Авіаційно-кліматичний опис аеродрому "Вінниця"

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

КУРСОВА РОБОТА

АВІАЦІЙНО-КЛІМАТИЧНИЙ ОПИС АЕРОДРОМУ «ВІННИЦЯ»

ЗМІСТ

ВСТУП

1. Фізико-географічна і загальна кліматична характеристика аеропорту

2. Температури повітря

3. Вітер

4. Нижня хмарність та видимість

5. Небезпечні для авіації явища погоди

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ

ЦА Цивільна Авіація

ПС Повітряне Судно

GMT Greenwich Mean Time (Час за Грінвічем)

ПН-ЗХ Північний захід

ПН Північ

ПН-СХ Північний схід

ПД-СХ Південний схід

ПД Південь

ПД-ЗХ Південний захід

ЗХ Захід

м/с Швидкість у метрах за секунду

м. Метри

р. Рік

ЗПС Злітно-посадкова смуга

MIN Мінімальна кількість

MAX Максимальна кількість

t0 Температура повітря

ВСТУП

Виконання курсової роботи передбачає розвиток у курсантів навичок виконання самостійної роботи з елементами творчості, що включає до себе вивчення літературних джерел, роботу з вихідними матеріалами, оволодіння методами дослідження та експерименту при вирішенні різноманітних задач, пов’язаних з темою роботи.

Курсант повинен знати спеціальну літературу і прийоми систематизації літературних джерел, їх критичного розгляду та визначення головного напряму в сучасному стані вивчення теми. Також знати та використовувати методи теоретичних і експериментальних досліджень в метеорології, методи обробки, узагальнення експериментальних та багаторічних метеорологічних спостережень.

Курсант повинен вміти виконувати:

— бібліографічний пошук і вивчення літературних джерел;

— збирати для виконання дослідження матеріали;

— вибирати, розраховувати і аналізувати метеорологічні характеристики і параметри атмосфери, а також атмосферні процеси різних масштабів;

— вести узагальнення одержаних результатів, стисло і аргументовано викладати отриманий в результаті виконання дипломного проекту матеріал, складати рекомендації щодо практичного застосування цих результатів.

Курсова робота з метеорології виконується після вивчення основних тем і розділів цієї дисципліни і ставить перед курсантом наступні основні завдання:

— познайомитися з методикою обробки щоденних метеорологічних спостережень і отримання кліматичних даних, що використовуються для забезпечення цивільної авіації;

— навчитися правильно використовувати авіаційно-кліматичні описи аеродромів і оцінювати вплив фізичних характеристик атмосфери на зліт і посадку ПС;

— набути самостійних навиків і вмінь з аналізу і оцінки метеорологічних умов.

Метою даної курсової роботи є аналіз інформації, а саме температури повітря, атмосферного тиску, хмарності, вітру та небезпечних погодних явищ які впливають на польоти на аеродромі Вінниця.

Курсова робота складається з вступу, одного розділу і п’яти підрозділів, висновків, списку використаних джерел.

У вступі формулюється основна мета і завдання курсової роботи.

Перший розділ містить авіаційно-кліматичну характеристику аеродрома Вінниця, а саме температури повітря, атмосферного тиску, хмарності, вітру та небезпечних погодних явищ які впливають на безпеку польотів.

Висновки містять результати проведеного аналізу.

1. Температура повітря

Одна з найважливіших характеристик погоди — це температура повітря. Температура повітря характеризує тепловий стан приземного шару атмосфери (тропосфери) і вимірюється в градусах Цельсія (° С), Кельвіна (К) або Фаренгейта (F). Вона визначає умови формування та характер погоди. Повітря в тропосфері нагрівається не безпосередньо Сонцем, а від нагрітої земної поверхні, тому температура повітря залежить від кута падіння сонячних променів на земну поверхню, прозорості атмосфери, хмарності, опадів, напрямку вітрів. Кут падіння променів залежить від широти місцевості та розміщення Землі відносно Сонця (сезону, часу доби). Таким чином, чим далі від земної поверхні, тим стає холодніше. Ось чому за бортом літака температура повітря дуже низька. На верхній межі тропосфери вона опускається до -56? С. Встановлено, що на кожен кілометр висоти температура повітря знижується в середньому на 6? С. Високо в горах земна поверхня отримує більше сонячного тепла, ніж у підніжжя. Однак з висотою тепло швидше випромінюється. Тому при підйомі в гори температура повітря в цілому знижується. Ось чому на вершинах високих гір лежать сніг і лід.

На метеорологічних станціях показники температури вимірюють цілодобово кожні 3 години. У прогнозі погоди для зручності зазвичай нам повідомляють мінімальну і максимальну температуру за добу.

Сонячні промені протягом доби нагрівають Землю нерівномірно. Очевидно, що опівдні, коли Сонце стоїть високо над горизонтом, земна поверхня нагрівається сильніше. Однак високі температури повітря спостерігаються не в 12, а в 14−15 годин. Це пояснюється тим, що на передачу тепла від земної поверхні повітрю потрібен час. Після полудня, незважаючи на те, що Сонце вже опускається до горизонту, повітря продовжує одержувати тепло ще протягом двох годин від нагрітої поверхні. Потім поверхня поступово охолоджується і відповідно знижується температура повітря. Найнижчі температури — перед сходом Сонця. Правда, в окремі дні такий добовий хід температур може мати значні відступи.

Різницю між найнижчою та найвищою температурами називають амплітудою коливань температур. Розрізняють добову, місячну і річну амплітуду. Річні амплітуди коливань температур збільшуються від екватора до полюсів.

Для дослідження температури повітря були використані дані спостережень за 2010 р. і побудована таблиця 1. Були зняті показники температури кожного місяця в різні години (3,9,15 і 21 год.). Вирахувана температура середня в кожному місяці і за рік. Також середня максимальна та середня мінімальна температури в кожному місяці та за рік. І абсолютна максимальна та мінімальна температури за рік і в кожному місяці з датами.

Таблиця 1 — Температура повітря

Місяць

Терміни

спостережень

Серед.

Серед.

Абс

Дата

max t

Абс.

