Конспект лекции по курсу «Авиационная метеорология » (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО  ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСТКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра: « Управление воздушными движениями »

Конспект лекции

по курсу «Авиационная метеорология »

ТАШКЕНТ - 2005

«Авиационная метеорология »

Ташкент, ТГАИ, 2005 год.

Конспект лекции включает в себя  основные сведения о  метеорологии, атмосферы, ветрах, облаках, осадках, синоптических картах погоды, картах барических топографии и радиолокационной обстановки.  Описываются перемещение и трансформация воздушных масс, а также барических систем. Рассмотрены вопросы перемещение и эволюция атмосферных фронтов, фронты окклюзии, антициклоны, метель, виды и формы обледенения, грозы, молния, атмосферная турбулентность и регулярное сообщение – METAR, международный авиационный код TAF.

Конспект лекций обсужден и одобрен на заседании кафедры УВД

«11» октября  2005 г. протокол № 4  и рекомендован к размножению

Утвержден на заседании метод совет ФГА

«25» октября 2005 г.  Протокол  № 3

Лекция №1

План:

1. Предмет и значение метеорологии.:

2. Атмосфера, состав атмосферы.

3. Строение атмосферы. 

Метеорологией называется наука о фактическом состоянии атмосферы и совершающихся в ней явлениях.

Под погодой принято понимать физическое состояние атмосферы в какой либо момент или промежуток времени. Погода характеризуется совокупностью метеорологических элементов и явлений, таких, как атмосферное давление, ветер, влажность, температура воздуха, видимость, осадки, облака, обледенение, гололед, туманы, грозы, метели, пыльные бури, смерчи, различные оптические явления (гало, венцы).

Климат – многолетний режим погоды: характерный для данного места, складывающийся под влиянием солнечной радиации, характера подстилающей поверхности, циркуляции атмосферы, изменения земли и атмосферы.

Авиационная метеорология изучает метеорологические элементы и атмосферные процессы с точки зрения их влияния на авиационную технику и деятельность авиации, а также разрабатывает методы и формы метеорологического обеспечения полетов. Правильный учет метеорологических условий в каждом конкретном случае для наилучшего обеспечения безопасности, экономичности и эффективности полетов зависит от летчика и диспетчера, от их умения использовать метеорологическую информацию.

Летный и диспетчерский состав должен знать:

- в чем конкретно проявляется влияние отдельных метеорологических элементов и явлений погоды на работу авиации;

- хорошо разбираться в физической сущности атмосферных процессов, создающих различные условия погоды и их изменения по времени и в пространстве;

- знать методы оперативного метеорологического обеспечения полетов. 

Организация полетов ВС  гражданской авиации ГА в масштабе земного шара, и метеорологическое обеспечение этих полетов, немыслимо без международного сотрудничества. Существуют международные организации, регулирующие организацию полетов и их метеорологическое обеспечение. Это ICAO (Международная организация гражданской авиации) и ВМО (Всемирно метеорологическая организация), которые тесно сотрудничают между собой по всем вопросам сбора и распространения метеорологической информации в интересах гражданской авиации. Сотрудничество между этими организациями регулируется специальными рабочими соглашениями, заключенными между ними. ICAO определяет требования к метеорологической информации, вытекающие из запросов ГА, а ВМО определяет научно обоснованные возможности их удовлетворения и разрабатывает рекомендации и правила, а также различные инструктивные материалы, обязательные для всех стран ее членов.

Атмосфера.

Атмосфера воздушная оболочка земли, состоящая из смеси газов и коллоидных примесей (пыли, капель, кристаллов).

Земля представляет  собой как бы дно громадного воздушного океана, и все живущие и растущие на ней обязаны своим существованием атмосфере. Она доставляет необходимый для дыхания кислород, предохраняет нас от смертоносных космических лучей и от ультрафиолетового солнечного излучения, а также защищает земную поверхность от сильного нагревания днем и сильного охлаждения ночью.

При отсутствии атмосферы температура поверхности земного шара днем бы достигала 110° и более, а ночью резко бы понижалась бы до 100° мороза. Всюду царила бы полная тишина, так как звук не может распространяться в пустоте, день и ночь сменялись бы мгновенно, а небо было бы абсолютно черным.

Атмосфера прозрачна, но она постоянно напоминает нам о себе: дождь и снег, гроза и метель, ураган и затишье, жара и мороз – все это проявление атмосферных процессов, совершающихся под влиянием солнечной энергии и при взаимодействии атмосферы с самой поверхностью земли.

