости в туманах.

Исследовано пять основных наиболее часто встречающихся типов (моделей) вертикального распределения горизонтальной МДВ под слоисто-дождевыми и слоисто-кучевыми облаками.

Типы вертикального распределения горизонтальной видимости с высотой под низкими облаками показаны на рисунке 7.

S0

Рисунок 7 - Типы вертикального распределения горизонтальной МДВ под слоистыми (I, II) и слоисто-кучевыми (III, IV, V) облаками ( Нук – уровень конденсации в III типе)

Повторяемость типов вертикального распределения МДВ под облаками на аэродромах в масштабе Московского аэроузла в течение года показала, что в основном СМУ обуславливаются III типом.

В весенне-летний период на аэродромах Домодедово и Внуково СМУ с наибольшей повторяемостью, обуславливаются III и I типом: Домодедово – 41% и 40% соответственно; Внуково – 52% и 30%.

В осенне-зимний период на аэродроме Внуково с наибольшей повторяемостью СМУ обуславливаются I типом– 30%.

Пространственное изменчивость типов распределения горизонтальной видимости с высотой в мезомасштабе Московского аэроузла показывает, что:

- наибольшая повторяемость одновременного закрытия аэропортов соответствует распределению горизонтальной видимости, описываемому III типом в осенне-зимний период от 26 до 41 %, а в весенне-летний период – 41-70 %,

- одновременное закрытие всех аэропортов по типам распределения горизонтальной видимости соответствует I, II, IV типам и не превышает -5% в осенне-зимний и - 3% в весенне-летний период

Временная изменчивость вертикального распределения горизонтальной видимости с высотой исследована по данным инструментальных измерений ВНГО и МОДВ аэропорта 1 категории Воронеж. В качестве примера рассмотрим временную изменчивость в тёплом секторе циклона при мороси таблица 13.

Таблица 13 - Характеристики временной изменчивости (,,) вертикального распределения горизонтальной видимости в теплом секторе циклона при мороси

Характеристики изменчивости	Длительность явления (в часах)
3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
0-60 , м	267	290	304	313	320	325	329	332	335	337
60-120, м	1067	1160	1216	1253	1280	1300	1316	1328	1338	1347
120-з, м	1333	1450	1520	1567	1600	1625	1644	1660	1673	1683
0-60, м	47	57	59	57	56	54	52	50	48	47
60-120, м	189	230	234	229	222	214	207	200	193	187
120-з, м	236	287	293	287	278	268	259	250	242	234
	0,18	0,2	0,19	0,18	0,18	0,17	0,16	0,15	0,14	0,14

Где: 0-60 - среднее значение горизонтальной видимости в слое м. от основания облаков; 60-120 - среднее значение горизонтальной видимости в слое 60 мм. от основания облаков; 120-з среднее значение горизонтальной видимости в слое 120 м. – до земли от основания облаков; 0-60 60-120 120-з соответствующие среднеквадратические отклонения по слоям; коэффициент вариации.