16.11.2010Г.Лекция.7

Местные ветры.

Местные ветры – это воздушные течения небольшой горизонтальной протяженности, от 100 м. до нескольких десятков километров. Возникают вследствие неоднородного нагрева подстилающей поверхности или механического воздействия рельефа на воздушный поток более крупного масштаба. Местные ветры обусловлены термическим воздействием поднимающей поверхности:

1. бризы – ветры с суточной периодичностью, возникающие в прибрежной черте океанов, морей, больших озер. Днем – с моря на нагретое побережье, ночью – с суши на более теплую поверхность воды

2. горно-долинные – днем горные склоны и прилегающий к нему слой воздуха нагреваются значительно сильнее, чем воздух над долиной и как более теплый поднимается вверх по склону, ночью горный ветер дует вниз по склону.

Эти ветры выражены тем отчетливее, чем меньше скорость потока более крупного масштаба.

Механическое воздействие препятствий (гор, возвышенностей) на воздушный поток приводит к различным возмущениям днем, причем, чем больше скорость потока, тем большее возмущение он испытывает.

Фён – сухой теплый, порывистый ветер, дующий с гор в долину, температура воздуха при опускании резко повышается, а влажность падает. Местных ветров много и каждый характерен для своей местности.

Влияние ветра на работу гражданской авиации.

Наиболее благоприятным для взлета и посадки воздушных судов является встречный ветер, т.к. он уменьшает скорость отрыва и посадочную скорость, соответственно он уменьшает длину разбега при взлете и пробеге при посадке.

Встречный ветер создает при взлете дополнительный обдув, что приводит к лучшей устойчивости и управляемости воздушным судном в начале движения. Значительно усложняется взлет и посадка при боковом ветре, т.к. в этом случае образуются дополнительные аэродинамические силы, затрудняющие управление воздушным судном, поэтому для каждого типа воздушного судна установлена максимальная составляющая скорость ветра, при превышении которой взлет и посадка не разрешаются. Значение боковой составляющей зависит от состояния ВПП, при наличии на ней воды, слякоти снега, она значительно уменьшается.

При полете на эшелоне, ветер оказывает существенное влияние на путевую скорость и угол сноса.

На точность приземления воздушного судна существенно влияет изменение направления и скорости ветра с высотой (до 500 м.). Особенно опасным является резкое изменение вдоль траектории снижения или набора высоты.

Вертикальное движение воздуха.

Виды вертикальных движений воздуха:

1. термическая конвекция

2. вынужденная конвекция

3. восходящие скольжения

4. динамическая турбулентность

5. волновые движения

Конвекция – это вертикально направленные восходящие и нисходящие движения воздуха.

Термическая конвекция.

Связана с неравномерным нагревом воздуха, поскольку подстилающая поверхность нагревается не одинаково, более нагретые массы воздуха, становясь легче окружающей среды, поднимаются вверх, а на смену им опускается охлажденный воздух, как более тяжелый.

Т ермическая конвекция может иметь вид неупорядоченных потоков воздуха и может проявляться в виде мощных упорядоченных восходящих и нисходящих движений воздуха. При неупорядоченной конвекции, которая называется термической турбулентностью, происходит образование беспорядочных струек и пузырей, поднимающихся вверх или опускающихся вниз. При упорядоченной конвекции в восходящих и нисходящих движениях участвуют достаточно большие массы воздуха, по горизонтали до нескольких десятков километров. Конвективное движение может развиваться до больших высот и часто охватывает всю тропосферу. Скорость восходящих потоков может достигать 30 – 40м/с, нисходящих меньше, в среднем 10 – 15м/с.. Термическая конвекция образуется также в холодной воздушной массе при движении холодного воздуха по теплой подстилающей поверхности.

Вынужденная конвекция.

О бразуется при быстром подтекании холодного воздуха под теплый, происходит вытеснение теплого воздуха вверх или при натекании воздуха на крутые склоны гор.

Как термическая, так и вынужденная конвекции приводят к образованию облаков вертикального развития (кучевые, кучево-дождевые, мощные кучевые) и вызывают болтанку воздушных судов в полете.

Восходящее скольжение.

Это наклонное движение больших масс воздуха, которое наблюдается при:

1. натекании теплого воздуха на холодный, на теплых фронтах

2. м едленном подтекании холодного воздуха под теплый в холодных фронтах первого рода

Скорость восходящего скольжения 5 – 10м/с.. Горизонтальная протяженность несколько сотен и даже тысяч километров. Восходящее скольжение приводит к образованию слоистообразных облаков (высокослоистые, перистые, слоисто-дождевые).

Динамическая турбулентность.

Э то беспорядочные восходящие и нисходящие вихри, возникающие при горизонтальном перемещении воздуха и трении его об подстилающую поверхность. Динамическая турбулентность наблюдается в любое время суток. Ее интенсивность зависит от скорости ветра и рельефа местности. Чем сильнее скорость ветра и шероховатость у земной поверхности, тем сильнее динамическая турбулентность. Наблюдается до высоты 1 – 1,5км.. Динамическая турбулентность приводит к образованию волнообразных облаков и вызывает болтанку у воздушных судов при взлете и посадке.

Волновые движения воздуха.

Возникают в слоях инверсии и изотермии (на их верхних и нижних границах), вследствие разной плотности воздуха и скорости ветра под и над слоями инверсии.

П одобно тому, как на поверхности моря, являющегося границей двух сред (воздух и вода), возникают волны, так и границы инверсионного слоя представляют собой волнистую поверхность. При этом под вершинами волн образуются восходящие явления, а над равнинной частью – нисходящие. При достаточном содержании влаги в гребнях волн образуются волнообразные облака (слоистые, слоисто-кучевые, высококучевые, перисто-кучевые). При полете и пересечении таких волн, наблюдается циклическая болтанка.

Адиабатические процессы в атмосфере.

Это такие процессы в атмосфере, при которых изменение температуры некоторой массы воздуха происходит без обмена теплом между нею и окружающей средой. При этом понижение или повышение температуры некоторого объема воздуха при его подъеме или опускании, происходит исключительно при изменении давления. При подъеме, воздух опадает под все меньшее давление и вынужден при этом расширяться. Затрачиваемая на расширение работа, берется за счет внутренней энергии поднимающегося воздуха, что и приводит к его понижению его температуры. В поднимающемся сухом, т.е. ненасыщенном воздухе падение температуры на единицу высоты является постоянной величиной и составляет 1⁰ на 100м.. Эта величина называется сухоадеобатическим градиентом. Как только температура понизилась до значения соответствующего насыщенному воздуху, то, вследствие наступившей конденсации водяного пара, начинает выделяться скрытая теплота конденсации, поэтому при дальнейшем подъеме воздуха от уровня конденсации, понижение температуры происходит медленнее. Величина падения температуры на единицу высоты в поднимающемся насыщенном воздухе называется влажноадиобатическим градиентом. Этот градиент – величина переменная, зависящая от температуры и давления. Среднее его значение принимается за 0,6⁰/100м.. При опускании, воздух попадает под все большее давление, и поэтому сжимается, совершаемая при этом работа переходит в тепловую энергию, благодаря чему опускающийся воздух нагревается на 1⁰. Каждые 100м., независимо сухой он или влажный.