Уровни конденсации и конвекции, их влияние на образование облаков
Уровень конденсации – высота, на которой водяной пар в поднимающемся воздухе достигает насыщения. На уровне конденсации температура воздуха равна температуре точки росы, а относительная влажность равна 100%. Высота уровня конденсации находится в прямой зависимости от температуры воздуха у земли и в обратной зависимости от его относительной влажности.
При подъёме воздуха выше уровня конденсации происходит конденсация водяного пара и образование облаков. Их нижняя граница на 100-200 м выше этого уровня. Если уровень конденсации находится у подстилающей поверхности, то образуется туман.
При восходящем движении воздушная масса может подниматься до тех пор, пока её температура не сравнится с температурой окружающего воздуха.
Уровень конвекции – высота, до которой может распространяться восходящий воздушный поток. На уровне конвекции температура поднимающегося воздуха равна температуре окружающего воздуха.
Для образования облаков существенное значение имеет взаимное расположение уровней конденсации и конвекции. Если уровень конвекции располагается выше уровня конденсации, то между этими слоями, как правило, образуются облака. Если уровень конвекции лежит ниже уровня конденсации, то восходящие потоки не приводят к образованию облаков. Уровень конвекции является также верхней границей болтанки ВС, вызываемой неустойчивым состоянием атмосферы.
|
|
|
Влияние вертикальных движений на работу авиации
Вертикальные движения воздуха могут оказывать непосредственное воздействие на летящий самолет и, кроме того, вызывать явления погоды, опасные для полётов или усложняющие их.
При полётах в воздушной массе, где наблюдаются сильно развитые восходящие и нисходящие вертикальные токи, самолёт испытывает болтанку и броски, усложняющие пилотирование и утомляюще действующие на экипаж и пассажиров.
Вертикальные потоки воздуха крупного масштаба могут вызвать большие, не зависящие от летчика, вертикальные перемещения самолётов иногда на несколько тысяч метров вверх или вниз. Это бывает особенно опасным при полётах на высотах, близких к практическому потолку самолёта, где восходящий поток может поднять самолёт на высоту, значительно превышающую его потолок, или при полётах в горных районах на подветренной стороне хребта, где нисходящий воздушный поток может явиться причиной столкновения самолёта с землей.
Вертикальные движения воздуха приводят к образованию опасных для полётов кучево-дождевых облаков, сопровождающихся грозовыми явлениями, шквалистыми ветрами, ливневыми осадками, а иногда и крупным градом. Восходящие движения воздуха создают на атмосферных фронтах мощные облачные образования и обширные зоны осадков. При полётах в таких облаках летом можно встретить грозовые очаги, зимой - зоны, где может произойти обледенение самолёта.
|
|
|
Контрольные вопросы:
1. Виды вертикальных движений воздуха.
2. Уровень конденсации, уровень конвекции.
3.Какое расположение уровней конденсации и конвекции приводит к образованию облаков?
4. Влияние вертикальных движений на полет ВС.
Облака, осадки и условия полетов в них
Облака. Причины образования. Классификация облаков
Облака – скопление взвешенных в атмосфере капель воды, ледяных кристаллов, смеси тех и других, возникающих в результате конденсации водяного пара.
Главной причиной образования облаков является адиабатическое понижение температуры в поднимающемся влажном воздухе, приводящее к конденсации водяного пара при наличии ядер конденсации.
Причинами подъёма воздуха могут являться:
1. Конвекции.
2. Восходящее скольжение воздуха по наклонной поверхности.
3. Волнообразные движения.
4. Динамическая турбулентность.
Понижение температуры может произойти также и вследствие радиационного выхолаживания верхних слоёв инверсии или верхней границы облаков.
|
|
|
В результате конденсации водяного пара в атмосфере образуются облачные элементы двух видов: мелкие водяные капельки и ледяные кристаллы, имеющие вид шестигранной призмы.
Облака могут состоять из капель и кристаллов. Водяные капли в облаках при отрицательной температуре не ниже мин.10-12гр. находятся в переохлажденном состоянии .
Все облака подразделяются на три группы:
· Капельно-жидкие при температуре от 0гр до мин 12гр,
· Кристаллические при температуре ниже мин 40гр,
· Смешаные- при температуре от мин 12 до мин 40гр.
Облака характеризуются водностью – это количество воды в граммах в 1 килограмме облака. Водность не остается постоянной, так как в облаках непрерывно идут процессы конденсации, сублимации, испарения и замерзания капель, укрупнения облачных элементов и выпадения осадков.
Облака различаются по внешнему виду – морфологическая классификация (рис.13) - по характеру процессов облакообразования и по происхождению – генетическая классификация.
Морфологическая классификация предусматривает распределение по высоте нижней границы: облака верхнего, среднего и нижнего ярусов. Особо выделяются облака вертикального развития, представляющие собой облачные массы, простирающиеся по вертикали до различных высот.
|
|
|
Рис. 13. Морфологическая классификация облаков по ярусам и основным формам
По ярусам и основным формам (родам) облака различаются следующим образом:
Облака верхнего яруса (высота основания 6 км и выше).
1.Перистые - Ci – cirrus (циррус);
2. Перистослоистые – Cs – cirrostratus (цирростратус);
3. Перистокучевые - Cc – cirrocumulus (циррокумулюс).
Облака среднего яруса ( высота основания 2-6 км).
4. Высококучевые - Ac –altocumulus (альтокумулюс);
5. Высокослоистые As – altostratus (альтостратус) .
Облака нижнего яруса (высота основания 2 км и ниже)
6. Слоистокучевые - Sc – stratocumulus (стратокумулюс);
7. Слоистодождевые - Ns – nimbostratus (нимбостратус);
8. Слоистые - St – stratus (стратус)
Облака вертикального развития ( высота основания в нижнем ярусе, верхняя граница до тропопаузы)
9. Кучевые – Cu – cumulus (кумулюс);
10 Кучево-дождевые - Cb - cumulonimbus (кумулонимбус).
Высота облаков существенно изменяется в зависимости от широты места, времени года, характера рельефа местности, синоптических условий формирования облаков.
Генетическая классификация делит облака на кучевообразные, слоистообразные и волнистообразные.
Кучевообразые (рис.14). Причиной их возникновения являются различные виды конвекций. К этому типу относятся кучевые Cu, кучево-дождевые Cb, мощно-кучевые Cu congestus.
Рис. 14. Кучевообразные облака
Слоистообразные (рис.15). Причиной их образования является восходящее скольжение воздуха вдоль пологих фронтальных разделов.
К этому типу относятся слоисто-дождевые Ns (нимбостратус), высоко-слоистые As(альтостратус), перисто-слоистые Cs(перист-слоистые), перистые Ci (циррус). Также облака, возникшие в результате движение тёплого воздуха по холодной постилающей поверхности – слоистые St (stratus) и разорвано-слоистые Fr St (фрактостратус)
Рис. 15. Слоистообразные облака
Волнистообразные (рис.16). Причиной их образования являются волновые колебания на задерживающих слоях (инверсий, изотермий и слоях с небольшим вертикальным градиентом температуры). К ним относятся слоисто-кучевые Sc(стратокумулюс), высоко-кучевые Ac(альтокумулюс), перисто-кучевые(циррокумулюс) волнистые Cс(цирростратус).
Рис. 16 Волнистообразные облака
В отдельную группу можно выделить искусственные перистые облака, возникающие в результате сублимации водяного пара, выделяющегося при работе турбореактивного двигателя, образующиеся за летящим самолётом.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 2178; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!