Исследование условий образования низкой облачности и ограничения видимости в аэропорту Кемерово, затрудняющих или исключающих взлет и посадку самолетов - Дипломная работа

Большей частью нарушение регулярности полетов по метеорологическим условиям происходит изза ограниченной видимости. Простые метеорологические условия - условия, при которых весь полет выполняется визуально, исключая полеты под низкими облаками и/или при ограниченной видимости. Сложные метеорологические условия - условия, при которых полет полностью или частично выполняется по приборам или визуально при полете под облаками с высотой нижней границы 200 м и менее при их общем количестве более 3 баллов и /или видимости 2000 м и менее (2). Взлет, посадка, пилотирование самолетов, вертолетов, особенно полеты на предельно малых и малых высотах затруднены при низкой облачности и ограниченной видимости. На востоке и северо-востоке к ней примыкает система горных хребтов Кузнецкого Алатау, на западе и юго-западе - холмистый Салаирский кряж; на юге - Кузнецкий Алатау постепенно переходит в среднегорный массив Горной Шории.В связи с этим очень важное значение приобретает анализ и прогноз направления и скорости ветра, облачности, видимости. Каждый полет имеет несколько этапов: взлет, рабочий этап, предпосадочный маневр, заход на посадку, посадка. Безопасность взлета и посадки самолета в сложных метеоусловиях может быть обеспечена при некоторых минимальных значениях высоты нижней границы облаков (ВНГО) и видимости, сочетание которых и называется минимумом погоды. Минимум аэродрома - это минимальное значение ВНГО и видимости, при которых в зависимости от рельефа местности, препятствий и оборудования аэродрома обеспечивается безопасность взлета и посадки на аэродроме.При осуществлении посадки самолета для оценки видимости большое значение имеет наличие или отсутствие облаков, их форма, высота нижней границы, особенности структуры нижней границы низких облаков, а также соотношение наклонной и горизонтальной видимости. Если видимость у земли равна 1000 - 2000 м, наземные объекты обнаруживаются с высоты 50 м в 40 % случаев, а при видимости у земли более 2000 м - уже в 100 % случаев. Дальность наклонной видимости при выходе из облаков составляет 40 - 70 % дальности горизонтальной видимости у земли. При высоте 100 - 150 м она составляет 40 - 50 % горизонтальной видимости у земли, а при высоте 150 - 200 м - от 60 до 70 %. Сравнение показало, что колебания нижней границы облачности высотой 100 м и ниже в 67 % случаев не превышает 0.1 своей высоты, в 27 % случаев изменения достигают 0.3 и только 6 % случаев половины своей высоты.Имеет место небольшая повторяемость таких облаков в 02, 03 часа (0,4 и 0,7 %).Низкие облака с высотой нижней границы ниже 150 м имеют максимум повторяемости утром в 02 часа (4 %). В феврале наблюдались случаи образования облачности ниже 60 м в 20,21 час и с 00 до 03 часов, облачности ниже 90 м - с 19 до 04 часов. Облака ниже 150 м не наблюдались в 08,14,16,17 часов; реже всего такие облака образовывались в 04, 06, 07, 12, 13, 15 часов. Облака ниже 60м не наблюдались ни разу за весь трехлетний период только с 04 до 07 часов и в 10, 11 часов, а облака ниже 90 м в 06, 07 и 10 часов. Облака ниже 150 м наблюдаются также с 19 до 01 часа, но имеют место случаи образования в 07 часов (это минимальная повторяемость - 1,6 %) и в 12, 13 часов (3,1 %).Наибольшая повторяемость приходится на 20 часов (4,8 %).Облачность от 150 до 200 м отмечалась с 19 до 07 и в 10, 12, 13 часов.В предел менее 3000 м вошли случаи с видимостью от 1500 до 3000 м, в предел менее 1500 м вошла градация от 800 до 1499 м, в предел менее 800 м вошли случаи с видимостью от 400 до 799 м, в предел менее 400 м вошли все случаи видимости 0 - 399 м. Видимость менее 800 м наблюдалась не в течение суток, а в отдельные периоды:01-03 часов, с 07 до 13 и в 18, 20 часов. В остальное время суток повторяемость видимости менее 1500 м невелика (0,2 - 0,5 %).Суточный ход повторяемости видимости менее 3000 м имеет несколько максимумов: 4,6 % (в 20 час.),4,1 % (в 01, 16 час.) и 3,9 % (в 11 час.). Повторяемость видимости менее 800 м имеет также невысокие значения: максимум 1.2 % в 08 часов, в остальное время повторяемость изменяется в пределах от 0,3 до 0,9 %. Повторяемость видимости менее 300 м существенно изменяется в течение суток: имеет три минимума (0,6 %) в 01, 11, 17 часов и несколько максимумов (3,8 %) в 05 часов, (3,2 %) в 03 часа, (2,6 %) в 00, 14, 18, 22 часа.Происходит скопление водяного пара под поверхностью фронта, играющего роль задерживающего слоя, что приводит к образованию подфронтальной системы облачности. При узкой зоне осадков происходит более резкое и быстрое наступление низкой облачности в непосредственной близости к фронту. Наоборот, за фронтом часто создаются условия, благоприятные для сохранения самой низкой облачности за счет уплотнения дымки, тумана.(4). В зоне холодных фронтов низкая облачность образуется в основном также, как в зоне теплых фронтов под фронтальной поверхностью за линией фронта. В этих случаях фронты обычно выражаются инверсией температуры, сопровождающейся ростом удельной влажности с высотой.Для выявления основных физичес

