ОБЛАКА И ОСАДКИ
Облака- это видимое скоплениекапельводы и/или криталлов льда (продуктов конденации и/или сублимации водяного пара), находящихяв воздухево взвешенном сотояниинанекоторойвысотенадповерхнотьюземли.
Дляобразованияоблаковнеобходимы: дотаточнаявлажнотьвоздуха, воходящие движенияиядраконденации (гигрокопичекиечатицыпыли, дыма, моркойсоли, гари ит.д.).
Главной причиной образования облаков являетя адиабатичекое понижение температурыв поднимающем явлажном воздухе. В завиимоти от видавоходящего движения, в результате конденации и сублимации водяного пара, образуютяоблака различных форм с различными физичекими характеритиками (микротруктурой, воднотью). Воходящиедвижения, взавиимотиотпричинобразования, подразделяютя наследующиевиды: конвекция (термичекая, вынужденнаяиорографичекая), воходящее скольжение, динамичекаятурбулентнотьиволновыедвижения (Приложение 1).
Конвекция- этовертикальнонаправленныевоходящиеиниходящиепотокивоздуха, которые возникают за счет: неравномерного нагревания подтилающей поверхноти (термичекаяконвекция), вытенениятеплоговоздухаподтекающим поднегохолодным воздухомнаатмоферныхфронтах(вынужденнаяконвекция) инатеканиявоздуханакрутые склоныгор (орографичекаяконвекция).
Восходящеескольжение- этонаклонноедвижениебольшихмасвоздуха, которое наблюдаетяпри: натеканиитеплоговоздуханахолодный воздух(натеплыхфронтах), натеканиитеплоговоздуханапологиесклоныгорипримедленномподтеканиихолодного воздухаподтеплыйвоздух(нахолодныхфронтах).
Динамическая турбулентность - это бепорядочные вихри, возникающие при горизонтальномперемещенииитрениивоздухаоподтилающуюповерхноть.
Волновыедвижениявозникаютвслояхинвериииизотермиивледтвиеразнотей плотнотиискоротидвижениявоздуханадиподэтимислоями. Приэтомввершинахволн наблюдаютявоходящиепотоки, авдолинах- ниходящие.
Рис.
1.2. КучевообразныеоблакаКучевые облака - это небольшие облачные массы белого цвета, разбросанные по небу в виде куч. Нижнее основание облаков плоское на высоте 800... 1500 м, вершина - выпуклая на высоте 2.3 км. Состоят из капель воды, осадков не дают. Над континентом кучевые облака образуютсяпреимущественновтеплоевремягода. Обычноонипоявляютсяв 10.12 часов, в 14.15 достигаютмаксимальногоразвитияи квечеруразмываются. Малоразвитыепо вертикали, плоскиекучевыеоблаканазываются “облаками хорошейпогоды”. Полетпод облакамиивоблакахсопровождаетсяслабойболтанкой, т.к. скоростьвосходящихпотоков 2.5 м/с. Облакарасполагаются ниженулевойизотермы, поэтому обледенениев нихне наблюдается.
Мощно-кучевые оОлака - образуются из кучевых облаков. При большой влажности
3
воздуха (а> 10 г/м ) и благоприятных условиях для развития конвекции кучевые облака развиваются по вертикали, переходят через нулевую изотерму и становятся мощнокучевыми. Нижнееоснованиеоблаковплоское, слегкасероватоеилисиневатоенавысоте 600.1000 м, вершина - куполообразная, белогоцветанавысоте 4.6 км. Мощно-кучевые облакамогутрасполагатьсяввидеотдельныхредкихоблаковили ввидезначительного скопления, закрывающегопочтивсенебо. Облакакапельно-жидкие, новышеизотермы 0°С капливоды находятсявпереохлажденномсостоянии. Осадкиизмощно-кучевыхоблаковне выпадают. В облаках преобладают восходящие потоки, скорость которых достигает 10.15 м/с. Полетывнутримощно-кучевыхоблаковзапрещеныруководящимидокументами из-за сильной болтанки по всему облаку и интенсивного обледенения выше нулевой изотермы.
Кучево-дождевые оллака - огромные горообразные облачные массы с темными основаниями и ярко-белыми вершинами, которые, как правило, имеют волокнистое строение.
По вертикали кучево-дождевыеоблакамогутразвиватьсядо тропопаузы, аиногда пробиваюттропопаузуи вклиниваютсявнижнюю стратосферу. Образуютсяизмощно- кучевыхоблаковприабсолютнойвлажностивоздухаболе13 г/м3 илиупругостиводяного пара более 15 гПа. При благоприятных условиях для развития конвекции и большом влагосодержании воздухамощно-кучевыеоблакапродолжаютрасти вверх, и достигают вершинами высот, гдетемпературавоздуханастолько низкая, что воблаках начинают образовываться ледяные кристаллы.
Таким образом, микроструктура кучево-дождевого облакасмешанная -имеютсякаккапливоды, такикристаллыльда. Процесперерастания мощно-кучевого облакавкучево-дождевоепроисходиточеньбыстро, иногдавтечение 15.20 минут. Признаком такогоперерастанияможетслужитьизменениеформы мощно- кучевогооблака. Покаразвивающ есяоблакосостоиттолькоизкапельводы, оноосадковне даети им етрезко очерченныеконтуры. Вершинаоблаковвыглядитподобно головке цветнойкапусты. Кактольковерхняячастьоблакаприобретаеткристаллическоестроение, онотеряетсвоирезкиеочертания, егокраяначинаютлохматиться, авершинапринимаетвид перевернутой метлы (наковальни). Ледяные кристаллы, находясь в соседстве с переохлажденнымикаплямиводы, быстроувеличиваютсяиначинаютвыпадатьизоблака. С моментавыпаденияосадковоблакастановятсякучево-дождевыми. Изкучево-дождевых облаковвыпадаютливневыеосадкиввидедождя, снега, крупы, града. Скоростьвосходящих потоковвоблакеможетдостигать 30.40 м/с; засчетливневыхосадковвкучево-дождевых облаках возникают нисходящие потоки со скоростью 10... 15 м/с. Развитие куче во-дождевых облаков, и выпадение ливневых осадков часто сопровождается грозами (К), шквалами (V) и смерчами ()();.В зависимости от причин образования, кучево-дождевые облака бывают внутримассовымиифронтальными.
- возможен разряд молнии через ВС;
- ливневые осадки (V) ухудшают видимость на взлете и при заходе на посадку, а град может
повредитьотдельныечастиВСвполете;
- при полете в сильных ливневых осадках (видимость менее 1000 м) может произойти срыв потока;
- кучево-дождевыеоблакачастосопровождаютсяшкваламиисмерчами.
Высоко-кучевыехлопьевидныеили башенкообразныеоблакаимеют вид крупных хлопьев, разделенныхпросветамиголубогонеба, илибашенок, посаженныхнаоднообщее основание. Образуютсявтеплоевремягода, какправило, вутренниечасы, когдавсредней тропосфере наблюдается неустойчивое рхновесие воздуха. НГО состхляет 3...5 км, толщина - 200.500 м.
Непосредственно на полет влияния не окхывают, но хляются хорошимпризнакомобразованиягрозывдневныечасы. Приэтом, чембольшебашенокили хлопьев, темближеповременигроза.Перисто-кучевые облака - белые тонкие облха, имеющие вид очень мелких волн, хлопьев, барашков. Образуютсянавысотевыше 6 км, состоятизкристалловльда, толщина облаков 200...300 м. Наполетвлияниянеоказывают.
II. Слоистообразныеоблака
Причинаобразования - восходящеескольжение. Книмотносятся: слоисто-дождевые, разорванно-дождевые, высоко-слоистые, перисто-слоистыеиперистыеоблака (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Слоистообразныеоблака
Слоисто-дождевыеоблакаимеютвидтемно-серогооблачногопокрова, какправило,
закрывающего все небо. Высота НГО 300...500 м и менее. Вертикальная мощность
колеблетсяотнесколькихсотенметровдонесколькихкилометров. Этосмешанныеоблакас 3
водностью 0,6...1,3 г/м . Из них выпадают обложные осадки - продолжительные, средней интнсивности, занимающиебольшиеплощади: 200...300 км по ширинеидо тысячи километровподлине.
Полетвтакихоблакахпроходитспокойно, но, вышенулевойизотермы, воблаках, а зимой и в осадках наблюдаетсяобледенение ВС, интенсивность которого зависит от водностиоблакаитемпературывоздуха. ВосадкахНГОразмываетсяиможетрасполагаться навысоте 100 миниже, чтозатрудняетихпробиваниепризаходенапосадку. Вовсесезоны годаприполетевоблакахмогутвозникатьзначительныеэлектростатическиезаряды.