Дата

min t

03

09

15

21

1

-10,1

1,4

-6

-11,6

-8,5

1,4

-11,6

3

9

-27

24

2

-8,5

-9,4

-4,4

0

-3,5

0

-9,4

3

24

-14

7

3

-0,1

-8,3

-1,6

11

1,8

11

-8,3

16

30

-14

8

4

9,5

12,5

11,1

11,1

10,5

12,5

9,5

21

30

1

23

5

19,3

17,2

19,4

16,6

17,2

19,4

16,6

24

12

9

8

6

18,6

23,7

17,8

20,6

20,7

23,7

17,8

31

12

17

1

7

20,6

21,7

26,4

25,5

23,8

26,4

20,6

33

22

12

3

8

27,4

22,4

29

19

23,8

29

19

34

15

9

30

9

13,4

12,4

20

12

14,5

20

12

25

15

5

23

10

7,7

6,8

4,6

5,9

6,1

7,7

4,6

12

31

-3

14

11

8,1

14,4

8,5

5,7

8

14,4

5,7

20

10

-8

30

12

-1,5

5,8

-9,7

-0,7

-4,7

-0,7

-9,7

8

9

-14

20

рік

8,7

10

9,5

9,5

9,1

13,7

5,5

19,1

-2,2

Згідно таблиці 1 було побудовано графік 1 в якому було вказані значення річного ходу середньомісячної температури, середньої максимальної та мінімальної, абсолютного максимуму і мінімуму температури за місяць.

Протягом року земна поверхня нагрівається нерівномірно. Тому змінюється і температура повітря. Річний хід температури визначають середні місячні температури повітря. За ними можна встановити, який місяць був найтеплішим і який — найхолоднішим. Спостереження за температурою повітря протягом року показують, що в Україні, як і в усіх країнах Північної півкулі, найвища середня місячна температура буває в липні, а найнижча — в січні.

На основі таблиці 1 та графіку ходу середньомісячної, середньої максимальної і мінімальної температури, абсолютного мінімуму і абсолютного максимуму можна зробити висновок, що в періоді, що аналізується найтеплішим місяцем в році був серпень (середній максимум 27,8 0С), а найхолоднішим — січень (середній мінімум -10,30С).

Абсолютний максимум температури спостерігається 13 серпня і становить 340С, а абсолютний мінімум — 4 січня -27 0С. За перший квартал середня температура становить -3,8 0С, за другий 14,70С, за третій 19,80С і за четвертий квартал 2,80С. Середня температура за рік становить 8,30С.

Періодична добова амплітуда температури повітря -- різниця середніх температур найтеплішої (середні значення) і найхолоднішої години доби за певний місяць. Річна амплітуда температури становить 61 С, а добова амплітуда за 4 місяці 36,5 С. Річна амплітуда залежить від географічних та топографічних умов. Фактори що впливають на амплітуду: це водоймища великих розмірів, водосховище чи море і рельєф країни, температура земної поверхні, вологість та опади.

На графіку ходу добової температури за рік спостерігається поступове зростання температури з кожним місяцем.

Якщо порівняти данні з Вінниці з даними клімату всієї України, ми можемо виявити деякі відмінності. Середньорічна температура України коливається від +5,5 -- +7 °C на півночі до +11° -- +13 °C на півдні. З цих даних видно що середньорічна температура Вінниці в межах вищесказаних. Середня температура в січні, найхолоднішому місяці, становить від ?3 °C на південному заході (в Криму -- від ?1 °C до +4 °C) до ?8° C на північному сході України, що є вищими показниками в порівнянні з Вінницею (-9,1°C) Середня температура України в липні, найтеплішому місяці, коливається від +23° C на південному сході до +18 °C на північному заході. На відміну від України найтеплішим місяцем на території Вінницької області є серпень із середньою температурою +23°C.

