Прикладная климатология (стр. 22 )

При выделении типов учитывались общие закономерности, которые выступают в общих и технических классификациях климата.

Влажный тропический климат (ТВ) характерен для экваториальных и приэкваториальных областей. Обильные, нередко продолжительные дожди, большое испарение влаги с подстилающей поверхности и значительная облачность создают условия для длительного существования высокой абсолютной и относительной влажности. Сильное увлажнение наблюдается почти круглые сутки при температуре воздуха 20–25° и выше. Сочетание температуры выше 20–22° и относительной влажности выше 70% доминирует надо всеми другими возможными сочетаниями и составляет  до 7000 ч за год. Температурно-влажностный режим является одним из активных, агрессивно действующих элементов на промышленные изделия.

Сухой тропический климат (ТС) широко распространен на всех континентах и предопределяется распределением пустынь и полупустынь. Характерным для него является малое количество осадков, небольшая относительная влажность, длительные периоды бездождья, большие величины суммарной солнечной радиации, высокие температуры воздуха, большие суточные и годовые колебания температуры и относительной влажности, частое возникновение песчаных и пыльных бурь.

К умеренно влажному субтропическому климату (УВС) относятся районы с умеренно жарким, сухим или умеренно теплым и влажным летом. Зима является прохладным временем года, с ежегодными или почти ежегодными понижениями температуры до 0° и ниже. Дождливый период в одних местах приходится на осенне-зимнее время, в других – на летнее. Количество осадков достаточно для того, чтобы исключить формирование здесь полупустынных и пустынных типов климата.

Высокогорный холодный климат характерен для высокогорных хребтов и межгорных плато. Фактором, определяющим климат ВХ, является большая высота над уровнем моря. Она служит основной климатообразующей причиной. Зимой постоянно наблюдаются морозы, устойчиво лежит снежный покров, дуют сильные ветры. Летом, особенно в засушливых местах, температура воздуха днем может повышаться до 30–35° и выше, ночью опускаться до 0° и ниже. Количество осадков определяется региональной орографией (формой рельефа, экспозицией горных склонов и т. д.).

Глава 7. Транспортная климатология

Большее значение приобретают перевозки грузов различными видами транспорта. Перевозки грузов осуществляются авиационным, морским, речным, железнодорожным и автомобильным транспортом. Эксплуатация транспорта во многом зависит от метеорологических условий. Каждому виду транспорта свойственна своя собственная зависимость от метеорологических условий.

Влияние метеорологических факторов на эксплуатацию наземного транспорта.  Метеорологические факторы оказывают значительное влияние на эксплуатацию наземного транспорта. Одни из них могут полностью приостановить движение, другие препятствуют нормальному движению.

Прямое воздействие метеорологических условий на транспорт состоит в том, что за счет наличия определенного метеорологического фактора необходимо снижать скорость движения и увеличивать дистанцию между машинами. Косвенное же влияние имеет место в том случае, когда дорожный покров бывает поврежден за счет воздействия метеорологических факторов, а восстановительные работы приводят к уменьшению скорости и плотности движения по данной магистрали.

К серьезным нарушениям работы наземного транспорта приводят снежные заносы, они могут быть вызваны сильными снегопадами, метелями, а в горных районах и снежными обвалами (лавинами). Сильные снежные заносы на железнодорожных путях и автомобильных дорогах могут остановить движение даже на несколько суток.

В настоящее время расчеты нормативов, характеризующих заносы снегом дорог, производятся на основании использования данных метеорологических наблюдений за величинами, определяющими интенсивность переноса снега и его продолжительность. В частности, можно рассчитать средний за зиму объем переносимого снега, объем снега заданной обеспеченности, определить среднюю и максимальную интенсивность переноса снега, а также продолжительность переноса снега метелями.

Рассчитывая, необходимо иметь в виду, что при метеорологических наблюдениях учитывают три вида метелей: метель с выпадением снега, низовую метель и поземок.

Низовая метель наблюдается без снегопада, когда перенос снега осуществляется сильным ветром в слое не менее 2 м над поверхностью земли.

