Прикладная климатология (стр. 19 )

1) изменчивостью модуля скорости . Она характеризуется скалярным средним квадратическим отклонением и рассчитывается по формуле , где us – средняя скорость ветра;

2) изменчивостью вектора скорости ,  которая оценивается средним квадратическим отклонением вектора ветра. Ее расчет производится по формуле   или  , где u2  – средний квадрат модулей индивидуальных векторов ветра, ur – результирующий вектор скорости ветра.

Расчет сдвигов ветра. Сдвигом ветра (в) называют векторный вертикальный градиент скорости ветра, равный разности векторов скорости ветра на двух соседних уровнях единичного слоя атмосферы, отнесенной к толщине слоя, , где u1 и  u2  – векторы скорости ветра на верхней и нижней границах слоя, толщина которого . Вертикальные сдвиги ветра рассчитываются в километрах в час на 1 км.

Средний вектор вертикального сдвига ветра определяется модулем    и направлением   по формуле , где – модуль суммы векторов отдельных вертикальных сдвигов.

Расчет среднего эквивалентного ветра. Эквивалентным ветром (w) называется расчетный ветер, направленный вдоль маршрута и оказывающий на величину путевой скорости (W) такое же влияние, как фактический ветер. Величина w рассчитывается по формуле w = W – V, где V – воздушная скорость. Если W> V, то w имеет знак + (попутный).

При навигационных расчетах для конкретного вылета значение w берется из таблиц, рассчитанных для разных воздушных скоростей и углов ветра.

При планировании полетов на некоторый период пользуются климатическими характеристиками эквивалентного ветра.

Рассмотрим порядок действий при расчете среднего эквивалентного ветра для пункта и для маршрута.

Сначала для пункта рассчитывается средний эквивалентный ветер (wj) для каждого отдельного румба (j) по формуле и составляется таблица эквивалентного ветра (км/ч) при различных путевых углах (ПУ), углах ветра (), направлениях  ()  и скоростях (u) ветра и разных воздушных скоростях V.

Затем надо составить таблицу повторяемости в процентах ветров разных направлений по градациям скорости.

Значения Wj и соответствующие им выраженные в процентах повторяемости ветров Pj подставляются в формулу среднего эквивалентного ветра по всей совокупности наблюдений .

Получив значения эквивалентного ветра для ряда пунктов, можно рассчитать среднюю многолетнюю скорость эквивалентного ветра на маршруте по формуле  , где S – длина маршрута, Si – длина участка маршрута i.

При малых различиях длины отдельных участков маршрута можно пользоваться формулой .

Пункты, для которых рассчитывались средние значения эквивалентного ветра на каждом участке маршрута, должны быть по возможности близки к середине участка.

Для облегчения расчета необходимых в штурманской практике значений эквивалентного ветра можно пользоваться картами эквивалентного ветра, которые имеются в специальных атласах.

Климатические характеристики струйных течений. Для расчета повторяемости струйных течений по данным ежедневных карт абсолютной топографии строится карта расположения выбранной ПВФЗ. Вдоль ее оси выделяют соизмеримую с размерами барических образований область опущения изогипс и подсчитывают число случаев (карт), когда ось струйного течения располагалась в пределах выбранной площади. Затем рассчитывают повторяемость струйных течений по отношению к общему числу рассмотренных ежедневных карт.

Средние значения вертикальных градиентов скорости ветра обычно рассчитываются по слоям толщиной 1 км от оси струйного течения вверх и вниз.

Среднюю ширину и среднюю вертикальную протяженность находят простым осреднением полученных значений этих параметров в пределах скорости ветра обычно больше или равной 100 мм/ч.

Климатическая оценка возможности замены аэропорта посадки при сложных условиях погоды. Для решения вопросов, связанных с выполнением плана развития воздушных перевозок, надо располагать научно обоснованными авиа-климатическими данными. В частности, авиа-климатические характеристики необходимы для оценки возможностей замены одного аэропорта другим при сложных для посадки условиях погоды.

Задача сводится к следующему: если основной аэропорт А закрыт по метеорологическим условиям, то какова вероятность, что одновременно не будут, закрыты запасные аэропорты Б и В, на которые можно было бы направить прибывающие в аэропорт А самолеты.

В СССР применяли следующую методику. Рассчитывались повторяемости сложных условий в зимние месяцы для разных минимумов:.

1) в каждом из трех аэропортов при условии, что в двух других аэропортах посадка возможна, по формуле .

2) одновременно в аэропортах А и Б по формуле .        3) одновременно во всех трех аэропортах по формуле .

В этих формулах PА, PАБ, PАБВ – соответственно повторяемости (вероятности) условий ниже минимума только в аэропорту А, одновременно в аэропортах А и Б и одновременно в аэропортах А, Б, В; n, n1 и n2 – число случаев условий ниже минимума только в пункте А, одновременно в пунктах А и Б и одновременно во всех трех пунктах.

Расчет вероятности, что аэропорт Б не будет закрыт при закрытии аэропорта А рассчитывается по формуле .

Оценка климатических условий как фактора, нарушающего регулярность полетов. Наряду с проблемой обеспечения безопасности полетов стоит другая важная проблема – обеспечение регулярности воздушных перевозок. Нарушение регулярности полетов может произойти по техническим, организационным, метеорологическим и другим причинам.

Метеорологические причины могут, во-первых, помешать вылету; во-вторых, оказаться неприемлемыми для посадки данного типа самолета, ввиду чего самолет придется направить на запасной аэродром; в-третьих, помешать продолжению полета. В этом случае самолет придется вернуть, если им еще не пройден рубеж возврата, или направить на запасной аэродром.

Принципиальная схема исследований сводится к следующему.

1. Делается выборка запланированных самолето-вылетов (N) по месяцам за один или несколько лет.

2. Делается выборка случаев нарушения регулярности полетов по метеорологическим причинам (задержек и отмен вылетов, возвратов вылетевших самолетов, отказа в приеме прибывающего самолета). Выборку производят по каждому месяцу года за то же ряд лет. Подсчитывается число случаев по каждому виду нарушения регулярности в каждом месяце и за год и общее число нарушений регулярности.

3. Рассчитываются повторяемости   и делается обобщение за несколько лет.

Для получения суточного хода нарушений регулярности воздушных перевозок надо рассчитать частную повторяемость нарушений регулярности полетов в разные часы или периоды суток по отношению к общему числу нарушений. Целесообразно рассмотреть суточный ход температуры для января и июля. Форма таблицы для такого расчета показана ниже (таблица 5.4).

Таблица 5.4 – Суточный год повторяемости нарушений регулярности полетов по метеорологическим величинам

Часы	01–06	06–12	12–18	18–24	Сутки
Число случаев, n	19	228	95	38	380
Вероятность, P (%)	5	60	25	10	100

Далее представляет интерес выяснить, при каких синоптических положениях происходят нарушения полетов, Для этого составляется примерно следующая таблица (таблица 5.5).

Таблица 5.5 – Число часов с условиями ниже минимума
(V=2000 м, h=200 м)

Синоптическое положение	Месяц	Год
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Теплый фронт	142	34	69	14	24	20	20	2	3	44	66	134	572
Холодный фронт	24	11	25	13	22	15	15	21	12	14	19	26	217
Вторичный холодный фронт	66	12	64	61	45	24	9	34	10	70	77	14	486
Окклюзия по типу теплого фронта	27	44	23	62	10	18	5	2	2	7	21	6	228
Окклюзия по типу холодного фронта	44	7	6	9	12	18	19	6	3	6	10	20	160
Теплый сектор	67	20	89	15	17	7	6	5	39	–	160	61	485
Антициклон Отрог	29	59	76	54	17	8	3	2	3	66	208	255	780
Малоградиентное поле	51	21	20	24	–	4	7	7	3	7	44	81	269
Сумма	450	207	373	253	147	114	84	79	75	207	605	597	3198

Располагая перечисленными данными, можно сделать вывод о годовом и суточном ходе повторяемости нарушений регулярности, а также о значимости отдельных метеорологических факторов и синоптических положений.