Таблиця 2 — Середня температура повітря за добу

Місяці

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

-3,1

-2,4

1,5

7,9

18,8

20,9

23,4

27,1

14,7

7,4

8,4

-9,9

2

-5,5

-4,7

2,1

7,5

18,9

23,1

22,7

24,6

11,9

9,1

8,2

-8,8

3

-10,1

-8,8

-0,2

9,5

19,4

18,6

20,7

27,4

13,4

7,8

8,1

-1,6

4

-8,1

-8,4

-1,2

9,3

17,8

18

20,9

28,5

15,7

5,5

10

-0,5

5

-7,8

-7,7

-2,6

11,1

18,5

17,8

23,1

26,1

14,9

6,7

15,6

-7,3

6

-3,2

-10

-4,8

12,3

19,2

18,2

20,4

26,3

13,2

4,1

13,8

-4,1

7

0,7

-12,6

-5,9

12,2

17,5

20,4

20,8

29,2

13,8

2,1

9

1

8

-0,5

-10,1

-9,3

11,9

18,2

23,2

19,5

26,9

14,2

4,9

11,3

3,4

9

1,4

-9,4

-8,3

12,5

17,2

23,8

21,7

22,5

12,4

6,9

14,5

5,8

10

1

-8,1

-6,5

10,2

15,4

25,9

23

24,6

13,2

7,6

16,5

-2,7

11

0,3

-2,6

-7

9,2

17,9

27,1

22,3

25,4

14,9

7,9

12,4

-4,6

12

-3

-3,4

-3

9

19,2

27,1

22,6

27,9

14,5

5,9

11,6

-8,8

13

-5,5

-1,1

-1,6

10,4

18,8

26,3

23,1

29

16,4

5,5

11,2

-10

14

-5,7

-1,4

-1,3

11,4

16,3

24,6

25,1

28,9

18,4

5,1

14,8

-7,7

15

-6

-4,4

-1,7

11,1

19,4

17,8

27

29

20

4,7

8,5

-9,7

16

-10,7

-5,5

-3,7

7,5

16,1

17,8

27,9

28,5

19,7

5,9

11,9

-9,2

17

-7,2

-4,6

-2,9

7,6

14

17,4

28

26. 6

19,7

7

9,5

-10,4

18

-11,8

-0,1

1,7

11,5

12,4

18,5

28,6

21,2

13,6

8

6,4

-8,2

19

-10,4

0,3

6,1

11,3

15,2

17,2

27,2

20,6

11,7

6,1

8,9

-8,6

20

-11,4

1,2

8,2

7,2

15,8

22,5

22,9

17,5

11

8,3

7,2

-8,6

21

-11,7

0

11,1

11,1

16,7

20,7

25,6

19

12

6

5,7

-0,8

22

-14,8

-1

7,8

7,1

17,6

20,1

27,9

21,2

13,6

5,8

3,1

0,5

23

-20,8

1,1

5,2

8,6

17. 9

14,4

27,6

24,1

12,5

6,3

9,3

-1,9

24

-22,5

3,5

10

13,2

15,6

12,6

26,1

25,2

13,9

7,5

3,6

-1

25

-20,9

0,9

8

10,3

16,1

17,6

23,9

22,4

15,2

7,3

2,4

3,6

26

-17,5

1,3

8,4

9,4

14,6

19,5

25,3

19,3

17

8,7

0,1

-1,1

27

-16,8

-2,9

10

12,6

15

20,6

22,7

22,6

20,2

2,9

0,2

-3,9

28

-10,8

-1

4,2

11,7

17,8

22,5

22,4

21,9

15,2

1,9

1

-5,7

29

-10,3

8,5

12,9

17,9

23,1

18,6

15,9

13

3,3

1

-10,2

30

-8,2

11,7

17,5

20

24

23,6

16,3

10,2

7,3

-3,8

-8

31

-0,5

8,4

19,9

25,7

13,5

8

-5,3

Згідно показань таблиці 2 було побудовано графік добової зміни температури за рік за допомогою якого можна визначити дату стійкого переходу температури за позначку.

Графік 2 — Графік добової зміни температури за рік.

Для дослідження середньої температури повітря за добу були використані дані спостережень за 2010 р. Були зняті показники середньої температури кожного місяця за день і внесені в таблицю.

Проаналізувавши дані графіку 2 ми бачимо, що дата стійкого переходу температури через 0 на весні 18-го березня, а дата стійкого переходу температури через 0 восени 30-го листопада. Згідно з таблицею початок без морозного періоду в днях відбувається 18-го березня, а кінець 29-го листопада. Тривалість без морозного періоду становить 257 дня.

Згідно з даними можемо зробити висновок що максимальна температура взимку становить 5,8°C 5 грудня, а мінімальна температура влітку 12,6°C що є середньодобовою температурою за 24 червня.

Високі та низькі температури мають великий вплив на льотно-технічні характеристики гелікоптерів. Зокрема, при низьких температурах повітря має більшу щільність, що покращує роботу двигуна, та приводить до збільшення підіймальної сили. Але є ймовірність обледеніння, що є небезпечнім фактором для виконання польоту, та впливає на безпеку польотів. Польоти при високих температурах характерні пониження потужності двигуна та зменшення підіймальної сили із-за низької щільності повітря, підвищення розходу палива, що не безпечно впливає на взліт чи посадку.

2. Атмосферний тиск

Атмосферний тиск визначається як сила, що діє на одиницю площі, викликана вагою стовпа повітря атмосфери над цією поверхнею. На діаграмі, розташованій нижче, тиск на точку «Х» збільшується зі збільшенням ваги повітря над нею, і навпаки, тиск на точку «Х» зменшується при зменшенні ваги повітря над нею. Розглянемо цей процес мовою молекул повітря. Якщо число молекул повітря над поверхнею збільшується, то, відповідно, більше число молекул викликає тиск на цю поверхню і, отже, тиск зростає. Аналогічно, зменшення числа молекул повітря над поверхнею викликає зменшення тиску. Атмосферний тиск визначається за допомогою приладу, що називається «барометром», от чому атмосферний тиск також називають барометричним. В авіаційних і телевізійних прогнозах погоди тиск дається в мм ртутного стовпа («Hg), у той час як в метеорології використовують мілі бари (mb) як одиницю виміру тиску на картах погоди.

Діаграма № 1-Діаграма атмосферного тиску.

Один кубічний метр повітря на рівні моря при температурі 0° С має масу приблизно 1 кг 290 г. Можливість існування маси повітря припускали ще стародавні вчені Аристотель і Лукрецій. Аристотель навіть зробив першу спробу підтвердити на досліді існування маси повітря. Для цього він зважив спочатку порожній козячий міхур, а потім, надувши його повітрям, зважив вдруге. Вчений не без підстав вважав, що в другому випадку міхур важитиме більше. Проте дослід не підтвердив цього припущення. При наповненні міхура повітрям збільшувалася виштовхувальна (архімедова) сила міхура якраз на значення сили тяжіння повітря в міхурі. Але Аристотелеві не був відомий закон Архімеда, і він не міг цього передбачити. Дослід Аристотеля міг дати позитивний результат лише тоді, коли б йому вдалося досить сильно стиснути повітря в міхурі (збільшити густину повітря), але для цього треба було мати нагнітальний насос, якого в Аристотеля бути не могло.

Згідно показань метеорологічних спостережень за 2010 рік будуємо таблицю 3, в якій вказується показники атмосферного тиску. В таблиці 3 вказані значення середнього, максимального та мінімально тиску за кожен місяць.

Таблиця 3 — Атмосферний тиск

Місяць

Терміни спостережень

Серед.

P

Max P

Min P

03

09

15

21

1

994,4

1012,5

1034,0

998,0

1009,7

1036,0

991,0

2

1003,6

1010,7

1009,0

1011,5

1008,7

1028,0

990,0

3

1007,4

1006,6

1023,9

1011,4

1012,3

1031,0

1001,0

4

1007,8

1018,2

1031,2

1015,5

1018,2

1033,0

1005,0

5

1013,2

1009,1

1009,1

1003,0

1008,6

1019,0

994,0

6

1004,2

1012,2

1005,0

1012,3

1008,4

1022,0

1003,0

7

1012,9

1009,7

1008,3

1017,8

1012,2

1020,0

1004,0

8

1015,3

1020,5

1012,3

1008,2

1014,1

1025,0

1000,0

9

1001,6

1019,7

1019,5

1010,0

1012,7

1027,0

997,0

10

1016,1

1014,9

1017,2

1022,5

1017,7

1034,0

1000,0

11

1021,3

1007,2

993,9

1007,0

1007,4

1023,0

987,0

12

1019,7

1008,7

1003,3

1016,7

1012,1

1022,0

995,0

рік

1011,8

1026,7

997,3

Згідно таблиці 3 було побудовано графік річного ходу середнього, максимально і мінімального тиску за кожен місяць.

Графік 3 — Річний хід середнього, максимального і мінімального тиску.

Висота аеродрому Вінниця над рівнем моря складає 287 метрів.

Аналіз даних таблиці 3 та графіку ходу середнього, мінімального і максимального тиску дозволяє зробити висновок, що в звітному 2009 р. В січні, лютому, листопад та грудні переважала циклонічна погода, тобто зв’язана з областями низького тиску. У місяцях де низький тиск були всі умови для розвитку небезпечних явищ погоди. Квітень, травень, літній період, а також вересень і жовтень характеризуються переваженням антициклонів, тобто підвищенням тиску. У місяцях де спостерігався високий тиск була найбільш ясна погода. Ми можемо спостерігати як змінюється тиск по місяцям.

Згідно з таблицею 3 річна амплітуда зміни атмосферного тиску склала 49 гПа. В листопаді спостерігався мінімальний показник тиску 987,0, максимальний спостерігався в січні 1036,0. Амплітуда зміни атмосферного тиску по сезонах незначна від 3 до 10 гПа. Найбільша мінливість спостерігалась в весняний сезон.

=

де Н — висота аеродрому над рівнем моря;

— середньорічний, максимальний або мінімальний тиск на рівні аеродрому;

— середньорічна температура повітря.

==1050,1 (гПа)

==1010,2 (гПа)

Погода в 2010 році переважала циклонічна, згідно таблиці середнє значення атмосферного тиску сягало 1011,8 гПа. Вітри в циклоні в північній півкулі дмуть проти годинникової стрілки, і в нижньому шарі відхиляються до центру, в південній півкулі -- за годинниковою стрілкою. Циклони постійно й природно з’являються через обертання Землі, завдяки силі Коріоліса. Проходження циклону пов’язане з утворенням потужної хмарності і випадінням опадів. В циклоні спостерігається погіршення погодних умов, зокрема поява хмарності, опади, зниження видимості. Зміна атмосферного тиску приводить до зміни показань приладів. Наприклад при польоті з зони підвищеного тиску в зону пониженого тиску на одній і тій висоті показники приладів будуть змінюватись. Також зміна атмосферного тиску може впливати на самопочуття членів екіпажу, що може негативно вплинути на безпеку польоті.

3. Вітер

Вітром називається переміщення повітря в горизонтальній поверхні відносно земної поверхні.

Вітер характеризується силою (швидкістю) і напрямком. Швидкість вітру визначається величиною баричного градієнта, тобто різницею атмосферного тиску на встановлену одиницю відстані рівну 60 милям (1° широти), убік падіння тиску. Тому швидкість вітру тим більше, чим більше баричний градієнт. Через обертання Землі, під впливом сили Коріоліса напрямок вітру не збігається з її вектором баричного градієнту, а відхиляється в північній півкулі вправо, у південному вліво. У середніх широтах відхилення може досягати 60°. За напрямок вітру береться точка обрію, звідки він дує (вітер дує в компас). Також прийнято визначати напрямок брижів, а «з компаса», у напрямку на обрій, морські течії і плини рік. Вітер по своїй структурі не однорідний. Він може бути струминним (ламінарним), коли шари повітря рухаються не перемішуючи, тобто їхньої частки не переходять із шару в шар. Такий рух повітря звичайно буває при слабких вітрах. Якщо ж швидкість вітру перевищує 4 м/с, то частки повітря починають рухатися безладно, його шари перемішуються і рух повітря здобуває турбулентний характер. Чим вище швидкість вітру, тим більше турбулентність, тим більше стрибки швидкості в окремих точках повітряного потоку і тим більше рвучким стає вітер.

На основі вихідних даних аеродрому Вінниця було збудовано таблицю 4. В якій вказуємо кількість спостережень за кожен місяць так рік і вказуємо кількість напрямків вітру та їх відсоткову величину за кожен місяць та рік.

Таблиця 4 — Напрямок вітру

Місяць

N

Штиль

(0−3м/с)

ПН-СХ

СХ

ПД-СХ

ПД

ПД-ЗХ

ЗХ

ПН-ЗХ

ПН

n

P

n

P

n

P

n

P

n

P

n

P

n

P

n

P

n

P

1

866

251

29,0

168

19,4

172

19,9

82

9,5

73

8,4

23

2,7

16

1,8

78

9,0

200

23,1

2

765

253

33,1

24

3,1

214

28,0

172

22,5

81

10,6

37

8,3

91

11,9

46

6,0

50

6,6

3

859

348

40,5

30

3,5

37

4,3

111

12,9

111

12,9

147

17,1

181

21,1

89

10,4

88

9,2

4

854

305

35,7

75

8,8

116

13,6

152

17,8

102

11,9

55

6,4

107

12,5

118

13,8

65

7,6

5

867

343

39,6

74

8,5

153

17,6

182

21,0

151

17,4

29

3,3

63

7,3

63

7,3

44

5,1

6

856

331

38,7

48

5,6

102

11,9

151

17,6

124

14,5

39

4,6

33

3,9

114

13,3

175

20,4

7

876

532

60,7

90

10,3

141

16,1

38

4,3

40

4,6

33

3,8

69

7,9

154

17,6

213

24,3

8

880

484

58,9

94

10,7

112

12,7

76

8,6

81

9,2

83

9,4

154

17,5

124

14,1

76

8,6

9

915

459

50,2

104

11,4

182

19,9

128

14,0

62

6,8

74

8,1

105

11,5

79

8,6

79

8,6

10

878

382

43,5

124

14,1

147

16,7

81

9,2

110

12,5

85

9,7

109

12,4

85

9,7

84

9,2

11

839

305

36,4

12

1,4

113

13,5

174

20,7

199

23,7

162

19,3

120

14,3

32

3,8

3

0,4

12

880

423

48,1

41

4,7

89

10,1

113

12,8

166

18,7

99

11,3

107

12,2

117

13,3

59

6,7

рік

10 335

4416

42,9

884

8,5

1578

15,4

1460

14,2

1300

12,6

866

8,7

1155

11,2

1099

10,6

1136

10,8

N — загальна кількість спостережень;

n — кількість випадків;

p — повторюваність у %

Роза вітрів — векторна діаграма, що характеризує режим вітру в цьому місці за багаторічними спостереженнями і що виглядає як багатокутник, у якого довжини променів, що розходяться від центру діаграми у різних напрямах, пропорційні повторюваності вітрів цих напрямів («звідки» дме вітер). Розу вітрів враховують при будівництві ЗПС аеродромів, плануванні населених місць (доцільній орієнтації будівель і вулиць), оцінці взаємного розташування житлових будинків і промислової зони (з точки зору напряму перенесення домішок від промислової зони).