Интенсивность переноса снега определяется как масса его (в граммах), переносимая за единицу времени (мин) через площадку размером 200 см2. Очевидно, интенсивность переноса пропорциональна кинетической энергии ветра; следовательно, , где m – масса воздуха, проходящего через площадь сечения F = 200 см2 за единицу времени, v – скорость ветра; К – коэффициент пропорциональности.

Так как , где  – плотность воздуха (в г/см3), тогда . Если принять F=200 cм2 и обозначить   то получим , т. е. интенсивность переноса снега пропорциональна кубу скорости ветра.

Коэффициент пропорциональности С определен эмпирически и его среднее значение равно 0,0129 г/см-мин. Он численно равен массе снега, переносимого через площадь поперечного сечения шириной 1 см и высотой 2 м, перпендикулярную ветру, в единицу времени при скорости ветра 1 м/с на уровне флюгера.

Применяя эти расчеты к переносу снега, выраженному в единицах объема на единицу пути (метр) в единицу времени (час) и принимая плотность снега равной 0,17 г/см3, получим 

Количество переносимого ветром снега за время метели зависит от ее продолжительности. Если обозначить продолжительность метели через ф,  то за время ее действия через единицу пути в направлении ветра будет перенесена масса снега . Если ветер дует под углом б  к данному объекту, то . Обозначив длину заносимого участка через l и суммируя действие всех n метелей, получим количество снега, переносимого за зиму .

Расчет объема переносимого снега при метелях в течение зимы удобно выполнять по ниже приведенной схеме (таблица 7.1).

Таблица 7.1 – Схема расчета снегопереноса

Параметр	Скорость, м/с
6	7	8	10	12	13	14	15	16	∑
nv	4	3	19	14	14	5	2	1	5	76
I м2/пог. м.ч	0,099	0,158	0,236	0,460	0,795	1,012	1,262	1,533	1,886
V, м3/пог. м.	0,4	0,5	4,5	6,4	11,1	5,1	2,5	1,5	9,4	42

Сначала определяется объем переноса снега при каждом значении скорости ветра более 6 м/с путем умножения значения интенсивности переноса при данной скорости ветра на число случаев наблюдений метелей при ней. Суммарный перенос снега за зиму, рассчитанный со всеми скоростями ветра и разделенный на число случаев, дает среднюю интенсивность переноса снега за данную зиму, т. е.

Продолжительность метелевого периода может быть определена как промежуток времени, за который высота снежного покрова была не менее 10 см и температура воздуха ниже нуля. Тогда возможный объем переносимого снега при метелях за зиму определится по формуле .

В настоящее время построены карты продолжительности метелей, интенсивности и объемов переносимого снега на территории СНГ.

Средняя продолжительность метелей за год изменяется от 10 ч на юге Средней Азии до 1000 ч на побережье Карского моря. На значительной части территории бывшего СССР продолжительность метелей составляет более 200 часов за зиму. Продолжительность одной метели на большей части территории составляет 6–8 ч. Что касается интенсивности переноса, то наибольшие ее значения наблюдаются в прибрежных северных и восточных районах бывшего СССР, где часты снегопады с метелями и скорости ветра велики (в Петропавловске-Камчатском I = 2,55 м3/пог м, в Анадыре I = 3,10). Наименьшая интенсивность снегопереносов в лесной зоне (в Санкт-Петербурге I = 0,17, в Якутске I = 0,30).

Поскольку объем снегопереноса зависит от интенсивности и продолжительности метелей, то его наибольшие значения наблюдаются в тех районах, где интенсивность и продолжительность метелей максимальны.

Объемы снегоотложений на дорогах могут быть получены путем введения поправки на плотность снега, которая определена в декаду наибольшей его высоты. Оказалось, что в северных и восточных районах Европейской территории снегоотложения на дорогах с обеспеченностью 5% (раз в 20 лет) могут превосходить 600 м3/пог м, в центре Европейской территории– 200–300 м3/пог м, а в северо-западных и юго-западных районах – менее 100 м3/пог м.

В районах, где наблюдается большая заносимость дорог снегом, необходимо предусматривать меры снегозащиты. Это достигается как путем соответствующего проектирования поперечных профилей земляного полотна дорог, так и устройством защитных ограждений.