Содержание

Введение

1. Исследование условий образования низкой облачности и ограничения видимости в аэропорту Кемерово

1.1 Облачность и ограниченная видимость, как основные факторы, определяющие сложность метеорологических условий

1.1.1 Низкая облачность. Структура низкой облачности

1.1.2 Годовой и суточный ход высоты нижней границы облаков различных градаций

1.1.3 Годовой и суточный ход видимости

1.2 Условия возникновения низкой облачности в районе аэропорта Кемерово

1.2.1 Аэросиноптические условия образования низких облаков

1.2.2 Метеорологические условия образования низких облаков

1.3 Условия возникновения туманов и закрытия ВПП

1.3.1 Радиационные туманы

1.3.2 Адвективные туманы

1.3.3 Фронтальные туманы

1.4 Другие явления погоды, вызывающие ухудшение видимости

1.4.1 Осадки

1.4.2 Метели

1.4.3 Пыльные и песчаные бури

1.4.4 Производственный дым

2. Методика проведения исследования

2.1 Методика выявления и оценки условий образования низкой облачности и ограниченной видимости

2.2 Методика выявления и оценки условий ограничения видимости

3. Пространственно-временные характеристики сложных метеоусловий (СМУ) в аэропорту Кемерово

3.1 Определение СМУ

3.2 Пространственные характеристики СМУ

3.3 Временные характеристики СМУ

3.4 Атмосферные процессы, обуславливающие СМУ в районе Кемерово

Заключение

Список использованных источников

На аэродроме Кемерово наиболее неблагоприятными для выполнения полетов являются зима и осень. Большей частью нарушение регулярности полетов по метеорологическим условиям происходит изза ограниченной видимости. Зимой продолжительное ухудшение видимости связано с промышленными выбросами в атмосферу при установившемся антициклоне. Для обеспечения безопасности полетов воздушных судов необходимо правильно оценивать метеорологические условия полета.

Метеорологические условия полетов - это совокупность метеорологических параметров и явлений, наблюдающихся на маршруте и в районе аэродрома от взлета до посадки самолета.

По степени сложности выполнения полета в них метеоусловия подразделяются на простые и сложные.

Простые метеорологические условия - условия, при которых весь полет выполняется визуально, исключая полеты под низкими облаками и/или при ограниченной видимости.

Сложные метеорологические условия - условия, при которых полет полностью или частично выполняется по приборам или визуально при полете под облаками с высотой нижней границы 200 м и менее при их общем количестве более 3 баллов и /или видимости 2000 м и менее (2).

Метеорологические условия в каждом конкретном физико-географическом районе определяются синоптическими процессами, связанными с атмосферной циркуляцией, взаимодействием и особенностями влияния подстилающей поверхности на их состояние и развитие.

Облачность и ограниченная видимость являются одним из основных метеорологических факторов, осложняющих деятельность авиации. Облакам сопутствуют такие метеорологические явления, как грозы, смерчи, интенсивные осадки, град, гололед, существенно затрудняющие полеты или исключающие их возможность. При туманах, пыльных бурях и других явлениях, обуславливающих плохую видимость, полеты также иногда выполнять невозможно.

Взлет, посадка, пилотирование самолетов, вертолетов, особенно полеты на предельно малых и малых высотах затруднены при низкой облачности и ограниченной видимости.

Зимой ухудшение видимости связано с низкими температурами воздуха. Летом образуется наибольшее количество радиационных туманов, но они непродолжительны и с восходом солнца быстро рассеиваются. Образование низкой облачности имеет наибольшую повторяемость в осенние и зимние месяцы.

Физико-географическое положение аэродрома Кемерово также является важным фактором в определении его климатических особенностей.

Город Кемерово расположен в северной части Кузнецкой котловины по обоим берегам реки Томи (см. рис.1).

Кузнецкая котловина имеет форму неправильного прямоугольника, вытянутого с юго-востока на северо-запад в длину на 400 км, а в ширину на 100 - 200 км. Котловина сочетает в себе сложный комплекс физико-географических особенностей. На востоке и северо-востоке к ней примыкает система горных хребтов Кузнецкого Алатау, на западе и юго-западе - холмистый Салаирский кряж; на юге - Кузнецкий Алатау постепенно переходит в среднегорный массив Горной Шории. На севере котловина открыта к Западно-Сибирской низменности. Местность географически неоднородна. Это холмистая равнина с высотами до 600 - 800 м. К западу и востоку увалы, холмы и равнины переходят в горные хребты и массивы.

Котловина пересечена сетью рек с общим уклоном с юга на север. Высотные отметки котловины от 500-600 м на юге до 100 м на севере.

Более 80 % территории Кузнецкой котловины занято лесостепью. Ландшафт котловины сильно изменен хозяйственной деятельностью человека. В городах Кемерово и Новокузнецк работают несколько крупных заводов химической и металлургической промышленности, в пригородах - шахты.

Томь - основная река Кузнецкой котловины. Ширина русла в границах города Кемерово в межень 370 - 600 м, глубина до 2.6 м, скорость течения до 1.5 - 2.2 м/сек. Весеннее половодье носит бурный характер, сопровождается резкими колебаниями уровня воды. Весенний ледоход начинается во второй половине апреля. В течение 5-ти месяцев река покрыта льдом. Ледостав наступает в среднем 18 ноября, вскрытие - 19 апреля. Ледяной покров небольшой толщины - в конце зимы в среднем 0,7 м.

Аэропорт гражданской авиации Кемерово расположен на обширном сравнительно возвышенном и открытом месте в 9 км к юго-востоку от города. Невысокие горы Кузнецкого Алатау и Салаирского кряжа начинаются в 12 - 15 км к юго-востоку и юго-западу. В 5 - 7 км к востоку от аэропорта в северо-западном направлении протекает река Томь.

Ландшафт района аэродрома представляет собой пересеченную холмистую местность. Кругом поля и колки лиственного леса. Почвы - выщелочные черноземы и суглинки.

Аэродром имеет бетонированную взлетно-посадочную полосу (ИВПП) длиной 3600 м, направленную с юго-запада на северо-восток.

Превышение ИВПП над уровнем моря составляет: на ее северо-восточной окраине - 254,3 м, на юго-западной - 250,45 м, в центре - 263,1 м.

Целью данной работы является исследование условий образования низкой облачности и ограничения видимости в аэропорту Кемерово, затрудняющих или исключающих взлет и посадку самолетов.

Дипломная работа состоит из трех основных частей, введения и заключения.

В первой части описываются условия образования и сохранения низкой облачности и ограниченной видимости в районе аэропорта Кемерово. Приводятся общие теоретические сведения о явлениях погоды вызывающих ухудшение видимости. Подсчитан годовой и суточный ход ВНГО и ограниченной видимости, а также повторяемость различных явлений погоды.

Во второй части данной дипломной работы рассмотрена методика расчета основных статистических характеристик повторяемости низкой облачности и ограниченной видимости.

В третьей части описываются пространственно-временные характеристики сложных метеоусловий в аэропорту Кемерово.

В заключении приводятся основные выводы исследования.

Для проведения исследования были сделаны выборки данных об облачности высотой 200 м и ниже, метеорологической дальности видимости 3000 м и менее, об атмосферных явлениях. Градации для расчетов для нижней границы облаков и видимости выбирались с учетом минимумов воздушных судов, выполняющих полеты на аэродроме Кемерово.

Исходными данными послужили ежечасные метеорологические наблюдения за период с 2002 по 2004 гг., обработанные вручную.

Все приведенные графики и таблицы указаны по местному времени.

Обработка данных и составление таблиц производились согласно методики, изложенной в «Методических указаниях по составлению климатической характеристики аэропорта» (10).