На головну

грозова діяльність

  1. I. ДІЯЛЬНІСТЬ
  2. II. Навчально-пізнавальна діяльність.
  3. II. Навчальна діяльність.
  4. III. Діяльність молодшого школяра.
  5. III. Управління пізнавальною діяльністю і її прояв на уроці.
  6. А) надмірно сильна пологова діяльність

гроза - Цей складний кризовий атмосферне явище, що характеризується інтенсивним облакообразованіем, що супроводжується електричними розрядами в вигляді блискавок і звуковими явищами у вигляді грому і часто випаданням зливових опадів.

Грози без опадів, тобто сухі грози, спостерігаються рідко. До грозовим хмарам відносяться купчасто-дощові, в яких виникають електричні розряди - блискавки. Купчасто-дощові хмари без електричних розрядів називаються зливовими.

Грозові хмари утворюються в нестійкий страціфіцірованном повітрі при достатньому його зволоженні. Їх виникненню сприяють потужні висхідні руху. Значні електричні розряди в потужних купчасто-дощових хмарах виникають в результаті інтенсивної кристалізації. Електризація пов'язана з вибухоподібним розколюванням кристалізуються крапель води.

У всій масі хмари спостерігаються висхідні руху в кілька десятків метрів в 1с до 30-40 м / с. Навколо грозової хмари мають місце низхідні рухи. З цієї причини хмара оточене теплою сорочкою. Знакозмінний характер вертикальних рухів повітря може призводити до великих перевантажень. На висоті 2/3 від товщини хмари, вважаючи від нижньої межі, знаходиться область з максимальною водністю. Тут найбільш сприятливі умови для зледеніння.

По вертикалі грозові хмари часто пронизують всю тропосферу. Їх вершини зазвичай розташовуються поблизу тропопаузи. При польоти на цих висотах можливі випадки потрапляння ЛА в хмари внаслідок низхідних рухів і потеплінь над вершиною грозової хмари (рис1).

Класифікація гроз і процеси їх виникнення.За фізичними умовами виникнення і характеру появи грози прийнято поділяти на внутрімасові і фронтальні.

К внутрішньомасові гроз відносяться конвективні (часто звані тепловими або місцевими), адвектівние і орографические. Над сушею цей тип гроз утворюється в теплу пору року в другу половину дня, і зазвичай вони розташовуються окремими вогнищами.

Конвективні грози виникають за умови, коли земна поверхня сильно прогріта, повітряна маса в приземному шарі тепла і волога. Температура повітря буває вище 20 '. Найчастіше такі грози виникають в тиловій частині циклонів при північних і північно-західних вітрах, в заповнюються циклони і в сідловині. Переміщаються грози повільно зі швидкістю 5-20 км / ч в напрямку повітряних потоків на висоті 3-5 км.

Сприятливою умовою освіти адвектівних гроз є переміщення щодо холодної та вологої повітряної маси над теплою поверхнею, що підстилає. Розглянуті грози спостерігаються над сушею в літню пору в холодній повітряній масі за холодним фронтом. Вони також виникають над узбережжям в денний час і в прибережних водах морів в нічний час.

Орографічні грози розвиваються в гірських районах внаслідок підняття нестійкою повітряної маси вздовж навітряних схилів гір. Гірські грози зазвичай інтенсивніше рівнинних, особливо якщо ці схили звернені до сонця в денний час.

фронтальні грози можуть виникати на всіх видах атмосферних фронтів, але найбільш часто спостерігається на холодних фронтах другого роду. Грози на даних фронтах обумовлені інтенсивним витісненням теплого нестійкого повітря підтікають під нього холодним повітрям. Гряда гроз уздовж фронту має протяжність до декількох сотень кілометрів, а ширина її становить до 50-100 км. У теплу пору року в другій половині дня грозова діяльність більш інтенсивна, так як термічна конвекція досягає максимального розвитку. Грози на теплому фронті виникають переважно в нічний час. Це пояснюється тим, що в нічний час відбувається радіаційне охолодження верхню частину хмарного масиву, що веде до зростання вертикального температурного градієнта, а отже, виникають вертикальні руху. Фронтальні грози переміщаються разом з фронтом в напрямку течій на висотах 3-5 км.

Стадії розвитку грозової хмари. Дослідження показали, що грозова хмара складається з конвективних осередків, число яких становить три-п'ять, але може доходити до восьми. Горизонтальна протяжність осередків від 5 до 11 км. Кожна така осередок проходить певний цикл розвитку, що складається умовно з трьох стадій. Одні з них руйнуються, інші продовжують рости, а деякі можуть утворюватися знову. Загальна тривалість життя ізольованих купчасто-дощових хмар з грозами найчастіше становить від декількох десятків хвилин до 1-2 год і більше.

