Метеорологические элементы и явления погоды, определяющие условия полета метеорологические элементы. Основные метеорологические элементы Основные метеорологические элементы и явления

3.3.4 Метеорологические спутники Метеорологическая обстановка влияет не только на мирную, но и на военную деятельность. Не говоря уже о необходимости учета погодных условий при планировании учебной или боевой деятельности вооруженных сил, наличие или отсутствие

АВИАЦИОННАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ

Метеорология - наука, изучающая физические процессы и явления, происходящие в атмосфере земли, в их непрерывной связи и взаимодействии с подстилающей поверхностью моря и суши.

Авиационная метеорология - прикладная отрасль метеорологии, изучающая влияние метеорологических элементов и явлений погоды на деятельность авиации.

Атмосфера. Воздушная оболочка земли называется атмосферой.

По характеру распределения температуры по вертикали атмосферу принято делить на четыре основные сферы: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и три переходных слоя между ними: тропопаузу, стратопаузу и мезопаузу (6).

Тропосфера - нижний слой атмосферы, высота 7-10 км у полюсов и до 16-18 км в экваториальных районах. Все явления погоды развиваются главным образом в тропосфере. В тропосфере происходит образование облаков, возникновение туманов, гроз, метелей, наблюдается обледенение самолетов и другие явления. Температура в этом слое атмосферы падает с высотой в среднем на 6,5° С через каждый километр (0,65° С на 100%).

Тропопауза - переходный слой, отделяющий тропосферу от стратосферы. Толщина этого слоя колеблется от нескольких сотен метров до нескольких километров.

Стратосфера - слой атмосферы, лежащий над тропосферой, до высоты приблизительно 35 км. Вертикальное движение воздуха в стратосфере (по сравнению с тропосферой) очень сильно ослабевает или почти отсутствует. Для стратосферы характерно незначительное понижение температуры в слое 11-25 км и повышение в слое 25-35 км.

Стратопауза - переходный слой между стратосферой и мезосферой.

Мезосфера - слой атмосферы, простирающийся приблизительно от 35 до 80 км. Характерным для слоя мезосферы является резкое повышение температуры от начала до уровня 50-55 км и понижение ее до уровня 80 км.

Мезопауза - переходный слой между мезосферой и термосферой.

Термосфера - слой атмосферы выше 80 км. Этот слой характеризуется непрерывным резким повышением температуры с высотой. На высоте 120 км температура достигает +60° С, а на высоте 150 км -700° С.

Схема строения атмосферы до высоты 1 00 км представлена.

Стандартная атмосфера - условное распределение по высоте средних значений физических параметров атмосферы (давления, температуры, влажности и др.). Для международной стандартной атмосферы приняты следующие условия:

· давление на уровне моря, равное 760 мм рт. ст. (1013,2 мб);

· относительная влажность 0%; температура на уровне моря -f 15° С и падение се с высотой в тропосфере (до 11 000 м) на 0,65° С на каждые 100 м.

· выше 11 000 м температура принята постоянной и равной -56,5° С.

Смотрите также:

Воздушные массы

Воздушные фронты

Циклоны и антициклоны

Опасные явления погоды для авиации

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Состояние атмосферы и процессы, происходящие в ней, характеризуются рядом метеорологических элементов: давлением, температурой, видимостью, влажностью, облаками, осадками и ветром.

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах (1 мм рт. ст. - 1,3332 мб). За нормальное давление принимают атмосферное давление, равное 760 мм. рт. ст., что соответствует 1013,25 мб. Нормальное давление близко к среднему давлению на уровне моря. Давление непрерывно изменяется как у поверхности земли, так и на высотах. Изменение давления с высотой можно характеризовать величиной барометрической ступени (высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 мм рт. ст., или на 1 мб).

Величина барометрической ступени определяется по формуле

Температура воздуха характеризует тепловое состояние атмосферы. Температура измеряется в градусах. Изменение температуры зависит от количества тепла, поступающего от Солнца на данной географической широте, характера подстилающей поверхности и атмосферной циркуляции.

В СССР и большинстве других стран мира принята стоградусная шкала. За основные (реперные) точки в этой шкале приняты: 0° С - точка плавления льда и 100° С- точка кипения воды при нормальном давлении (760 мм рт. ст.). Промежуток между этими точками разбит на 100 равных частей. Этого промежутка носит название «один градус Цельсия» - 1° С.

Видимость. Под дальностью горизонтальной видимости у земли, определяемой метеорологами, понимается то расстояние, на котором еще можно обнаружить предмет (ориентир) по форме, цвету, яркости. Дальность видимости измеряется в метрах или километрах.

Влажность воздуха - содержание водяного пара в воздухе, выраженное в абсолютных пли относительных единицах.

Абсолютная влажность - это количество водяного пара в граммах на 1 лс3 воздуха.

Удельная влажность - количество водяного пара в граммах на 1 кг влажного воздуха.

Относительная влажность - отношение количества содержащегося в воздухе водяного пара к тому количеству, которое требуется для насыщения воздуха при данной температуре, выраженное в процентах. Из величины относительной влажности можно определить, насколько данное состояние влажности близко к насыщению.

Точка росы-температура, при которой воздух достиг бы состояния насыщения при данном влагосодержании и неизменном давлении.

Разность между температурой воздуха и точкой росы называется дефицитом точки росы. Точка росы равна температуре воздуха в том случае, если его относительная влажность равна 100%. При этих условиях происходит конденсация водяного пара и образование облаков и туманов.

Облака - скопление взвешенных в воздухе капель воды или кристаллов льда, возникших в результате конденсации водяного пара. При наблюдениях за облаками отмечают их количество, форму и высоту нижней границы.

Количество облаков оценивается по 10-балльной шкале: 0 баллов означает отсутствие облаков, 3 балла - три четверти неба закрыто облаками, 5 баллов - половина неба закрыта облаками, 10 баллов - все небо закрыто облаками (сплошная облачность). Высота облаков измеряется при помощи светолокаторов, прожекторов, шар-пилотов и самолетов.

Все облака в зависимости от расположения высоты нижней границы делятся на три яруса:

Верхний ярус - выше 6000 м, к нему относятся: перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые.

Средний ярус - от 2000 до 6000 м, к нему относятся: высококучевые, высоко-слоистые.

Нижний ярус - ниже 2000 м, к нему относятся: слоистокучевые, слоистые, слоисто-дождевые. К нижнему ярусу относятся также и облака, простирающиеся на значительном расстоянии по вертикали, но нижняя граница которых лежит в нижнем ярусе. К таким облакам относятся кучевые и кучеводождевые. Эти облака выделяются в особую группу облаков вертикального развития. Облачность оказывает наибольшее влияние на деятельность авиации, так как с облаками связаны осадки, грозы, обледенение и сильная болтанка.

Осадки - водяные капли или ледяные кристаллы, выпадающие из облаков на поверхность земли. По характеру выпадения осадки разделяются на обложные, выпадающие из слоисто-дождевых и высоко-слоистых облаков в виде капель дождя средней величины или в виде снежинок; ливневые, выпадающие из кучево-дождевых облаков в виде крупных капель дождя, хлопьев снега или града; морося- щ и е, выпадающие из слоистых и слоисто-кучевых облаков в виде очень мелких капель дождя.

Полет в зоне осадков затруднен вследствие резкого ухудшения видимости, снижения высоты облаков, болтанки, обледенения в переохлажденном дожде и мороси, возможного повреждения поверхности самолета (вертолета) при выпадении града.

Ветер - движение воздуха по отношению к земной поверхности. Ветер характеризуется двумя величинами: скоростью и направлением. Единица измерения скорости ветра- метр в секунду (1 м/сек) или километр в час (1 км/ч). 1 м/сек = = 3,6 км/ч.

Направление ветра измеряется в градусах, при этом следует учитывать, что отсчет ведется от северного полюса по часовой стрелке: северное направление соответствует 0° (или 360°), восточное - 90°, южное- 180°, западное - 270°.

Направленне метеорологического ветра (откуда дует) отличается от направления аэронавигационного (куда дует) па 180°. В тропосфере скорость ветра с высотой увеличивается и достигает максимума под тропопаузой.

Сравнительно узкие зоны сильных ветров (скоростью от 100 км/ч и выше) в верхней тропосфере и нижней стратосфере на высотах, близких к тропопаузе, называются струйными течениями. Часть струйного течения, где скорость ветра достигает максимального значения, называется осью струйного течения.

По своим размерам струйные течения простираются на тысячи километров в длину, сотни километров в ширину и несколько километров в высоту.
Подробнее на: http://avia.pro/blog/aviacionnaya-meteorologiya

Предмет и методы метеорологии.

Атмосфера, погода. Метеорология.

ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ.

ЛЕКЦИЯ 1.

1. Атмосфера, погода. Метеорология.

2. Методы метеорологии. Особенности атмосферных процессов.

3.Метеорологическая сеть, метеорологическая служба. Всемирная метеорологическая организация (ВМО), Всемирная служба погоды: наземная и космическая система наблюдений, глобальная система связи, глобальная система обработки данных..

Атмосфера (от. греч. ατμός - ʼʼпарʼʼ и σφαῖρα - ʼʼсфераʼʼ) - газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.

Наука, изучающая и объясняющая физические явления и процессы, происходящие в атмосфере при взаимодействии ее с поверхностью почвы, воды, растительности и т. д. (ʼʼподстилающая поверхностьʼʼ), принято называть метеорологией или физика атмосферы . Одной из прикладных родственных наук является авиационная метеорология. Это прикладная научная дисциплина, занимающаяся изучением влияния метеорологических факторов на безопасность, регулярность и экономическую эффективность полётов самолётов и вертолётов, а также разрабатывающая теоретические основы и практические приёмы их метеорологического обеспечения. Образно говоря, авиационная метеорология начинается с выбора местоположения аэропорта͵ определœения направления и требуемой длины взлётно-посадочной полосы на аэродроме и последовательно, шаг за шагом, исследует целый комплекс вопросов о состоянии воздушной среды, определяющем условия полётов. При этом значительное внимание она уделяет и вопросам чисто прикладным, таким, как составление расписания полётов, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ должно оптимальным образом учитывать состояние погоды, или содержание и форма передачи на борт заходящего на посадку самолёта информации о характеристиках приземного слоя воздуха, имеющих решающее значение для безопасности приземления самолёта.

Предметом исследования метеорологии являются:

1. физические, химические процессы в атмосфере

2. состав атмосферы

3. строение атмосферы

4. тепловой режим атмосферы

5. влагообмен в атмосфере

6. общая циркуляция атмосферы

7. электрические поля

8. оптические и акустические явления.

9. циклоны

10. антициклоны

12. фронты

13. климат

14. погода

15. облака

Для исследования атмосферы применяются прямые и косвенные методы. К прямым методам относятся, к примеру, метеорологические наблюдения, радиозондирование атмосферы, радиолокационные наблюдения. Используются метеорологические ракеты и искусственные спутники Земли, снабженные специальной аппаратурой.

Кроме прямых методов, ценную информацию о состоянии высоких слоев атмосферы дают косвенные методы , основанные на изучении геофизических явлений, происходящих в высоких слоях атмосферы.

Проводятся лабораторные эксперименты и математическое моделирование (система формул и уравнений, позволяющих получать числовую и графическую информацию о состоянии атмосферы).

Методы исследований с течением времени претерпевали существенные изменения. На первых этапах преобладали визуальные наблюдения и эпизодические измерения отдельных величин у поверхности земли. Начиная с 18 века на сети метеорологических станций стали проводиться систематические визуальные наблюдения и измерения с помощью однотипных приборов. Внедрение в практику синоптических карт (синоптический метод) во второй половинœе 19 века позволило перейти к изучению процессов и явлений большого географического масштаба, а так же составить представление о влиянии физико-географических условий на эти процессы. В 20 веке получили широкое развитие методы исследования с помощью радиозондов, самолетов, аэростатов, ракет, искусственных спутников Земли и т.п.

Основным методом исследования, применяемым в метеорологии, является наблюдение . Метеорологические наблюдения заключаются в количественном определœении значений метеорологических элементов и оценке качественных характеристик атмосферных явлений.

С качественной и количественной стороны физическое состояние атмосферы и процессы, совершающиеся в ней, выражаются при помощи так называемых метеорологических величин и явлений. Наиболее важными для жизни и хозяйственной деятельности человека являются следующие величины: температура и влажность почвы, давление воздуха, температура и влажность воздуха, облачность, осадки, ветер.
Размещено на реф.рф
Часто их называются элементами погоды . Οʜᴎ находятся между собой в тесной взаимной связи и всœегда действуют совместно, проявляясь в весьма сложных и изменчивых сочетаниях.

Состояние атмосферы над данной территорией и за данное время, определяемое физическими процессами, совершающимися в ней при взаимодействии с подстилающей поверхностью, принято называтьпогодой.

3.Метеорологическая сеть, метеорологическая служба. Всемирная метеорологическая организация (ВМО), Всемирная служба погоды: наземная и космическая система наблюдений, глобальная система связи, глобальная система обработки данных

Метеорологическая сеть-совокупность метеорологических станций, ведущих наблюдения по единой программе и в строго установленные сроки для изучения погоды, климата и решения др.
Размещено на реф.рф
прикладных и научных задач. В каждой стране основная государственная метеорологическая сеть входит, как правило, в состав метеорологической службы (в Казахстане - Казгидромет). Кроме метеорологических станций, в государственную метеослужбу. входят специализированные станции (аэрологические, актинометрические, агрометеорологические, на морских судах и др.). Всего на территории СНГ около 4000 станций и около 7500 наблюдательных постов.

Глобальный характер атмосферной циркуляции обусловил крайне важно сть международной координации, как результатов наблюдений, так и результатов обработки измерений - анализов и прогнозов погоды, составленных метеорологическими центрами мира.

Международную Координацию деятельности национальных метеорологических служб осуществляет Всемирная метеорологическая организация (ВМО), которая поддерживает функционирование Всемирной службы погоды (ВСП), состоящей из национальных метеорологических или гидрометеорологических служб. ВМО имеет шесть региональных ассоциаций по географическим районам, которые координируют деятельность членов организации в пределах своих географических районов, куда входят Африка, Азия, Южная Америка, Северная и Центральная Америка, Юго-Запад Тихого океана, Европа.

Основная практическая деятельность ВМО выполняется 8-ю техническими комиссиями: по авиационной метеорологии, атмосферным наукам, гидрологии, климатологии, морской метеорологии, основным системам, приборам и методам наблюдений, сельскохозяйственной метеорологии. Штаб-квартира ВМО находится в Швейцарии в Женеве. Бюджет ВМО состоит из взносов Членов Организации, пропорционально размерам национального дохода каждой страны.

Метеорологические службы разных стран мира, оставаясь национальными по структуре и задачам, решаемым в пределах своей страны, работают по международным стандартам в соответствии с рекомендациями ВМО.

Метеорологические службы участвуют в реализации международных программ, к примеру, Всемирной климатической программе, Всемирной программе применения знаний о климате, программах "Метеорология и освоение океанов", "Сельскохозяйственная метеорология", "Гидрология и водные ресурсы" и другими.

Крупнейшей является программа ВМО "Всемирная служба погоды", основой которой являются три глобальные системы: наблюдений (ГСН), обработки данных (ГСОД) и телœесвязи (ГСТ). Согласно этой программе функционируют три категории метеорологических центров : национальные (НМЦ), региональные (РМЦ) и мировые (ММЦ). Сегодня успешно функционируют Центры приема и обработки спутниковой информации.

Национальные центры (их более 100) осуществляют сбор и распространение метеорологической информации с территории одной страны и пользуются крайне важно й информацией с территорий других стран. В Казахстане это РГП Казгидромет.

Региональные центр ы (их более 30-ти, в том числе, в странах СНГ имеются РМЦ в Москве, Новосибирске и Хабаровске и Ташкенте) освещают метеорологическими данными большие территории, охватывая при крайне важно сти системой сбора, обработки метеорологической информации несколько стран.

По своей территориальной принадлежности Республика Казахстан входит в Региональную ассоциацию II (Азия) и Региональную ассоциацию VI (Европа).

Мировые центры – в Москве, Вашингтоне и Мельбурне – собирают данные со всœего мира, включая информацию метеорологических спутников Земли.

На сегодняшний день наблюдательная сеть ʼʼКазгидрометʼʼ состоит из 287 метеорологических станций. ʼʼПо данным нашей науки, на территории Казахстана должна существовать минимально - 421 метеорологическая станция. В Казахстане существует 18 авиационных метеорологических станций принадлежащих ʼʼКазаэросœервисуʼʼ и авиационный метеорологический центр в Алматы.

1. АМЦ Алматы UAAA

2. АМСГ Астана UACC

3. АМСГ Актау UATE

4. АМСГ Актобе UATT

5. АМСГ Атырау UATG

6. АМСГ Балхаш UASA

7. АМСГ Караганда UAKK

8. АМСГ Кокшетау UASK

9. АМСГ Костанай UAUU

10. АМСГ Кызылорда UAOO

11. АМСГ Павлодар UASP

12. АМСГ Петропавловск UACP

13. АМСГ Семимпалатинск UASS

14. АМСГ Талдыкорган UATT

15. АМСГ Тараз UADD

16. АМСГ Уральск UARR

17. АМСГ Усть-Каменогорск UASK

18. АМСГ Шымкент UAII

Всемирная Служба погоды включает в себя три составляющие: глобальную систему наблюдений, глобальную систему телœесвязи и глобальную систему обработки данных.

Глобальная система наблюдений - это наземные и космические наблюдения. Наземные наблюдения за атмосферой - это всœе наблюдения, проводящиеся с поверхности Земли или в толще атмосферы. На суше такие измерения ведутся на метеорологических станциях. Станции, передающие результаты измерений в каналы связи сразу же после наблюдений за погодой, называются синоптическими. По данным ВМО, в 1997 - 1998 гᴦ. на земном шаре работали 9929 синоптических станций. В океанах метеорологические наблюдения проводятся на коммерческих и научно-исследовательских судах, дрейфующих и заякоренных буях. Россия имеет флот-исследовательских судов. Наиболее крупные из них ʼʼАкадемик Курчатовʼʼ, ʼʼАкадемик Королевʼʼ, ʼʼАкадемик Книповичʼʼ, ʼʼСергей Вавиловʼʼ, ʼʼМихаил Ломоносовʼʼ и многие др., водоизмещение которых достигает 7000 т и более. И. с. часто называют экспедиционными судами. По данным ВМО, в 1997 - 1998 гᴦ. работали 6759 судовых станций. В свободной атмосфере измерения ведутся с помощью радиозондов, метеорологических приборов, устанавливаемых на коммерческих самолетах, а также с помощью метеорологических радиолокаторов. На земном шаре насчитывается 600 метеорологических радиолокаторов и 991 пункт радиозондирования атмосферы. Каждый такой пункт дает сведения о температуре, давлении, влажности воздуха и ветре от поверхности Земли до высоты 20 - 30 км. С помощью приборов, установленных на самолетах, измеряются температура и ветер, а с помощью метеорологических радиолокаторов ведутся наблюдения за облачностью и осадками. Чтобы пополнить информацию, поступающую с сети наземных наблюдений, с 50-х гᴦ. XX в. стали разрабатывать методы метеорологических наблюдений из космоса.

Искусственные спутники Земли позволили проводить метеорологические наблюдения и измерения равномерно над всœей планетой. Сегодня метеорологические наблюдения ведутся со спутников, совершающих движение по околополярным и экваториальным орбитам. Со спутника, находящегося на круговой околополярной орбите, производится последовательный обзор всœего земного шара. Высота круговой орбиты и угол ее наклона к плоскости экватора для околополярных спутников подбираются так, чтобы над каждой точкой земного шара измерения проводились, по крайней мере, два раза в сутки. Полярно-орбитальные спутники находятся обычно на высоте около 1000 км.

Экваториальная круговая орбита с высотой около 36 000 км, по которой спутник движется со скоростью, равной угловой скорости вращения Земли, принято называть геостационарной. Спутник, совершающий полет по такой орбите, как бы висит над одной заранее выбранной точкой земного шара, расположенной на экваторе. Такой неподвижный относительно Земли спутник принято называть геостационарным. Его преимущество состоит в том, что в течение короткого промежутка времени (порядка 20 мин) производится обзор очень большой территории: 120° по долготе и 120° по широте. Пяти-шести геостационарных спутников достаточно для того, чтобы получать синхронные измерения в широтном поясе от 60° с. ш. до 60° ю.ш. каждые 30 мин. Метеорологические спутники, которые находятся на полярных и геостационарных орбитах и эксплуатируются разными странами, составляют космическую подсистему наблюдений . Сегодня на оперативной базе по измерениям со спутников оцениваются важнейшие параметры состояния атмосферы - температура и влажность воздуха, облачность, ветер на нескольких уровнях.

Глобальная система обработки данных состоит из трех действующих Мировых метеорологических центров (ММЦ), находящихся в Москве, Вашингтоне и Мельбурне, свыше 30 Региональных метеорологических центров (РМЦ) и более 120 Национальных метеорологических центров (НМЦ).

Все эти центры оснащены современными ЭВМ, с помощью которых осуществляется контроль, обработка и анализ всœей метеорологической информации два раза в сутки для стандартных уровней атмосферы от земной поверхности до высоты 30 км. Четыре раза в сутки составляются прогностические карты. Вся система обработки метеоинформации рассчитана на использование оптимально полной информации, обрабатываемой с максимально возможной быстротой и доступной всœем ее потребителям.

Глобальная система телœесвязи выполняет две основные функции: передает измерения в национальные, региональные и мировые метеорологические центры, где производится их анализ и составляются прогнозы, и распространяет глобальные и региональные анализы и прогнозы из ведущих метеорологических центров по всœему миру, с тем, чтобы этой информацией могли пользоваться небольшие метеорологические центры, бюро погоды, авиационные метеорологические станции, которые не в состоянии по своему техническому оснащению готовить такую продукцию.

Предмет и методы метеорологии. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Предмет и методы метеорологии." 2017, 2018.