Прикладная климатология (стр. 17 )

1. Графики, связывающие две переменные величины, например повторяемость (Р) какого-либо явления как функцию времени (t).

Такие графики используют для показа годового или суточного хода повторяемости явления или значений (градаций) метеовеличин.

По оси абсцисс откладываются месяцы или часы суток, а по оси ординат повторяемости или средние температуры (°), значения осадков (мм), скорости ветра (м/с) или (км/ч) и т. д. Графики такого типа используются также для изображения изменений значений метеорологического элемента от высоты (h), например, u = f ( h ) , где и скорость ветра.

2. Графики вида P = f(t, Т), связывающие три переменные величины, например повторяемость сложных условий для посадки (в процентах) в зависимости от месяца года (абсцисса) и времени суток (ордината). К этому типу графиков относятся вертикальные разрезы температуры, скорости ветра или иной метеорологической величины. По оси абсцисс на таких графиках откладывают обычно расстояния, градусы широты или долготы, а по оси ординат – высоту.

3. Графики, характеризующие зависимость метеорологических величин или явлений от направления ветра. Такие графики называются климатическими розами. К ним относятся розы ветров , где  – повторяемость ветра, направление которого ; термические розы , где – средняя температура; розы туманов ,  где – повторяемость туманов. Для авиации представляют интерес не только обычные розы ветров, но также совмещенные, развернуто-совмещенные и скоростные.

Для характеристики климатических условий в некотором пункте, районе или на отрезке авиатрассы применяются комплексные графики. На них изображается несколько климатических характеристик для какого-нибудь месяца или сезона или дается годовой ход средних месячных значений метеорологических элементов. На таких графиках должны быть отражены наиболее важные для авиации климатические характеристики: повторяемости условий погоды ниже установленных для данного аэропорта минимумов, опасных явлений, сильных ветров, струйных течений, разных высот тропопаузы, совмещенной и скоростной розы ветра и среднее вертикальное распределение температуры.

Климатические карты служат для показа территориального распределения повторяемостей авиационно-климатических характеристик метеорологических величин или их средних значений. В качестве примера можно указать на карты повторяемости (%) зон возможного обледенения в облаках при температуре от 0 до – 10°, на карты отклонения средних суточных температур от стандартных значений.

Вырезка форматки карты должна быть произведена так, чтобы средний меридиан был перпендикулярен к основанию карты. На рисунке 5.1 показаны правильная (сплошной линией) и неправильная (прерывистой линией) вырезка карты.

Рис. 5.1. Вырезка карты: (_____ –правильная,  – - - - –неправильная)

На климатических картах могут быть показаны климатические области, районы и подрайоны с разной степенью благоприятности (или сложности для воздушных перевозок или для других видов деятельности авиации). На этих же (или на отдельных) картах проводят изолинии повторяемости опасных явлений или важных параметров, например средних значений эквивалентного ветра.

Получили также распространение карты-диаграммы и комплексные карты.

Составление авиационно-климатических справок. Авиационно-климатические справки составляются специалистами АМСГ или других учреждений ГМС по требованию руководящего-, летного или технического состава, а также органов, занимающихся проектированием и строительством аэропортов.

Назначение авиационно-климатической справки заключается в том, чтобы дать быстрый и четкий ответ на возникшие вопросы, связанные с учетом или использованием климатических особенностей в данном месте в течение определенного периода времени.

Обычно авиационно-климатические справки составляются на месяц или сезон для района аэропорта или участка авиатрассы.

Справка должна удовлетворять следующим требованиям: 1) она должна быть составлена быстро, 2) отличаться краткостью и. четкостью изложения текста и наглядностью приведенных графиков, 3) содержать все необходимые данные для ответа на возникшие вопросы.

Для составления авиационно-климатической справки могут быть использованы авиационно-климатическое описание и другие климатические данные.

5.5. Обработка наблюдений применительно к требованиям авиации

Общие положения. Обработка метеорологических наблюдений представляет собой сложный и трудоемкий процесс.

На АМСГ данные наблюдений заносятся на телетайпную перфоленту по метеорологическому коду КН-01.