Перша стадія - стадія зростання починається з моменту, коли при сприятливих умовах утворюється потужно-купчастих хмар, що досягає 3-5 км. На першій стадії хмара розвивається бурхливо і в ньому переважають висхідні потоки повітря зі швидкостями до 15-20 м / с. В хмарі відчувається сильна турбулентність. Верхня частина хмари складається з переохолоджених крапель, що сприяє обмерзання літаків. Закінчується ця стадія, коли потужно-купчастих хмар переходить в купчасто-дощова хмара «лисе», тобто коли починають випадати опади.

Друга стадія - максимальний розвиток хмари. Початок випадання опадів із хмари вказує на те, що хмара перейшло у другу стадію розвитку і стало купчасто-дощових. Верхня частина хмари набуває вигляду величезної «накопільні» і розташовується на висоті 8-10 км і навіть більше. Виникають електричні розряди у вигляді блискавок. Висхідні потоки досягають швидкості 30-40 м / с і більше. Поряд з висхідними потоками виникають спадні, обумовлені випаданням опадів. Невпорядкованість вертикальних потоків призводить до сильної турбулентності в грозовий хмарі.

Третя стадія - руйнування (диссипация) хмари. У ньому переважають потоки зі швидкостями не більше 5-10 м / с. Розмивання осідає і розширюється за площею.

Мікрофізична структура хмари. Для купчасто-дощової хмари характерна неоднорідність її структури за складом, т. Е. Хмара є змішаним. Так, в шарі від нижньої основи до рівня ізотерми до рівня ізотерми 0 'в хмарі переважають краплі різних розмірів, від рівня нульової ізотерми до рівня замерзання (-12') хмара складається з переохолоджених крапель. У середній частині хмари, приблизно до рівня -20 'воно складається з суміші переохолоджених крапель, крижаних кристалів, сніжинок і іноді граду. У цьому шарі є великі переохолоджених краплі і велика водність, що може привести до дуже сильного обмерзання. Вище рівня ізотерми - 20 'в хмарі переважають крижані кристали, але можуть зустрічатися переохолоджених краплі і навіть град.

Електрична структура хмари. У купчасто-дощових хмарах можуть створюватися неоднорідності електричного поля величезної напруженості. Велике напруга електричного поля в хмарі виникає в результаті електризації хмарних елементів і поділу різнойменних зарядів. Цей процес відбувається при зміні агрегатного стану води в хмарах (замерзання, танення тощо), а також при розбризкуванні крапель води і від розламування крижаних кристалів при їх зіткненні. Потужні об'ємні заряди в хмарі концентруються в основному поблизу основи хмари (в області позитивних температур) в шарі між изотермами 0 і -20 в верхній частині хмари (рис2). Значну небезпеку для польотів представляють електричні розряди, що виникають між хмарою і землею, між хмарами або різними частинами хмари.

Блискавки. Найбільш часто в природі спостерігаються лінійні блискавки і значно рідше кульові. Лінійна блискавка являє собою іскровий електричний розряд між різнойменними об'ємними зарядами у вигляді викривленої лінії, іноді з численними відгалуженнями. Довжина блискавки зазвичай становить кілька кілометрів, але може досягати 20-30 км. Аналіз льотних пригод і досліджень показує, що ймовірність ураження літаків блискавками в активних в грозовому щодо хмарах дорівнює приблизно 10 в-2. Це означає, що якщо за час перебування літака в хмарі спалахне 100 блискавок, то лише одна з них вразить літак. Зустріч літака з блискавкою визначається відстанню між ними. Блискавка, що проходить від літака на відстані, яка дорівнює не більше подвійної його довжини 2L, в 99% випадків вдарить в літак.

В електричному полі літак поляризується. Коли блискавка проходить поблизу літака (не більше 2L), напруженість в його крайніх точках різко посилюється. Переважна кількість ударів блискавки в літаки відзначено на висотах, де температура повітря коливається від 5 до -10 '. Як показали спостереження, після інтенсивного розряду лінійної блискавки іноді виникає таке явище, як кульова блискавка. Зазвичай кульова блискавка зустрічається в зоні активної грозової діяльності. Цей вид блискавки має найчастіше грушоподібної форми розміром близько 10-20 см. Кульова блискавка рухається уздовж добре проведених предметів зі швидкістю приблизно близько 2 м / с, а в деяких випадках спостерігається зупинка блискавки на хороших провідниках. Численні спроби відтворити її в лабораторіях ні до чого не привели. За спостереженнями екіпажів літаків, зустрічалися з кульовою блискавкою в польоті, вона виробляла сліпуче дію, порушувала роботу радіонавігаційної апаратури і в рідкісних випадках ушкоджувала окремі частини літака. Польоти в усіх випадках тривали.