Розу вітрів, побудована за реальними даними спостережень, дозволяє по довжині променів побудованого багатокутника виявити напрям пануючого (переважаючого) вітру, з боку якого найчастіше приходить повітряний потік в цю місцевість. Тому справжня роза вітрів, побудована на підставі ряду спостережень, може мати істотні відмінності довжин різних променів.

Роза вітрів є графічним інструментом, використовуваним метеорологією, щоб дати короткий погляд про те, як вітер швидкістю і напрямом, як правило, поширений в конкретному місці.

Використовуючи дані досліджень напрямку вітру на аеродромі Вінниця побудуємо троянди вітрів по кожному місяцю і окремо за рік.

Малюнок 1 — Роза вітрів, січень

Малюнок 2 — Роза вітрів, лютий

З побудованої рози вітрів за січень і лютий місяці 2010 року можна зробити висновок, що переважаючим напрямком вітру в січні місяці був північ напрямок (200 випадків), а в лютому — східний напрямок (214).

Малюнок 3 — Роза вітрів, березень

Малюнок 4 — Роза вітрів, квітень

Малюнок 5 — Роза вітрів, травень

За весняний сезон було виявлено: максимальну кількість південно-східного напрямку — 445 випадки, південного — 364 випадки, західного — 351 випадок. Переважаючий напрямок — південно-східний, він переважав у квітні і травні.

Малюнок 6 — Роза вітрів, червень

Малюнок 7 — Роза вітрів, липень

Малюнок 8 — Роза вітрів, серпень

Переважаючим напрямком в літній період був північний. В червні та липні 2010 року 175 та 213 випадків відповідно, а в серпні західний напрямок — 154 випадки.

Малюнок 9 — Роза вітрів, вересень

Малюнок 10 — Роза вітрів, жовтень

аеропорт атмосферний кліматичний хмарність

Малюнок 11 — Роза вітрів, листопад

Осінній період 2010 року характеризується переважанням східного напрямку — 329 випадків. Лише в листопаді спостерігалося переважання південного напрямку 199 випадків.

Малюнок 12 — Роза вітрів, грудень

Переважним напрямком вітру в грудні на аеродромі Вінниця в аналізуємому році є південний напрямок — 166 випадків.

Використовуючи данні напрямку вітру за 2010 рік, наведені в таблиці 4 побудуємо троянду вітрів за звітний рік.

Малюнок 13 — Роза вітрів за рік

Переважаючим напрямком вітру в 2010 році над територією аеродрому Вінниця був східний — 1578 випадків.

В таблиці 5 представлено аналіз швидкості вітру на аеродромі Львів за період 2009 року по чотирьох періодах, а також повторюваність швидкості вітру різної градації.

Таблиця 5 — Швидкість вітру

Місяць

Терміни спостережень

Середня швидкість

Максимальна швидкість

Повторюваність швидкості вітру різної градації

03

09

15

21

N

0−5м/с

6−11м/с

12−15м/с

> 15м/с

n

P

n

P

n

P

n

P

1

4,4

4,4

4,6

3,4

4,2

12

866

595

68,6

271

31,3

1

0,1

0

0,00

2

4,1

4,4

4,8

4,6

4,5

12

765

542

70,9

222

29,0

1

0,1

0

0,00

3

3,3

4,5

4,5

3,2

3,9

9

859

601

70,0

258

30,0

0

0,00

0

0,00

4

2,9

5,2

4,8

2,9

4,0

11

854

612

71,7

242

28,3

0

0,00

0

0,00

5

3,1

4,8

4,9

2,8

3,9

9

867

573

66,1

294

33,9

0

0,00

0

0,00

6

3,2

4,3

4,4

4,6

4,1

9

856

630

73,6

226

26,4

0

0,00

0

0,00

7

2,1

3,5

3,7

2,7

3,0

8

876

779

88,9

97

11,1

0

0,00

0

0,00

8

2,6

3,8

4,0

2,7

3,3

10

880

744

84,5

136

15,5

0

0,00

0

0,00

9

2,7

4,5

3,6

2,9

3,4

8

915

736

80,3

179

19,7

0

0,00

0

0,00

10

3,1

4,3

3,5

3,0

3,5

10

878

720

82,0

158

18,0

0

0,00

0

0,00

11

4,5

5,1

4,0

4,2

4,5

12

839

559

66,6

276

32,9

4

0,5

0

0,00

12

3,7

3,5

3,5

3,9

3,7

10

880

711

80,8

170

19,2

0

0,00

0

0,00

рік

3,3

4,4

4,2

3,4

3,8

12

10 335

7802

75,3

2529

24,6

6

0,05

0

0,00

Згідно таблиці 5 був збудований графік швидкості вітру.

Графік 4 — Швидкість вітру

В аналізованому році переважала швидкість вітру від 0−5 м/с яка спостерігалась -7802 випадків за рік. Найбільша швидкість спостерігалась у лютому яка склала 12 м/с. Середня швидкість вітру за червень дорівнює 4,5 м/с Восени відбувається поступова зміна синоптичних процесів літнього сезону на зимовий.

Вітер має великий вплив на роботу авіації. Вибір та будівництво злітно-посадочних смуг, будівництво аеродромів залежить в першу чергу від напрямку переважаючого вітру. Затруднюється зліт та посадка ВС.

Серйозну небезпеку для ВС, виконуючих політ на малій висоті, тобто в першу чергу для вертольотів, представляє здвиг вітру — значна зміна швидкості або напрямку вітру на малому відрізку. Частіше всього здвиг вітру визивається температурною інверсією на малій висоті, коли холодне повітря застоюється в приземному слої.

Вітер викликає небезпечні явища, які заважають виконанню польотів або затрудняють їх. До таких явищ відносяться урагани, шквали, піщані бурі.

Крім цього, вітер безпосередньо впливає на політ повітряного судна. Цей вплив несе в собі двоякий характер. По-перше, вітер як рухоме середовище змінює свою швидкість та напрямок польоту ВС по відношенню до землі. По-друге, в результаті того, що структура вітру носить в собі турбулентний характер, порушується рівновага аеродинамічних сил у повітряного судна і з’являється бовтанка.

Основна небезпека здвигу вітру заключається в тому, що, крім звичайної бовтанки, він викликає швидку зміну повітряної швидкості вертольота.

З горизонтальним переміщенням повітря пов’язаний перенесення тепла та холоду, водяного пару, хмар и різноманітних явищ, які впливають на виконання польотів.

Умови експлуатації ПС на аеродромі в значній мірі характеризуються особливостями режиму приземного вітру. Зліт і посадку ПС, як правило, прагнуть виконувати проти вітру, так як при цьому зменшується посадочна швидкість і швидкість відриву, а відповідно довжина розбігу і пробігу, поліпшується керованість та стійкість ПС. Таким чином, опис переважного напрямку і швидкості вітру, є необхідною кліматичною характеристикою аеропорту. З урахуванням переважного напрямку вітру вибирають напрямок ЗПС при проектуванні аеродрому.

Сильні вітри позначаються на безпеці польотів (БП) і регулярності руху ПС. Для кожного типу ПС є обмеження швидкості вітру. Бічний вітер при швидкості > 15 м/с робить неможливим зліт і посадку для багатьох типів ПС. При сильних вітрах в приземному шарі виникає турбулентність від помірної до сильної.

4 Нижня хмарність та видимість

Хмарність — один з важливих факторів, що визначають погоду й клімат. Завдяки ефекту екранування, вона перешкоджає як охолодженню поверхні Землі за рахунок власного теплового випромінювання, так і її нагріванню сонячною радіацією, тобто взимку й уночі хмарність перешкоджає зниженню температури земної поверхні й приземного шару повітря, улітку й удень — послабляє нагрівання земної поверхні сонячними променями, зм’якшуючи клімат усередині материків.

Видимість, дальність видимості -- відстань, на яку вдень обриси предметів, за якими спостерігають, стають нечіткими.

Розрізняють денну, сутінкову і нічну видимість. Для нічної видимості, крім того, слід розрізняти видимість об'єктів, що світяться і не світяться.

Видимість характеризується дальністю видимості, тобто відстанню, на якій спостережуваний об'єкт стає не помітним оком.

Видимість залежить від наявності в повітрі частинок пилу, найдрібніших крапельок і кристалів води, які розсіюють світло і зменшують дальність видимості до декількох кілометрів, а іноді до декількох десятків метрів.

Серпанок, туман, випадання опадів, завірюха, запорошена буря згладжує відмінності в яскравості і кольорі віддалених предметів і цим погіршує їх видимість, аж до повного їх зникнення.

Таблиця 6 — Нижня хмарність

Місяць

Кількість хмар

Кількість похмурих днів по нижній хмарності

Терміни спостережень

Середня кількість

03

09

15

21

бали

октанти

1

6,5

6,6

5,8

8,0

6,7

5,3

16

2

7,5

7,1

6,4

7,5

7,1

5,1

23

3

6,8

5,5

5,6

6,8

6,2

4,2

14

4

6,3

5,7

5,0

6,0

5,8

4,0

8

5

6,5

5,6

4,6

5,7

5,6

4,1

15

6

6,1

5,7

5,5

6,0

5,8

3,3

16

7

6,5

5,6

4,6

6,2

5,7

4,2

14

8

5,2

4,8

4,5

5,0

4,9

3,1

9

9

6,2

5,2

5,0

6,1

5,6

4,5

16

10

5,8

6,4

6,1

6,6

6,2

4,1

21

11

6,3

5,1

5,3

6,1

5,7

4,2

13

12

6,4

6,2

6,6

6,3

6,4

4,8

20

рік

6,3

5,8

5,4

6,4

6,0

4,2

184

На підставі даних таблиці 6 побудуємо графік що показує річний хід середньомісячної кількості нижньої хмарності в октантах.

Графік 5 — Річний хід середньомісячної кількості нижньої хмарності в октантах

На підставі даних таблиці 6 побудуємо графік що показує річний хід числа пахмурних днів по нижній хмарності.

Графік 6 — Річний хід числа похмурих днів по нижній хмарності

Згідно таблиці в лютому була найбільша кількість похмурих днів 23, з середньою кількість 7,1 бала. А в квітні була зафіксовано найменшу кількість похмурих днів -8, з середньою кількість 5,8 бала.

В таблиці 7 вказано повторюваність значень видимості різних градацій за рік та кожен місяць.

Таблиця 7- Видимість

Місяць

Повторюваність значень видимості різних градацій

N

< 400 м

400−800м

> 800−1000м

> 1−2км

> 2−4км

> 4−10км

> 10 км

n

P

n

P

n

P

n

P

n

P

n

P

n

P

1

1450

55

3,7

43

2,9

30

2,1

17

1,1

0

0

0

0

0

0

2

1310

103

7,8

36

2,7

10

0,7

14

1

14

1

58

4,4

0

0

3

1432

16

1,1

10

0,6

4

0,2

11

0,7

0

0

0

0

1218

85,5

4

1397

31

2,2

25

1,7

3

0,2

2

0,1

4

0,3

14

1

1214

86,9

5

1422

44

3,1

28

1,9

2

0,1

0

0

3

0,2

17

1,2

1176

0,8

6

1368

14

1

22

1,6

6

0,4

2

0,1

3

0,2

15

1,1

1215

88,8

7

1438

26

1,8

16

1,1

5

0,3

1

0,06

0

0

0

0

1297

90,1

8

1449

11

0,7

20

1,3

1

0,06

1

0,06

4

0,2

16

1,1

1317

90,8

9

1392

31

2,2

12

0,8

19

1,3

4

0,2

4

0,2

47

3,3

1055

75,7

10

1455

37

2,5

17

1,1

13

0,8

2

0,1

15

1

22

1,5

1039

71,4

11

1416

38

2,6

10

0,7

12

0,8

0

0

3

0,2

22

1,5

1146

80,9

12

1472

68

4,6

21

1,4

12

0,8

12

0,8

13

0,9

64

4,3

791

53,7

рік

17 003

474

33,3

260

17,8

117

7,7

66

4,2

63

4,2

275

19,4

11 468

724,6

Згідно таблиці 7 було збудовано графік річного ходу повторюваності (у%) значень видимості - менше 400 м, 400−800м, 800−1000м, 1−2км, 2−4км.

Графік 7 — річний хід повторюваності (у %) значення видимості для градацій

Видимість менше 400 м. частіше за все спостерігалася в лютому, а видимість менше 1000 м. в січні, менше 2000 м. також в січні і більше 10 км. в серпні. Видимість менше 400 м., менше 1000 м. і менше 2000 м. найчастіше спостерігались в зимній сезон, а видимість більше 10 км в літній. Видимість менше 400 м. повторювалась 474 рази, менше 1000 м. 117 разів, менше 2000 м. 66 разів і видимість більше 10 км. 11 468 раз.

Атмосферні явища — грози, завірюхи, обледеніння і такі оптичні явища, як веселка, — нерозривно пов’язані з наявністю води в атмосфері. Такий важливий метеорологічний елемент, як видимість, в більшості випадків обумовлюється наявністю в атмосфері дрібних крапель води, кристалів льоду або тих і інших разом.

Видимість в різних хмарах може бути від декількох метрів до декількох десятків кілометрів. У водяних хмарах видимість гірше, в крижаних — краще. Значення хмарності для авіації виключно велике, так як від висоти хмар в основному залежить ступінь метеорологічних умов, особливо важливих для зльоту і посадки. Такі небезпечні для авіації явища погоди, як грози, зледеніння, град, турбулентність, хуртовини, нерозривно пов’язані з хмарами. Хмари є майже єдиним метеорологічним елементом, ретельне спостереження за яким дозволяє пілоту правильно оцінити метеорологічні умови в польоті.

Польотна видимість в залежності від кута спостереження підрозділяється на горизонтальну, польотну, вертикальну та посадкову.

Горизонтальна польотна видимість визначається як відстань на рівні польоту до найбільш віддалених хмар, а при їх відсутності оцінюється загальна прозорість атмосфери.

Похила і вертикальна польотна видимість визначається як відстань до найбільш віддаленого об'єкта по похилій лінії або до об'єкта по вертикалі.

Посадкова видимість — відстань від спостерігача (пілота) до початку ЗПС вздовж глісади зниження. Дальність видимості залежить від багатьох факторів, обмежується кривизною земної поверхні і рельєфом місцевості. Вона залежить від кутових розмірів, форми, яскравості об'єкта, від освітленості об'єкта і фону, від прозорості атмосфери.

Прозорість атмосфери — один з основних факторів, що визначають видимість, залежить від метеорологічних умов (наявності хмарності, опадів, туману, імли і т.д.). Видимість поряд з хмарністю є найважливішим метеорологічним елементом, визначає ступінь складності метеорологічних умов польоту, тому вона надає безпосередній вплив на зліт і посадку, вертольотовождіння.

Видимість і висота нижньої межі хмар є основними параметрами для встановлення мінімумів погоди літака, аеродрому, пілота.

5. Небезпечні для авіації явища погоди

Небезпечні для авіації явища погоди впливають на виробництво польотів їх безпеку і регулярність. Одні з них, погіршуючи видимість, ускладнюють зліт і посадку ПС, інші, такі як ожеледь, обмерзання істотно впливають на експлуатацію ПС, погіршуючи його льотно-технічні характеристики (ЛТХ) і стан елементів літного поля, погіршуючи коефіцієнт зчеплення.

У даному розділі розглянемо найбільш небезпечні для авіації явища погоди.

Аналіз небезпечних явищ погоди за аналізуємий період наведений в таблиці 8.

Таблиця 8- Небезпечні для авіації явища погоди

Місяць

Кількість днів з НЯП

Тривалість НЯП в годинах

хуртовини

хуртовини

1

4

5

7

0

0

25

38

34

-

2

5

4

8

0

0

28

35

46

-

3

2

1

3

0

0

9

1

3

-

4

0

0

0

0

0

-

-

-

-

5

1

0

0

7

0

3

-

-

-

6

1

0

0

7

0

1

-

-

-

7

0

0

0

9

0

-

-

-

-

8

0

0

0

0

0

-

-

-

-

9

2

0

0

0

0

4

-

-

-

10

2

1

0

0

0

1

4

-

-

11

7

0

0

0

0

32

-

-

-

12

3

3

4

0

0

25

21

12

-

рік

27

14

22

25

0

128

99

95

-

Згідно таблиці 8 було побудовано графіки річного ходу кількості днів з туманом, грозою, хуртовинами, ожеледицею і пиловою бурею.

Графік 8 — Річний хід кількості днів з туманом, грозою, хуртовинами, ожеледицею і пиловою бурею

З наведеного графіку можна зробити висновок, що найбільш частими небезпечними явищами, що ускладнювали польоти протягом періоду, що аналізується є туман (27 днів), та гроза (25 днів). В осінній період спостерігається збільшення кількості туманів. Літній період характеризувався збільшенням кількості дощів, в тому числі з грозами.

Зимовий період в аналізуємому році характеризувався інтенсивним снігопадом, восени спостерігалося збільшення днів туманної погоди (37 годин). В липні спостерігається найбільша кількість днів з грозами (9).

Метеорологічні умови на малих висотах можуть робити істотний вплив на зліт і посадку ПС, на польоти поблизу земної поверхні, а також впливати на збереження і експлуатацію матеріальної частини, що знаходиться на землі.

Для авіації важливе значення на малих висотах мають:

— видимість і явища, її погіршують;

— висота і характер нижньої кромки хмар;

— швидкість, напрямок і поривчастість вітру;

— турбулентність, яка викликає бовтанку і кидки;

— грозові явища і обледеніння.