Разорванно-дождевыеоблакапредставляютсобойбесформенныечерныеполосы на общем сером фоне слоистообразной облачности. Причиной их образования является насыщение холодного воздуха (ХВ) обложными осадками, выпадающими из слоисто- дождевыхоблаков, и динамическаятурбулентность, возникающаяпри движении ХВ по неровностям подстилающей поверхности. Состоят из переохлажденных капель, иногда ледяных кристаллов. НГО 50..100 м, толщина 100.200 м. Разорванно-дождевые облака затрудняютилиисключаютвзлет, посадкуивизуальныеполетыВС.
Высоко-слоистыеоблакапредставляютсобойоднородную серую пеленутолщиной 1.2 кмиимеютбольшую горизонтальную протяженность. СолнцеиЛунапросвечивают черезних, каксквозьматовоестекло. Это смешанныеоблака. Изних могутвыпадать обложныеосадки, которыедоземли доходяттолькозимойввидеснега. Поэтомузимой шириназоныосадковувеличиваетсядо 400.500 км. Приполетахввысоко-слоистыхоблаках наблюдается обледенение ВС, интенсивность которого зависит от водности облака и температурывоздуха. Вероятностьобледенениявэтихоблакахбольшевтеплоевремягода. Видимостьвоблакахплохая - несколькодесятковметров. ПридлительномполетевнихВС заряжаютсястатическимэлектричеством.
Перисто-слоистыеоблакаимеютвид однородной белой или голубоватой пелены, закрывающей все небо. Толщина облаков от нескольких сотен метров до нескольких километров. Облакасостоятизледяныхкристаллов. СолнцеиЛунапросвечиваютчерезних, образуябелыеилирадужныекруги - гало. Онослужитпризнакомпоследующегоухудшения погоды. ПриполетахвоблакахпроисходитэлектризацияВС. Видимостьхорошая.
Перистыеоблака- параллельныеполосы сзагнутымикверхупереднимикраямив видекрючковиликоготков, поэтомуониназываютсякрючковиднымииликогтевидными. Облакакристаллические, осадкиизнихневыпадают. Толщинаоблаковотнесколькихсотен метровдонесколькихкилометров. Онирасполагаютсявпередилиниифронтанарасстоянии 800.1000 км и являются предвестниками плохой погоды. Полет спокоен, видимость хорошая, нопридлительномполетевозможнаэлектризацияВС.
III. Волнистообразныеоблака
Образуются за счет: динамической турбулентности, волновых движений слоев инверсиииизотермии, радиационноговыхолаживанияподстилающейповерхности. Кним относятся: слоистые, разорванно-слоистые, слоисто-кучевые, высоко-кучевыеи перистокучевые облака. По внешнему виду они представляют собой, распространенный по горизонтали, слойоблаковввидегрядилиотдельныхвалов, вертикальноеразвитиекоторых характеризуетсямногослойностью (рис. 1.4).
Рис.
1.4. ВолнистообразныеоблакаСлоистые облака - характерны для холодного времени года. Они образуются под слоем инверсииимеютвдсплошнойсеройпелены илиразорванныхоблачныхмасс
Нижнее основание находится на высоте 100.300 м. Облака могут опусаться до земли и переходить втуман. Изнихвыпадаютморосящиеосадки. Полетв облаках и осадках сопровождается обледенением, интенсивность которого зависит от водности облака и температуры воздуха. Из-замалойвысоты слоистыеоблаказатрудняютилиисключают взлет, посадкуивизуальныеполеты.
Слоисто-кучевыеоллака имеютвид волнистоготонкоголибоплотного облачного слоя. Высота НГО 600.1000 м, а зимой - 300.600 м. Толщина - несколько сотен метров. В холодноевремяизнихмогутвыпадатьосадкиввидеслабогоснега. В облакахможно встретитьслабоеили умеренноеобледенениеислабую болтанку, котораяусиливаетсяк ВГО.
Высоко-кучевыеиперисто-кучевыеоллака располагаются, соответственно, всреднем иверхнемярусах, особоговлияниянаполетынеоказывают.
Осадками называюткапли воды и кристаллы льда, выпадающие из облаков или оседающиеизвоздуханаземнуюповерхность.
Основными формами осадковявляются: дождь, снег, морось, мокрыйснег, снежная илиледянаякрупа, снежныезерна, град, ледянойдождь, ледяныеиглы.
Косадкам, оседающимизвоздуха, относятся: роса, иней, изморозь, твердыйижидкий налетнанаветреннойстороневертикальнорасположенныхпредметов.
По характерувыпаденияосадки делятсяна: олложные, выпадающиеизсистемы фронтальных слоисто-дождевых и высоко-слоистых облаков; ливневые, выпадающиеиз кучево-дождевой облачности; моросящие, выпадающиеизслоистых и слоисто-кучевых облаков.
1.3.