Производится  обработка следующих данных:

а) таблица первичных наблюдений (цифровые данные), зашифрованных по коду КН-01; б) основная итоговая таблица, содержащая данные о средних и экстремальных значениях давления, температуры, скорости ветра, числе часов с туманом и другими явлениями погоды за каждый срок наблюдений и за месяц; в) таблицы, согласно регламенту ВМО, по форме А (число часов с сочетаниями высоты облаков и видимости в определенных пределах), по форме В (распределение скоростей ветра по разным направлениям) и по форме С (повторяемость сложных условий погоды трех классов).

Указанная автоматизированная обработка климатических данных осуществляется в РВЦ или в других учреждениях, располагающих соответствующей техникой. Наряду с этим пока еще применяется (и, по-видимому, еще долгое время будет применяться) ручная обработка. Обычно к ней прибегают при необходимости выполнить работу небольшого объема, например получить авиационно-климатические характеристики двух-трех метеовеличин или явлений за отдельные месяцы и при продолжительности ряда наблюдений в несколько лет.

Прежде всего, приступая к обработке данных, следует решить, какую продолжительность рядов наблюдений надо использовать для выполняемой работы.

Практика составления авиационно-климатических описаний и справок показала, что с достаточной для нужд авиации точностью можно использовать ряды наблюдений в пять и более лет с последующим уточнением полученных характеристик через каждые пять лет.

Количество градаций (К) по каждой метеовеличине не должно быть слишком велико. Для обеспечения статистической достоверности оно должно удовлетворять уравнению К = 5 lgN, где N – число наблюдений. Если количество наблюдений невелико, целесообразно ради обеспечения статистической достоверности укрупнить градации, например, объединив ежечасные данные за трех или шестичасовые промежутки времени.

Выше было показано, что наиболее широко применяемая  климатическая характеристика в авиационно-климатических описаниях и справках – это повторяемость. Она обычно выражается в процентах. Пользуясь такими данными, надо отчетливо представлять себе, по отношению к чему вычислены проценты.

Если проценты вычислены по отношению к общему числу наблюдений (например, в октябре за пятилетний период), то получена общая или абсолютная повторяемость. Если же проценты вычислены по отношению к общему числу случаев какого-либо явления или значения метеорологической величины, то получена частная или относительная повторяемость данного явления.

Частная повторяемость является детализацией общей повторяемости. Если общая повторяемость неизвестна, то частная повторяемость не имеет смысла. В таблице 5.2 показан пример соотношения между общей и частной повторяемостью (проценты с округлением) сильного ветра в апреле.

Таблица 5.2 –  Соотношения между общей и частной повторяемостью

Общая повторяемость	Частная повторяемость
Распределение общего числа наблюдений	ч	%	Распределение числа наблюдений с сильным ветром	ч	%
Общее число наблюдений (часов)	720	100	Общее число наблюдений с сильным ветром	115	100
Из них: с сильным ветром без сильного ветра	115 605	16 84	Из них Ночью Днем	28 87	24 76

При расчете повторяемостей за единицу счета удобно брать час, однако возможно использование укрупненных величин: день, ночь или сутки.

Исходные данные и производство выборок. При выполнении климатических описаний исходными данными являются записи в книжках наблюдений (КМ-1), метеорологические таблицы (TM.-I), ежегодники наблюдений и климатические справочники и атласы. Иногда в качестве исходных данных используют приземные синоптические карты, карты барической топографии, аэрологические диаграммы.

Прежде чем приступить к выборке, надо установить продолжительность периода, за который будет производиться обработка данных, убедиться в пригодности записей наблюдений (карт). Первичные данные должны быть однородны, последовательны, без пропусков. Ошибочные записи или вызывающие сомнение должны быть изъяты. Это относится и к неувязкам или ошибкам на синоптических картах.

Для производства выборок необходимо сначала тщательно продумать, что надо выбрать в соответствии с намеченным планом работы, и подготовить таблицу для каждого месяца, который потребуется отразить в выполняемой работе. В таблице размечаются все дни месяца и все сроки наблюдений. В соответствующие клетки таблицы заносят условными знаками выбираемое явление.

Например, требуется произвести выборку случаев сложных условий для посадки ниже минимума V=1500 м и (или) H = 150 м для шести зим. Для каждого из указанных трех месяцев и каждого из шести лет готовится таблица, примерный образец которой приведен ниже (таблица 5.3).