Анализ данных самолетного зондирования для случаев замерзающих осадков - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Сравнение эмпирических данных по испарению и осадкам. Анализ испарения... 1 404.36kb.
Использование спутниковых данных (включая гиперспектральные) 1 42.31kb.
Анализ статистических данных о состоянии преступности, связанной... 1 119.32kb.
Анализ статистических данных о состоянии преступности среди несовершеннолетних... 1 158.76kb.
Методическое пособие для медиков, учителей и родителей г. Н. 4 890.63kb.
Программа дисциплины «Анализ данных» 1 118.64kb.
Реферат по курсу "Политология" Сравнительный анализ избирательных... 1 189.2kb.
Устройство для выявления зоны дефектов воздушных линий электропередачи... 1 299.92kb.
Климат района характерный для средней полосы России с четко выраженными... 1 60.04kb.
Учебная программа для направления специальности 1-31 03 01 Математика... 1 60.51kb.
4-осный крытый вагон, модель 11-280 1 11.12kb.
Поэзии и прозы. И, Марта, Лишь я был у тебя, а у меня лишь ты 1 19.82kb.
- 4 1234.94kb.
Анализ данных самолетного зондирования для случаев замерзающих осадков - страница №1/3

Н.П.Шакина, А.Р.Иванова, Е.Н.Скриптунова
Анализ данных самолетного зондирования для случаев замерзающих осадков
Введение
Переохлажденные осадки, замерзающие при выпадении, - одно из опасных явлений погоды. Особую опасность они представляют для авиации, вызывая обледенение воздушных судов и взлетно-посадочных полос. Несмотря на наличие противообледенительных средств, летные происшествия, связанные с переохлажденными осадками, по прежнему имеют место (напомним катастрофу ЯК-40 в аэропорту 9 марта 2000 г.). В последние 10-15 лет несколько крупных авиационных катастроф при наличии переохлажденных осадков в США, Канаде и других странах [6, 8] заставили специалистов обратить более пристальное внимание на различные аспекты защищенности летательных аппаратов от обледенения. В конце 90-х гг. под эгидой Всемирной Метеорологической Организации (ВМО) в ряде стран были развернуты работы по изучению погодных и климатических характеристик замерзающих осадков [5, 7, 9].

В этом контексте особый интерес представляют данные самолетных подъемов в условиях переохлажденных осадков. Это данные наиболее полно описывают температурную стратификацию, высоту границ облачных слоев, а также характер осадков и влияние окружающей среды на самолет (обледенение, болтанка).

Ввиду дороговизны самолетного зондирования и сложности его проведения в условиях интенсивного воздушного движения, в настоящее время полеты этого типа производятся редко и только в ходе специальных исследовательских программ. Материалы самолетных подъемов представляют непреходящую научную ценность. К сожалению, это не всегда понимают лица, от которых зависит сохранность архивов.

В Советском Союзе самолетное зондирование атмосферы проводилось в ряде аэропортов регулярно в течение нескольких десятилетий. Полученные данные были опубликованы в «Аэрологических ежегодниках» (к сожалению, на сегодняшний день многие из них утрачены). В данной статье, на материале самолетных зондирований из различных источников, изучены условия выпадения замерзающих осадков в аэропортах европейской территории бывшего СССР.





  1. Данные

В нашем распоряжении имелось 9 «Аэрологических ежегодников» (1937; 1938-1941; 1942-1945; 1951; 1952; 1954; 1955; 1956; 1957гг.), в которых 3 781 зондирование соответствует холодному сезону (с октября по апрель). Также использовались материалы специальных серий самолетного зондирования, выполненных в 1957-1963 гг. По данным оригиналов записей различных серий было отобрано 1023 зондирования в 15 аэропортах. Таким образом, общая выборка содержала 4804 зондирования. Из них только 44 соответствовали условиям выпадения замерзающих осадков (ЗО): замерзающего дождя (ЗД), коды погоды 66, 67, и замерзающей мороси (ЗМ), коды 56, 57, регистрировавшихся в пределах срока 2 ч от времени взлета.



Приведем список дат и пунктов зондирования.




Дата

Время

Пункт






Дата

Время

Пункт


1

08.02.1962

20.02

Одесса




23

11.11.1957

09.35

Внуково

2

19.11.1962

20.00

Внуково




24

11.11.1957

19.35

Внуково

3

10.11.1962

08.15

Минск




25

24.11.1957

03.25

Внуково

4

15.11.1961

07.37

Рига




26

13.11.1940

12.26

Быково

5

08.02.1962

14.38

Одесса




27

20.12.1940

08.14

Быково

6

01.02.1955

16.36

Внуково




28

27.02.1941

07.26

Быково

7

22.02.1955

16.30

Внуково




29

26.12.1943

08.35

Быково

8

10.12.1954

04.30

Внуково




30

25.02.1951

16.42

Внуково

9

21.11.1951

04.28

Внуково




31

14.11.1951

04.30

Внуково

10

25.11.1951

16.39

Внуково




32

19.11.1951

16.34

Внуково

11

12.01.1952

04.50

Внуково




33

04.12.1955

16.25

Внуково

12

29.21.2952

04.10

Внуково




35

09.01.1957

16.20

Внуково



Дата

Время

Пункт






Дата

Время

Пункт


14

20.12.1957

03.55

Внуково




36

02.03.1961

19.12

Ленинград

15

21.12.1957

09.40

Внуково




37

15.11.1961

14.49

Харьков

16

10.11.1955

10.30

Внуково




38

16.11.1961

14.49

Львов

17

11.12.1954

07.20

Внуково




39

16.11.1961

14.49

Волгоград

18

11.12.19543

10.25

Внуково




40

18.11.1962

15.20

Куйбышев

19

12.12.1954

04.20

Внуково




41

22.11.1965

05.18

Внуково

20

27.12.1954

04.24

Внуково




42

28.11.1965

17.23

Внуково

21

12.03.1957

09.35

Внуково




43

04.12.1965

04.59

Внуково

22

13.03.1957

04.05

Внуково




44

28.12.1965

17.15

Внуково

Таким образом, конечная выборка содержит 42 случая, включая 10, 26, 4 и 2 случая, соответствующих кодам погоды 56, 57, 66 и 67, соответственно. Из 42 зондирований 29 выполнены во Внуково, 4 - в Быково, 2 - в Одессе, по одному - в Минске, Риге, Ленинграде, Волгограде, Куйбышеве, Львове и Харькове.


2. Приземные холодные слои
Приземные холодные слои представляют интерес, прежде всего, с точки зрения идентификации механизма генерации ЗО.

Так называемый классический механизм формирования ЗО определяется как процесс таяния твердых осадков во время падения их через теплый восходящий слой и дальнейшее переохлаждение дождя или мороси в приземном холодном слое с температурой около 00C. Это подразумевает, что вблизи поверхности Земли температура ниже 00C, выше этого слоя она также отрицательна, в то время как под облаком или внутри него существует слои положительных температур.

Неклассический механизм включает рост переохлажденных капель дождя или мороси без прохождения через ледовую фазу и таяние. Случаи, в которых отсутствуют положительные температуры под или внутри облака могут считаться проявлениями неклассического механизма.

Согласно этим определениям, мы считаем приземными холодными слоями слои с t< 00C от поверхности Земли до теплого слоя (t > 00C) ниже или внутри облака. Холодные слои этого типа наблюдаются в 5 случаях (№№9, 23, 31, 32, 37). Характеристики холодных слоев приведены в табл.1.

Таблица 1
Толщина приземных холодных слоев, минимальная температура в них и высота, на которой эта температура наблюдается

№ зонди-рования

Толщина, м

Минимальная температура, oC

Уровень tmin

над уровнем Земли, м.



Код

погоды


9

1120

-2.7

1020

56

26

1100

-5.0

690

57

31

1280

-6.3

420

57

32

960

-6.3

350

57

38

430

-1.3

40

57

Эти случаи будут обсуждаться ниже в качестве кандидатов для демонстрации классического механизма.


3. Теплые слои
Классификация теплых слоев приведена в табл.2.

В двух из восьми случаях «тепла над нижним облаком» (№№9 и 32) имеется второй облачный слой; при этом теплый слой располагается неодинаково по отношению к этому второму облачному слою:

- 21.11.1951 во Внуково имеются положительные температуры в верхней части верхнего облака, на его вершине и в слое над верхушкой;

- 19.11.1951 во Внуково теплый слой лежит между двумя облачными слоями, полностью холодными.

Всего обнаружено 15 теплых слоев, 11 из которых лежат выше холодных, а 4 остальных являются приземными. Их характеристики представлены в табл.3 и 4, соответственно. Приземные теплые слои являются мелкими ( от 10 до 80 м).

Известно из практики, что ЗО могут выпадать при слабоположительных (до +20С) температурах воздуха на уровне 2 м. Так, в [3] отмечено, что переохлажденные осадки выпадают чаще всего при температурах от +0.5 до –3.0oC, реже при –8, -10oC. Действительно, слабоположительные температуры на уровне 2 м могут быть связаны с холодной поверхностью (<0oC) снега, льда, почвы и т.д. Это типичные условия адвекции тепла после периода заморозков. Капли осадков (мороси в случаях табл.4), переохлажденные выше теплого поверхностного слоя, могут быть слегка прогреты в этом тонком слое. Затем они падают на холодную поверхность и замерзают.

Распределение повторяемости температуры для нашей выборки приведено на рис.1а. В согласии с вышеупомянутыми оценками из [3] , все случаи ЗО наблюдались в диапазоне температур от +0.4 до –7.0oC, 31 случай – при t-30C.

В некотором смысле, условие слабоположительных температур на уровне 2 м и в тонком слое при наличии холодной земли может рассматриваться как версия классического механизма. Возможно, таков случай зондирования № 44, где, согласно данным микрофизики, облака смешанной фазы Ns содержат много капель среднего и крупного размера и мало кристаллов. В случаях № 15 и 35 облака содержат только жидкую фазу; в случае №11 микрофизические данные отсутствуют.

Не было обнаружено случаев с теплым основанием нижнего облачного слоя.

Таблица 2

Классификация теплых слоев

Обозначение


Описание


№ случая

Всего

один облач. слой

два облач. слоя

Теплое основание нижнего облака

теплый слой охватывает верхнюю часть подоблачного слоя (над холодным приземным слоем), основание и нижнюю часть облака

-


-


0


Теплая середина нижнего облака

теплый слой лежит внутри облака и не включает его границы

-

31

1


Теплая верхушка нижнего облака

теплый слой охватывает верхнюю часть облака, его верхушку и слой над ней

-

26, 37

2


Тепло над нижним облаком

теплый слой является безоблачным и лежит над верхушкой нижнего облака

10, 15, 17, 19, 35, 38

9,

32

8


Теплый приземный слой

верхняя граница теплого приземного слоя лежит ниже основания облака

15,

35


11,

44

4

Таблица 3



следующая страница >>