Метеорологические элементы и их учёт в полёте

1. Температура.

Температура - тепловое состояние воздуха (t° C).

Изменение t° с высотой на единицу расстояния по вертикали - вертикальный температурный градиент (ВТГ). Обычно изменение t° C рассчитываются на каждые 100 м высоты.

(γ = Δt ° / 100) , γca = 0,65 / 100, где:

γ - ВТГ; γca - ВТГ в стандартной атмосфере.

Как правило, при росте высоты t° ↓, (γ>0).

Если при увеличении высоты: t° ↑ такой слой воздуха называется слоем инверсии, (γ<0); t° const - слой изотермии, (γ = 0).

Под слоями инверсии и изотермии встречаются: ≡, ═, St, Sc.

При пересечении этих слоев наблюдается болтанка и обледенение.

При t° C 0°…-3° на ВПП возможен гололед.

При полете в облаках и осадках, где t °C = 0°…10° - обледенение.

Изменение t ° C приводит к изменениям плотности воздуха и скоростного напора, что в свою очередь вызывает изменения: тяги двигателей; подъемной силы; лобового сопротивления; горизонтальной и вертикальной скоростей ВС.

Взлетная и посадочная дистанции обратно пропорциональны t° C.

Масса воздуха, где γ>0,65/100 - является неустойчивой, и в ней могут наблюдаться болтанки и грозы.

Выше мы рассматривали изменения температуры в спокойном воздухе, где решающую роль в изменении температуры играла подстилающая поверхность Земли, под влиянием которой воздух нагревался или охлаждался, а, следовательно, изменялся и его вертикальный температурный градиент. Но есть процессы, не зависящие от подстилающей поверхности, вызывающие изменения температуры в поднимающемся или опускающемся воздухе за счет его расширения или сжатия. Эти процессы называются адиабатическими, а изменения температуры, вызываемые ими, называются адиабатическими изменениями температуры.

Адиабатический процесс - это процесс, происходящий в объеме воздуха за счет его внутренней тепловой энергии без отдачи и поглощения тепла из окружающего воздуха.

С подъемом происходит расширение объема воздуха, на что тратится его тепловая энергия. При опускании происходит сжатие объема за счет приложения внешних сил давления окружающего воздуха, и воздух в объеме нагревается.

Мерой охлаждения или нагревания воздуха при адиабатическом процессе служит адиабатический градиент температуры. Если воздух сухой, то величина адиабатического градиента всегда равна 1° на 100 м (1°/100 м). При этом при подъеме объема воздуха температура в нем понижается, при опускании повышается. Адиабатический градиент 1°/100 м называется сухоадиабатическим градиентом γa.

Если в воздухе имеется водяной пар и его количество полностью насыщает данный объем воздуха, то адиабатический градиент при подъеме будет несколько меньше, чем 1° на 100 м, а при опускании останется без изменения, т. е. Равным 1° на 100 м. При подъеме насыщенного водяным паром воздуха адиабатический градиент называется влажноадиабатическим (γвa).

Адиабатические процессы играют большую роль в формировании облаков и возникновении некоторых явлений, опасных для авиации (например, гроз).

2. Атмосферное давление.

Атмосферное давление (Р) - сила, действующая на единицу горизонтальной поверхности (1 см), вызываемая весом столба воздуха, простирающегося вверх через всю атмосферу.

Измеряется в мм.рт.ст., в мб, в гПа, в дюймах. С высотой Р ↓.

Барическая ступень h - толщина слоя воздуха, соответствующая вертикальному изменению Р на 1 мм.рт.ст. или 1 мб.

,

где Po и t° - давление и температура, соответствующие тому уровню, где определяется барическая ступень;

8000 м - высота однородной атмосферы.

В СА h =11 м/мм.рт.ст.; Р = 760 мм.рт.ст. (1013,25 мб); t° С = 15° .

1 мм.рт.ст = 1,33 мб = 4/3 мб

1 мб = 0,75 мм.рт.ст = 3/4 мм.рт.ст

1 мб = 1 гПа

Р ↓ при ухудшении погоды, приближение циклона или теплого фронта. Р ↑ при улучшении погоды, прошел холодный фронт или приближается антициклон.