Состав атмосферы.

До высоты 94-100 км. состав воздуха в процентном отношении остается постоянным – гомосфера («гомо» от греческого одинаковый); азот – 78,09%, кислород – 20,95%, аргон – 0,93%. Помимо этого в атмосфере находится непостоянное количество других газов (углекислый газ, водяной пар, озон), твердые и жидкие аэрозольные примеси (пыль, газы промышленных предприятий, дым и др.). 

Строение атмосферы.

Данные прямых и косвенных наблюдений показывают, что атмосферы имеет слоистое строение. В зависимости о того, какое физическое свойство атмосферы (распределение температуры, состав воздуха по высотам, электрические характеристики) положено в основу деления на слои, имеется ряд схем строения атмосферы.

Наиболее распространенной схемой строения атмосферы является схема, в основу которой положено распределение температуры по вертикали. Согласно этой схеме атмосфера делится на пять основных сфер или слоев: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу 

930 000	Межпланетное космическое пространство
Верхняя граница геокороны
24 000 800	Экзосфера (Сфера рассеяния)
Термопауза
100 90 50 11 Н, км	Термосфера (ионосфера)
Мезопауза
Мезосфера
Стратопауза
Стратосфера
Тропопауза
Тропосфера
В таблице указаны Основные слои атмосферы и их средние высоты в умеренных широтах. Контрольные вопросы. 1. Что изучает авиационная метеорология. 2. Какие функции возложены на IKAO,  ВМО?

3. Какие функции возложены на Главгидромет Республики Ухзбекистан?

4. Дать характеристику составу атмосферы.

Лекция №2.

План.

1. Строение атмосферы (продолжение).

2. Стандартная атмосфера.

Тропосфера – нижняя часть атмосферы в среднем до высоты 11 км, где сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха и почти весь водяной пар. Высота ее меняется в зависимости от широты места, времени года и суток. Характеризуется повышением температуры с высотой, увеличением скорости ветра, образованием облаков и осадков.  В тропосфера различают 3 слоя:

1. Пограничный (слой трения) – от земли до 1000 – 1500 км. В этом слое сказывается тепловое и механическое воздействие земной поверхности. Наблюдается суточный ход метеоэлементов. Нижняя часть пограничного слоя толщиной в 600м        носит название «приземного слоя». Атмосфера выше1000 – 1500 метров называется «слоем свободной атмосферы» (без трения).                                                                                         

2. Средний слой располагается от верхней границы пограничного слоя до высоты 6 км. Здесь почти не сказывается влияние земной поверхности. Погодные условия зависят от атмосферных фронтов и вертикального равновесия воздушных масс.                                                                

3. Верхний слой лежит выше 6 км. и простирается до тропопаузы.        

Тропопауза –переходный слой между тропосферой и стратьосферой. Толщина этого слоя от нескольких сот метров до 1 – 2 км, а средняя температура от минус 70°  - 80°  в тропиках.

Температура в слое тропопаузы может оставаться постоянной или повышаться (инверсия). В связи с этим тропопауза является мощным задерживающим слоем для вертикальных движений воздуха. При пересечении  тропопаузы на эшелоне могут наблюдаться изменения температуры, изменение влагосодержания и прозрачности воздуха. В зоне тропопаузы или ее нижней границы обычно расположен минимум скорости ветра.

Тропопауза имеет четыре разновидности и зависимости от вида кривой изменения температуры с высотой:

а) слой инверсии, в котором температура с высотой повышается (  );

б) слой изотермии, в котором температура остается постоянной (  );        в) слой, где температура с высотой незначительно падает (  );        г) слой воздуха со сложным ходом температуры см. рис.                

На рисунке указан ход температуры в слое тропопаузы.

Стратосфера – располагается над тропопаузой и простирается примерно до высоты 50 км. Нижняя часть стратосферы ( до высоты 25 – 35 км.)является слоем близким к изотермии. Выше 35 км. – инверсия, здесь температуры повышается и на верхней границе стратосферы приближается к 0°. В конце зимы и весной бывают случаи резких стратосферных  потеплений.. Такой ход температуры объясняется повышением содержания озона, который поглощает значительную часть ультрофиолетового излучения солнца. На высотах 20-30 км. встречаются перламутровые облака, состоящие из мельчайших переохлажденных капель воды. Чаще их можно наблюдать зимой в северных широтах. Ветры зимой преобладают западные, летом выше 20 км. происходит переход к восточным ветрам.