Хоча число зафіксованих випадків ураження літаків блискавками невелика, проте заподіяні ними пошкодження виявляються настільки істотними, що можуть загрожувати безпеці польотів.

У зоні грозової діяльності активно протікає процес електризації літака (рис. 3). Потенціал літака швидко зростає, що викликає іонізацію повітря і витікання електрики в атмосферу через виступаючі частини літака у вигляді іскор, що світяться вінців і корони. Зростання швидкостей польоту сучасних літаків і їх геометричних розмірів зробив питання про електризації літака актуальним.

Хоча електризація небезпеки для літака і екіпажу не надає, але сприяє ураження його електричними розрядами і порушує роботу радіозасобів і деяких приладів аеронавігації.

Зазвичай кульові блискавки при грозах з'являються поблизу літаків при інтенсивній їх електризації. Найбільший заряд на літаку, як правило, виникає в хмарах з більшою водністю. Такими хмарами є не тільки потужно-купчасті і купчасто-дощові хмари, але і шарувато-дощові при температурі від 0 до -15. Сутність електризації літака полягає в тому, що при зіткненнях нейтральних частинок хмари з поверхнею незарядженого літака відбувається енергетичне їх дроблення. Осколки кристалів і дрібні краплі, розлітаючись, забирають заряд одного знака, а літак повчає заряд, рівний по величині, але протилежний за знаком. Заряджання літака відбувається інтенсивніше в кристалічних хмарах, ніж у водних, а також інтенсивніше в снігопаді й заметілі, ніж під час польоту в зоні дощу. З купчасто-дощовими хмарами і грозовий діяльністю пов'язані вельми небезпечні для авіації атмосферні явища, до яких також відносяться смерчі і шквали.

смерч. Це сильний вихор під хмарами з приблизно вертикальною, але часто зігнутою віссю. Таке явище виникає влітку при особливо сильною нестійкою стратифікації нижнього шару атмосфери. Зовні вихор є крутиться хмарний стовп, що опускається у вигляді воронки з низького підставу купчасто-дощової хмари. Назустріч цієї воронці від земної поверхні може підніматися інша воронка, що складається з бризок і пилу, яка з'єднується з першою. З одного хмари може опускатися одночасно кілька смерчів. Обертальний рух повітря в смерчі може бути як проти годинникової стрілки, так і за годинниковою при швидкості вітру 50-100 м / с. Повітря рухається по спіралі знизу вгору. Діаметр вихору над морем буває 25-100 м, а на суші до 1-2 км. Тиск повітря в смерчі значно нижче навколишнього (іноді на 40 мбар). Руйнівна дія смерчів обумовлюється головним чином величезною швидкістю вітру і значним перепадом атмосферного тиску. У зоні воронки смерчу спостерігається так званий вибуховий ефект.

Шквал. Шквалистий вітер виникає в передній частині грозової хмари внаслідок осідання охолодженого повітря, Викликаного випадають опадами. Опускається з хмари повітря стикається з земною поверхнею і з великою швидкістю розтікається в сторони.

Швидкість вітру при шквалі нерідко перевищує 15-20 м / с і більше, а іноді 40 м / с. Шквали дуже небезпечні як для літаків, що знаходяться в польоті, так і для авіаційної техніки на аеродромі.

Умови польотів в зонах грозової діяльності. Успіхи авіаційної техніки та аеронавігації розширили можливості виконання польотів при наявності на маршруті гроз. Стеля реактивних літаків дозволяє подолати атмосферні фронти, проходячи над ними. Радіолокатори допомагають визначити наявність і місце розташування грозових осередків, а великі швидкості польотів сприяють обходу гроз. Незважаючи на це, грози все ще становлять велику небезпеку для польотів літальних апаратів. Головна небезпека полягає в сильну турбулентність усередині купчасто-дощових хмар і поблизу них. Інтенсивні вертикальні струми часто поєднуються з різкими поривами вітру. Все це обумовлює штормову бовтанку літаків, яка може привести до втрати керованості, а іноді і до їх руйнування. Іншим фактором, що становить небезпеку при польоті в грозовий зоні, є удар блискавки в літак. Це буває рідко, але все ж не можна не рахуватися з можливістю таких випадків.

Блискавка, рухаючись по шляху найменшого опору, може пройти через літак. На вході і виході блискавки відбуваються місцеві руйнування. Висока температура може розплавити метал в окремих місцях і привести до руйнування фюзеляжу або викликати вибух палива. Крім того, удар блискавки в літак може викликати пошкодження електро- і радіоустаткування, а іноді навіть травми або загибель екіпажу і пасажирів.

