ГРОЗЫ, УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И СТАДИИ РАЗВИТИЯ
Гроза - это сложное атмосферное явление, характеризующеесс интенсивным облако- образованиемимногократнымиэлектрическимиразрядамиввидемолний.
Грозы возникаютв кучво-дождвых облаках, которыев этом случаеназываются грозовыми.
Площадьхорошоразвитыхкучво-дождвых облаковобычнонепрвышат 50.100 км2.Дляобразованиягрозовогооблаканеобходимыследующиеусловия:
1. Вертикальнонаправленныевосходящиепотокивоздуха(конвекция).
2. Большоевлагосодержаниевоздуха(абсолютнаявлажностьа> 13 г/м3 или упругость
водяногопарае> 15 гПа).
3. Большаяположительнаяэнергиянеустойчивостивтропосфере(до400 гПа). Вертикальный
температурный градиент γ > 0,65°С/100 м.
Условноразвитиегрозовогооблакаможноразделитьнатристадии.
I стадия - начальное развитие - от появления кучевого облака до начала выпадения ливневыхосадков. Вэтойстадиикучевыеоблакапостепенноперерастаютвмощно-кучевые, азатем вкучево-дождевые “лысые”, изкоторыхиначинаютвыпадатьосадки. Воблаках преобладают восходящие потоки, которые усиливаются от 2...5 м/с в кучевых облаках до
10.. .15 Мс в мощно-кучевых. Верхняя граница кучевых облаков 1,5.2,5 км, а мощно-кучевых - 4.6 км.
II стадия — максимальное развитие - грозовое облако из кучево-дождевого “лысого” развивается в кучево-дождевое “волосатое”. Изоблака выпадают ливневые осадки. Возникаютэлектрическиеразряды ввидемолний. Вовторой стадии вгрозовом облаке наблюдаются интенсивные восходящие и нисходящие движения воздуха. Восходящие потокидостигаютмаксимальныхскоростей 30.40 м/сиболе. Онипреобладаютвпередней части облака. Скоростьвосходящего потокавоблакепочти линейно растетсвысотой, начинаясоснования, идостигаетмаксимальногозначениявпредвершиннойчастиоблака, послечегоквершинеоблакаскоростьначинаетлинейноубывать. Засчетливневыхосадков образуютсянисходящиепотоки соскоростью 10.15 м/с. Нисходящиепотокинаиболее развиты в тыловой части облака.
Особенностью вертикальных потоков внутри облака являетсяихсильнаяпорывистость. Порывымогутдостигать15 м/сивызыватьприбросках перегрузкусамолетадо 2g иболее. Внутриоблакаобразуетсямноговихрейразногоразмера, которые приводятк интенсивной турбулентности, вызывающей сильную болтанку ВС. Сильнаятурбулентностьнаблюдаетсятакжеинадверхнейграницейгрозовыхоблаков.Над плоской вершиной в слое 200.300 м наблюдается нисходящий поток. ВС, попадающиев наковальню или пролетающиевблизи нее, нисходящими вертикальными потокамимогутбытьвтянутывоблако.
У внешнихграниц кучево-дождевыхоблаковчащевсего наблюдаютсянисходящие движениявоздухавсочетаниистурбулентностью. Приподходекоблакам болтанкаВС можетпоявлятьсянаудалении, примерноравномдиаметруоблака.
Сильныевосходящиепотоки, характерныедлякучево-дождевыхоблаков, способны удерживатьвовзвешенномсостояниикрупныекапливоды, которыевзонеотрицательных температурнаходятсявпереохлажденном состоянии, поэтомувгрозовыхоблакахнавсех высотахвышенулевойизотермынаблюдаетсяоченьсильноеобледенениеВС.
Большую опасностьдляполетоввгрозовыхоблакахиподнимипредставляетград. Выпадениеградапроисходитнеприкаждойгрозе. НадЕвропойвравниннойместности выпадениеградапроисходитодинразвсреднемна 10.15 случаев. Вгорныхрайонахгрозы сградомбываютчаще.
Выпадениекрупногоградаявляетсястихийным бедствием. Отнегосильнострадают посевы, фруктовыесады, виноградники, домашнийскотнапастбищах. Градможетпробивать обшивкуВС настоянкахаэродромов. В полете, при попадании вград, повреждаются: обшивкафюзеляжа, особенноперкалеваяобшивкастабилизатороввертолетов, остекление кабины экипажа, обтекатели антенн и другие сравнительно непрочные элементы конструкцииВС.
Во второй стадии большую опасность представляют явления наблюдаемые под грозовымиоблаками.
В передней части грозового облакаиногдаобразуетсятемный крутящийсявал из разорванныхоблаков, которыйназываетсяшкваловым воротом. Онвозникаетнавысоте
500.. .600м (может опусаться и до 50м) на границе восходящего потока в облаке и нисходящегопотокавнеоблака.
Шкваловыйворотим етбольшиескоростивращенияи являетсякрайнеопаснымявлением. Привысокихтемпературах, большойвлажностивоздуха исильнойнеустойчивостиватмосфереконецшкваловоговоротаможетопускатьсядоземли, образуясильныйвихрьсприблизительно вертикальнойосью вращенияи диаметром в несколькодесятковметров. Этотвихрьназывается смерчем. Смерчиобладаютбольшой разрушительной силой. Их прохождение связано с большими катастрофическими разрушенияминаземле. Пыль, обломкиразныхпредметовидажеживотныеилюдимогут подниматьсявверхэтимипотокамиипереноситьсяназначительныерасстояния.Втораяопаснаязонаподгрозовыми облаками наблюдаетсямеждувосходящими и нисходящимипотокамивоздухавобластиливневыхосадков. Этозонашквалов. Ширинаее непревышает 500 м. В высоту шквалпростираетсядо 2.3 км, его продолжительность несколькоминут. Уземлишквалпроявляетсякакрезкоеусилениеветра, сопровождающ еся изменениемегонаправленияпочтина 180°. Ветервзонешкваловможетдостигатьсилы урагана (более 29 м/с). Шквалопасендлявоздушныхсудов, находящихсявполетенамалых высотах, атакжедляавиационнойтехникииразличныхлегкихпостроек, расположенныхна аэродроме.
III стадия - стадия разрушения - ливневые осадки, выпадающие из грозового облака, охлаждаютвоздухиподстилающуюповерхностьподоблаком. Поэтомуослабевают, азатем прекращаются восходящие потоки. В данной стадии в грозовом облаке преобладают нисходящиепотоки, которыеразмываютэтооблако. Разрушениегрозовогооблакаобычно начинаетсяснижнейчасти.
Весьпериодразвитиягрозовогооблаказанимаетот 3 до 5 часов.
Руководящиедокументы ГА запрещаютпреднамеренновходитьвгрозовыеоблакав любойстадииихразвития, таккаквгрозовыхоблакахивнепосредственнойблизостиотних прямуюопасностьдляполетовпредставляют:
- порывистые восходящие и нисходящие потоки воздуха с большими скоростями, приводящиеквнезапнымброскамВС;
- интенсивноеобледенениенавсехвысотахвышенулевойизотермы;
- электрическиеразрядыввидемолний;
- град, вызывающиймеханическиеповрежденияВС;
- сильныеатмосферныепомехи, нарушающиерадиосвязь;
- ливневыеосадкисограниченнойвидимостью;
- шквалыисмерчи;
- сдвигиветравприземномслое.
ПриполетевгрозовомоблакеиливблизинегоможетпроизойтипопаданиемолниивВС.
Этовозможновдвухслучаях:
-ВСнаходитсянапутимолнии;
-напряженностьэлектрического полямеждуобъемным зарядом в облакеи объемным зарядомВСбольшепробивногопотенциалавоздуха.
ВрезультатепопаданиямолниивВСможетпроизойти:
-разгерметизациякабины;
-пожарнаВС;
-ослеплениеэкипажа;
-разрушениеобшивки, отдельныхдеталейирадиотехническихсредств;
-намагничиваниестальныхсердечниковвприборахидр.
ВероятностьпораженияВС молниейвозрастаетсувеличением ихмассы искорости полета. Наиболее часто поражаются молнией радиоантенны, крылья, стабилизатор и фюзеляж. Существеннорежепроисходитпоражениетопливныхбаков, ноэтислучаиобычно имеюттяжелыепоследствия.
Сгрозовымиразрядамитесносвязаны атмосферныерадиопомехи(атмосферики). Это электромагнитные импульсы, которые возникают в процессе грозового разряда.
Распространяясь от места своего возникновения, атмосферики вызывают радиопомехи - особенно на длнных волнах. Они создают шумы и треск в телефонах. Чем больше напряженность электрического поля в грозовом облаке, тем сильнее атмосферные радиопомехи.
2.5.1.