Всі зазначені фактори можна спостерігати одночасно. У поєднанні один з одним вони можуть створити складну погоду.

Погодні умови на малих висотах через близькість землі найбільш мінливі, на умовах погоди позначаються також широта місця, сезон, час доби, тому при оцінці метеорологічних умов потрібно враховувати місцеві особливості району або маршруту.

У середньому близько 80% значних погіршень погоди на малих висотах бувають при проходженні атмосферних фронтів. Але в холодну пору року повторюваність поганих погодних умов на малих висотах значно зростає (до 40%) усередині однорідних ПМ [5].

Погіршення погоди викликає небезпечні явища погоди. До них відносяться ті, які загрожують безпеці польотів або збереження авіатехніки на аеродромах.

Небезпечні явища погоди на аеродромах зльоту і посадки:

— гроза, купчасто-дощова і потужна купчаста хмарність, смерчі, шквали, град, льодяний дощ, ожеледь;

— явища, що погіршують горизонтальну і посадкову видимість, нижче найбільшого з мінімумів, встановлених для даного аеродрому та ЛА, що базуються на ньому: туман, серпанок, пилові бурі, опади;

— висота хмар нижче найбільшого з мінімумів, встановлених для аеродрому та ПС, що базуються на ньому;

— швидкість вітру біля землі перевищує найменше з граничних значень, встановлених для ПС;

— різке зниження температури повітря через 0 або екстремально високі температури.

ВИСНОВКИ

Аналіз метеорологічних умов району аеродрому Вінниця проведений за графіками і таблицям річного і добового ходів дозволяє зробити наступні висновки.

Найнижчі температури спостерігаються в січні, найтепліший місяць в 2010 році виявився серпень. В аеропорту Вінниця абсолютний мінімум -27єС, а абсолютний максимум +34єС.

Найбільша кількість днів з низькою хмарністю спостерігається в жовтні і лютому, найменше, в квітні та серпні.

Найбільша кількість опадів випадає в січні, лютому найменше, в квітні, серпні.

У холодну пору року переважний напрямок вітру північ, схід та південь в теплу пору року — північний, та західний.

Найбільшу повторюваність у середньому за рік мають вітри зі швидкістю 1−5м/сек 75,3%, вітер зі швидкістю 6−11 м/сек мають повторюваність 24,6%, вітер зі швидкістю 12−15 м/с трапляються в 0,05%.

У річному ході вітру видно, що слабкі швидкості (до 5м/сек) максимальну повторюваність в теплий період року, а помірні і сильні вітри — в перехідні і зимові місяці.

Найбільша кількість днів з туманом спостерігається в лютому та листопаді, що становить 43,3% випадків від загальної кількості туманів за рік.

Грози найчастіше спостерігаються в травні, червні та липні в другій половині доби, рідше в ранкові години.

У теплу пору року, умови впливають на виконання польотів, в основному залежить від наявності потужно-купчастий, кучево-дощової хмарності та грозової діяльності.

Найбільша повторюваність складних метеорологічних умов, відзначається з жовтня по березень. Тут присутні небезпечні метеоявления, такі як, туман, ожеледь, завірюха. У цей період відзначається найбільша кількість похмурих днів по нижній хмарності. У січні максимум. У сукупності з туманами, можна констатувати, що в період з жовтня по березень, польоти будуть ускладнюватися метеорологічними умовами нижче мінімуму аеродрому значення видимості і нижній хмарності.

У період з жовтня по березень, так же, відзначається посилення вітру, що несприятливо позначається на виконання польотів. Тому, що саме в цей період року відзначається випадання переохолоджених опадів ожеледі, що в поєднанні з сильним вітром, ускладнює виконання польотів, деколи обмеження за вітром і станом ЗПС робить виконання польотів практично неможливим. Місяць з найбільшою кількістю днів з ожеледдю — січень.

У лютому наголошується максимальна кількість опадів у вигляді снігу, і найбільша висота сніжного покриву. Звідси висновок, що в лютому польоти будуть ускладнюватися, додатково, підготовкою льотного поля до польотів. Звідси можна зробити висновок, що в холодний період року відзначено такими небезпечними метеоявищами, як туман, ожеледь хуртовина, з максимумом в лютому і січні.

У теплий період з квітня по жовтень, складні метеорологічні умови відзначаються рідко. З небезпечних метеоявищ в цей період року спостерігається гроза, як правило, на тлі проходження холодних фронтів. Гроза, як небезпечне метеоявище впливає на виконання польотів. Тому, як супроводжується супутніми небезпечними метеоявищами, такими як, смерчі, шквали, бовтанка від помірної до сильної, град, сильні зливові опади. Максимум грозової діяльності наголошується в червні і липні.

В літній період на виконання польотів впливає висока денна температура, що значно знижує злітна вага ВС і як наслідок, істотно знижує комерційне завантаження НД.

Експлуатація ПС супроводжується складною взаємодією з фізичним станом атмосфери, яке впливає на аеродинамічні сили (підйомну силу і лобовий опір), силу тяги двигунів, витрату палива, швидкість і гранично допустиму висоту (потолок) польоту, на роботу і правильність показання аеронавігаційних приборів.

Метеорологічне становище має визначну роль в авіації, оскільки визначає безпеку, а безпечний політ є основою авіації.

ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Богаткин О. Г., Еникеева В. Д. Анализ и прогноз погоды для авиации. — Л.: Гидрометеоиздат, 2006.

2. Богаткин О. Г. Еникеева В.Д. Авиационная метеорология Л.: Гидрометеоиздат, 2010.

3. Володко А. М. Безопасность полетов вертолетов. М.: Транспорт, 1981, 223 с.

4. Лещенко Г. П., Перцель Г. В., Лещенко Е. Г. Метеорологическое обеспечение полетов: Учебное пособие (3-е изд. перераб. идоп.). -Кировоград: ГЛАУ, 2010. -184 с

5. Суханова О. Г. — Методичні вказівки щодо виконання курсової роботи навчальної дисципліни «Метеорологія»

6. Яковлев A.M. Авиационная метеорология. М., «Транспорт». 2009.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой