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Los obstáculos para el vuelo
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Los obstáculos para el vuelo

Obstáculos para el vuelo: la cizalladura del viento, tormenta, tornado, tormenta, relámpago, lluvia

 

Cortaviento - un cambio de su velocidad y (o) las direcciones en el espacio. Este cambio puede o bien horizontal (CB horizontal) y verticales direcciones (SV verticales). El término "cizalladura del viento", describe una amplia gama de estado de la atmósfera.

La cizalladura del viento generan diferentes fenómenos meteorológicos: tormenta, la lluvia, virga (corriente lluvia que se evapora antes de llegar al suelo), las corrientes descendentes de las corrientes ascendentes de aire frío, cambio de inversión de la temperatura de las corrientes en chorro, chubascos, etc. Lluvia, lluvia y virga causando micro viento -poryvy - la causa principal de la SW [60].

Las observaciones muestran que aproximadamente el 5% de tormentas eléctricas acompañado de micro-impulsos. Las corrientes de aire descendentes relacionados se distribuyen en la zona varían en tamaño desde 500 metros a varios kilómetros. Cuando este flujo llega al suelo, se extiende en la capa superficial del aire en el plano horizontal, a veces con la formación de anillos de vórtices de Límites de la zona de distribución. La formación de la corriente descendente vertical de micro-impulsos (microrráfaga simétrica).

La zona de los anillos de vórtice alcanza una altura de 500 m sobre el suelo y cubre un área de hasta 2 4 km de diámetro. Los micro-impulsos pueden surgir y llegar a la superficie de la tierra sin lluvia en el caso de Virga. El ajuste resultante se evaporará a la lluvia, haciendo así que el aire de refrigeración y, como consecuencia, el flujo hacia abajo del viento.

Nubes de tormenta están en movimiento, y un micro-impulsos causados ​​a convertirse forma asimétrica. El ciclo de vida de la micro-impulsos - 15 20-min. La intensidad máxima de la cizalladura del viento alcanza aproximadamente minuto 5 después del contacto con el suelo aguas abajo.

1 cizalladura del vientocizalladura del viento 1 2cizalladura del viento 1 3

 

HR fuerte (especialmente a baja altura) puede ser causada por una ráfaga de unos pocos kilómetros de la zona de NE. Su mecanismo - lateral propagación de la velocidad de flujo horizontal alcanza 150-185 km / h. A menudo es una ráfaga de tormenta que se desarrolla, acompañado de otros tipos de nube que impide la identificación.

inversión de la temperatura de cizalladura del viento a menudo hace que el cambio de velocidad y (o) la dirección del viento en la capa superficial de los pequeños, si cálidos masa de aire deja atrás la masa de aire frío, - sobre todo en zonas costeras, aeropuertos o pie de monte. Hay corriente ascendente se enfrió durante la elevación, pero con la misma velocidad calentó cuando fluye hacia abajo. Al calentar el aire frío por encima de los valles de la inversión Piamonte es mejorada. En este gradiente de temperatura aumenta extremadamente. Esto ocurre debido a la superficie en movimiento lento fricción CB y los flujos de aire caliente que se mueve rápidamente sobre ellos.

Tormenta de verano cerca de las pistas de viento también crear CB significativa en las condiciones apropiadas. Estas tormentas eléctricas se caracterizan por relativamente alto basado en la nube, a menudo en altitudes 2500-3000 m (a veces - a) por encima del suelo, en las masas de aire que generan altas temperaturas en la superficie de la tierra (38.40 ° C), pero un punto de rocío relativamente baja (sobre-6 arriba + 3 ° C). La lluvia que cae de las nubes cumulonimbus a gran altura puede evaporarse por completo antes de llegar al suelo.

Nubes cumulonimbus en función de su desarrollo se dividen en vnutrimassovye y el frente y la lluvia y el granizo. Las nubes son no sólo la intensidad y tipos de precipitación, pero el mecanismo de aparición y el desarrollo.

En el caso de cumulonimbus débil múltiples caídas masivas promediada resultantes de la condensación y coagulación, alcanzando unas dimensiones máximas críticos comienzan a caer desde las nubes para recibir las corrientes de aire ascendentes. Cuando el efecto de las gotas que caen de supera el efecto de levantar el aire, la tormenta disminuya.

Las fuertes nubes cumulonimbus delanteras bajo la influencia de NE en la atmósfera media y alta pueden doblar flujo ascendente. En ese caso el efecto inhibidor de precipitación disminuye, ya que se encuentran fuera de la inclinación de la corriente de aire ascendente. En la formación de flujo ascendente inclinada de terreno relativamente plano a veces hay movimientos de rotación, que resulta en aumento de forma espectacular la velocidad vertical, y con ello la velocidad de rotación.

Los estudios de fuertes tormentas en años 1990-2005. Ellos mostraron que están relacionados con la inestabilidad termodinámica causado por el sobrecalentamiento de la capa de aire de la superficie, o desigual advección ajuste distribución de calor y frío, así como la convergencia y divergencia de la corriente de aire. Por lo tanto cb hail y tornados chubascos (tornados) surgen y se desarrollan cuando se observan las corrientes en chorro en la troposfera superior. En general, los estudios muestran que, en lugar de la imagen general de la distribución de flujo de aire debajo de las nubes cumulonimbus tiene sólo una descripción de algunos de sus fragmentos, y bastante contradictorias.

ráfaga - Un fuerte aumento en el viento a corto plazo cambie su dirección. Borrascas asociadas con nubes cumulonimbus, ya menudo se producen durante las tormentas. Para aluvión movimiento arremolinado característica del aire con un eje horizontal en las nubes o por debajo de ellos. La velocidad del viento durante una ráfaga de frecuencia más de 20 m / s; la duración del fenómeno es generalmente varios minutos; A veces hay repetidas ráfagas de la tormenta.

Torcedor - un fuerte vórtice es pequeña bajo las nubes con un eje casi vertical de rotación. Tiene la forma de una columna de nube oscura (diámetro de hasta varios cientos de metros), una parte de la cual se omite de la inferior cumulonimbo base en forma de embudo estrechamiento y hacia la superficie de la tierra de la segunda parte puede ser levantado de salpicaduras y polvo que está conectado a la primera. La parte más estrecha de la columna - en el medio. La velocidad del viento en un tornado alcanza 50- 100 m / s en un fuerte componente hacia arriba. El aire en un tornado y se gira a la derecha y la izquierda. Tornado puede causar daños catastróficos y la pérdida de la vida humana en el camino de su movimiento, a pesar de que está cerca de calma casi total. Tornado sobre la tierra a veces se denomina un trombo, y en los EE.UU. - un tornado.

 

Tormentas eléctricas y descargas eléctricas

tormenta - Un fenómeno atmosférico complejo, que se caracteriza por la aparición de intensas nubes convectivas y es acompañado por una considerable turbulencia, ráfagas, tornados, la cizalladura del viento, la precipitación en forma de lluvia, nieve, granizo, descargas eléctricas frecuentes y truenos.

Tormentas se dividen en niveles 6. Tormentas de nivel 1 (débil) y 2 nivel (leve) caracterizado por una débil o moderada turbulencia atmosférica y relámpagos; Nivel Tormenta 3 y 4 (fuerte y muy fuerte) - considerable turbulencia, el relámpago, la precipitación en forma de lluvia fuerte; 5 nivel Tormenta - turbulencia severa, relámpagos, ráfagas fuertes de viento, granizo posible; Tormenta 6 nivel - una considerable turbulencia, granizo, rayos y numerosos larga viento. El principal signo de una tormenta eléctrica - rayo.

En un momento dado en el mundo al mismo tiempo, hay cerca de 180 tormentas eléctricas individuales cuando la caída de rayos, en promedio, cada 20 con.

Rayo - Una chispa electricidad atmosférica gigante entre las nubes entre las nubes y el suelo, así como intra-nube varias veces.

Si las instalaciones en tierra representan la principal nivel de peligro de la tierra de nubes, los objetos en la atmósfera, relámpago peligroso todo tipo.

Hay varios tipos de rayo. Zarnitsa (cremallera térmica) - o nube rayo luminiscencia causados ​​por rayos, no se acompaña de un trueno (debido a las grandes distancias al observador). Para un rayo rayado en bandas característico su cobertura de nubes. cremallera con forma de cohete llama descarga largo en la atmósfera, lo que crea la impresión de un desarrollo descarga lenta a lo largo del canal. cinta de la cremallera formada como si el tiempo entre pulsos del canal de descarga turnos de nube a tierra (posiblemente viento). Los pulsos se separan en un flash en una dirección horizontal, aunque el ojo capta todas las cintas simultáneamente. cremallera correcta tiene una forma que está dividida canal (o aparece roto) en los fragmentos luminosos, su longitud es varias decenas de metros. relámpago de la bola se llama esfera luminosa móvil con un diámetro de hasta 20 cm, la duración de su vida unos pocos segundos.

 

Rayo lineal - Se refiere a la llamada no valen electrodo. Su longitud es de varios kilómetros y puede alcanzar km incluso 20. Desde el canal principal tiene varias ramas de longitud 2 3-km. lo que aumenta la probabilidad de acertar el avión. El promedio de velocidad de un rayo - 150 km / s, la fuerza actual en su canal alcanza 200 000 A y la temperatura del plasma en el canal supera el 10 000 ° C.

La fuente de los rayos las nubes de tormenta son (por lo general cumulonimbus) y cargas eléctricas en ellos. Nubes de tormenta de energía suelen ser pequeños, que es típico de las zonas subtropicales, pero puede alcanzar grandes tamaños en unos enormes nubes de tormenta se extienden a una altura de más de 20 km. La altura de un típico nubes de tormenta - 8 12-km (límite superior) y 0,5 2-km (límite inferior). Su altura se determina sólo por área geográfica.

El proceso de desarrollo comienza relámpagos en la atmósfera bajo ciertas condiciones. En particular, es necesario que la intensidad del campo eléctrico excede un cierto límite. Para las zonas de tormenta 0,4 MV / m <E cr <1 MV / m.

La longitud de los centros de tormentas individuales horizontalmente no más de 10 km, por lo que el tamaño de las principales áreas en las que las cargas no exceden unos pocos kilómetros. Volúmenes con una densidad máxima de cargos, que se iniciaron por un rayo, deben ser aún menos así sucesivamente. E. Sus dimensiones lineales son unos pocos cientos de metros.

Por lo tanto, podemos calcular la densidad de la carga espacial, suficiente para la formación de la tensión de ruptura: E = 106 V / m. Se trata de 45 C / m3 que uno o dos órdenes de magnitud mayor que la densidad promedio de carga en las nubes cumulonimbus y tormentas eléctricas.

La energía del campo eléctrico generado por un rayo tolerada por el aire caliente, que se eleva en una nube.

En una nube de tormenta de viento típico caótica, el agua y el hielo están en un campo gravitatorio y el gradiente de campo de temperaturas y presiones.

Estos conducción distribución de la fuerza y ​​la acumulación de carga eléctrica última instancia conduce a la formación de la región eléctricamente activa de la atmósfera.

El mecanismo de formación de cargas eléctricas en las nubes no está completamente claro, pero se cree que está relacionado a la fuerte movimiento ascendente del aire en el centro de la formación de nubes y las colisiones con las gotas de subfundidas de agua con cristales de hielo.

Subiendo por el aire húmedo se enfría, y punto de rocío en exceso de su vapor de agua se condensa en gotas de agua, formando una nube. Tras un movimiento adicional hacia arriba (hasta 20 km) la temperatura se reduce a -40 ° C. El vapor de agua en que se convierte en cristales de hielo, que crecen juntos en un pequeño granizo, bastante pesados. Este último, que cae a través de la nube, la recogida de gotas de agua superenfriada. Pequeños trozos de hielo de luz suben llevando una carga positiva, dejando el granizo más pesados ​​con una carga negativa. flujo de aire vertical a llevar las piezas de hielo en la parte superior de la nube donde se acumulan las cargas positivas y en la base de la nube creada por el centro de carga negativa.

Como se muestra en el análisis de los procesos físicos asociados con la ruptura eléctrica del aire y la formación de un rayo en la atmósfera, las fuentes de los rayos pueden ser únicas zonas heterogeneidad atmosférica (en particular, las nubes), que contienen exceso de carga eléctrica y crear un campo eléctrico muy intenso y prolongado. Dichas zonas son los relámpagos peligrosos. Tales formaciones atmosféricas tienen sus propias fuentes y características dinámicas.

La fuente más probable de las áreas propensas a relámpagos - intenso movimiento convectivo de las corrientes de aire en las células de tormenta. Esto conduce a la distribución y hace que las gotitas con carga similar. Otras fuentes Relámpago de la zona de peligro - Las tormentas de polvo, emisiones de volcanes activos y explosiones nucleares.

Análisis de los mecanismos de distribución y eliminación de la carga en la atmósfera es bastante complejo. Hasta el momento no hay una teoría general de tales procesos a estas fuentes aceptadas. Tal teoría permitiría calcular algunas de las características del área del rayo peligrosos - la distribución máxima intensidad de campo eléctrico del campo eléctrico en el espacio, la velocidad de generación de cargas eléctricas y una zona de su localización.

La carga eléctrica avión puede ser generada de cumulonimbus, cumulus, alto y nimbostratus. Para ello, es necesario que en una nube de campo eléctrico no uniforme allí. La composición de la fase no homogénea nube, menor será lo homogéneo campo eléctrico. El plano Q de carga en la que zona de precipitación (por debajo de la nube) es muy pequeña, aumenta bruscamente al entrar en la nube. La principal causa de la acumulación de chorro de carga eléctrica es su interacción con las partículas de la nube. La mayoría de electrificación aeronaves se produce a temperaturas bajo cero (hasta -15 ° C). Esto afecta de manera significativa la probabilidad de ser alcanzado por un rayo. Por NASA aviones zona de datos que están siendo alcanzados por un rayo en nubes se concentra principalmente en una región limitada isotermas 0, -10 ° C. La electrificación del plano afecta a la trayectoria de cualquier rayo y la probabilidad de su generación.

la carga electrostática del sol afecta a la seguridad del vuelo, no sólo debido a la mayor probabilidad de dar con un rayo. También causa efectos que empeoran la calidad de recepción de la radio a bordo, reduce la exactitud de las lecturas de la brújula de radio y la calidad del funcionamiento de REO a bordo en su conjunto. cargo avión eléctrico aparece a veces incluso en la aerodinámica del vuelo. Por otra parte, la carga puede causar una explosión cuando el combustible rellenado sol en vuelo. Lo importante es que las nubes de todo tipo (excepto Alto) guinda aviones electrificados más fuerte. En particular, nimbostratus valor de carga plano Q Frostscale dos veces mayor que la del plano puro. Con el fin de garantizar la seguridad en caso de un gran avión de electrificación recomendado por acuerdo con el administrador para cambiar la altitud.

 

Lluvias de la tormenta

Precipitaciones intensas (PLD) vnutrimassovyh y caer fuera de la parte frontal de nubes cumulonimbus.

Nubes cumulonimbus - uno de los tipos 10 de nubes en la clasificación internacional. Su título internacional - Cumulonimbus (Cb). En las latitudes templadas SONRIENTES alcanzar una altura 12- 14 km, y en los trópicos - 15 16-km. Una nube puede cubrir un área de hasta 50 100-km2. Estas nubes forman a menudo una longitud de la tira frontalvarios miles de kilómetros. Se caracterizan por el flujo vertical de aire pronunciada, turbulencia, campo eléctrico. Sin embargo, las zonas peligrosas para volar en GL, de tamaño relativamente pequeño, y en las nubes frontales casi siempre existen intervalos suficientes para la seguridad del vuelo de los aviones.

Hay tres etapas en la vida de CL. En la primera etapa de desarrollo (cumulus) prevalece corriente ascendente (minutos 10-15 desde el momento en que la nube detectado por radar). La segunda etapa - el período de madurez (15 30-min), que se caracteriza por la presencia de ascendente y corrientes descendentes de aire, la precipitación, la aparición de un rayo. En la tercera etapa se rompe (más 30 min) en la nube, la reducción de la intensidad de la precipitación, la disminución de la actividad eléctrica y la turbulencia.

En meteorología, la intensidad de la precipitación tomada para determinar la altura de la columna de agua, que cayó sobre una superficie horizontal durante algún tiempo. Por ejemplo, la intensidad de la lluvia 100 mm / h es bastante fuerte, pero el contenido de agua en el aire en este caso es 2-3 g / m3. Las mediciones durante una hora, se admiten sustancialmente promediaron valores.

En la ciudad Yukonvill (Dakota del Norte, Estados Unidos) 4 1956 julio, se registró más alta del mundo 1870 intensidad de las precipitaciones mm / h durante más de 1 min. En 1962 se llevó a cabo la medición del contenido de agua en el aire durante una tormenta en un avión especialmente equipado F-100. Aunque las mediciones terrestres dan los valores moderados de intensidad de lluvia (37 mm / h) y el contenido de agua (1,1 g / m3), medida tomada desde el avión mostraba el contenido medio de agua 8,4 r / m3 y máxima - a44 g / m3. En la antigua URSS la intensidad máxima de las precipitaciones registradas iba 1000 mm / h.

En cuanto a la influencia del PLD en las características aerodinámicas de las Fuerzas Armadas de interés tales características numéricas, la intensidad de las lluvias, la disponibilidad de agua.

 

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