В останні роки в зв'язку з виконанням польотів переважно у верхній тропосфері, тропопаузе і нижній стратосфері почастішали випадки зустрічі літаків з градом, проблема попередження якого стає все більш актуальною. Пілот може потрапити в зону граду в результаті заходу в ковадло купчасто-дощових хмар або внаслідок неможливості пройти над грозою. Пошкодження літаків градом залежать від швидкості вдаряються об літак градин, їх маси, від форми літака і властивостей металу, з якого він зроблений. При швидкості польоту 350-450 км / ч градини діаметром до 2 см не руйнують метал. Сильні пошкодження відзначаються при швидкості польоту 450 км і при діаметрі градин більше 5 см. Град може пошкодити крила, стабілізатор і інші частини фюзеляжу. Внаслідок ряду причин (різні ешелони польоту, неоднакова ступінь грозозахисту і т.д.) відносна частота потрапляння літака в район грози і поразки його блискавкою і розрядами різна. Із загального числа передумов до льотних пригод 28% припадає на літак Ан-24; 20% - на літак ТУ-104; 17% - на літак ІЛ-18 і 7% на літак АН-2.

У ряді випадків ураження літаків блискавкою можна уникнути, якщо організувати належним чином збір і поширення спостережень з бортів і результатів зондування атмосфери, щодо яких складається карта грозового положення.

Рекомендації з безпеки польотів при грозах. При прийнятті рішення про політ в зоні грозової діяльності командир літального апарату повинен враховувати характер гроз (внутрімасові, фронтальні), розташування і переміщення грозових (зливових) вогнищ, можливі маршрути обходу, наявність гір, оснащеність літального апарату спеціальними технічними засобами, необхідність додаткової заправки паливом. При підході до зони грозової діяльності КВС оцінює можливість прольоту через цю зону і доповідає про умови польоту диспетчеру служби руху. При неможливості подальшого безпечного польоту командир літака приймає рішення про порядок обходу осередків грозової діяльності або польоту на запасний аеродром. Свої дії командир літального апарату погоджує з диспетчером. Диспетчер, використовуючи радіолокатори і повідомлення з бортів ЛА, а також інформацію метеорологічної служби, зобов'язаний інформувати їх екіпажі про характер хмар, розташуванні грозових осередків, напрямку їх зміщення і давати рекомендації про маршрут виходу з району грозової діяльності. Підхід ЛА до грозових (зливовим) вогнищ на відстань менш встановленого забороняється.

При проведенні передпольотної підготовки з екіпажами та інструктажів змін, а також на розборах слід звертати особливу увагу на необхідність забезпечення в кожному польоті постійного візуального, інструментального спостереження за фактичної метеообстановки з метою завчасного вжиття заходів щодо запобігання потрапляння ЛА в зони з небезпечними атмосферними явищами (гроза, шквал, зливові опади, град і т.д.). На ЛА, обладнаних радіолокаторами, слід забезпечити постійне спостереження за метеообстановки, особливо в районах польотів, де за прогнозом польотів передбачаються небезпечні явища, і діяти відповідно до вимог настанов та інструкцій екіпажам літаків в польоті. Диспетчерський склад зобов'язаний постійно стежити за оглядовим радіолокатором за метеообстановки і при появі небезпечних метеоявлений своєчасно передавати попередження екіпажам ЛА з рекомендаціями щодо їх відходу, якщо сам екіпаж до цього не виявив їх на екрані бортового радіолокатора. Крім того, диспетчер забезпечує запобігання заходу ЛА на посадку при зливових опадах, для чого своєчасно попереджає про це екіпажі, що знаходяться на підходах до аеродромів, а при наявності достатнього запасу палива з урахуванням тривалості зливових опадів, повинен затримувати їх в зонах очікування до припинення зливових опадів . У практиці льотної експлуатації спостерігаються випадки відмови ботів радіолокаторів. При польоті в зоні грозової діяльності створюються при цьому специфічні труднощі. Безпечне виконання польоту можливо лише при активному втручанні служби руху, яка повинна видати рекомендації по виконанню найбільш доцільного маневру.

При розгляді питань обходу грозових осередків, що зустрічаються на ешелонах, у всіх випадках необхідно з'ясувати просторовий розподіл грозових осередків, їх розміри, напрям і швидкість переміщення.

При фронтальних грозах можуть бути випадки, коли обійти їх повністю не представляється можливим, і тоді пілот при узгодженні з диспетчером повинен прийняти рішення щодо припинення польоту з урахуванням розмірів грозових осередків і віддаленості один від одного.



Пункт УВС ЗС | Конкурс буде проведено 22 грудня (нд) 2013р. з 11.00 - 15.00
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати