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Obstáculos ao voo
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Obstáculos ao voo

Obstáculos para o voo: cisalhamento do vento, tempestade, tornado, tempestade, relâmpago, chuva

 

Windshear - uma mudança sua velocidade e (ou) as direções no espaço. Esta mudança pode tanto horizontalmente (CB horizontal) e vertical (SV direções vertical). O termo "cisalhamento do vento" descreve uma ampla gama de estado da atmosfera.

Cisalhamento do vento geram diferentes eventos climáticos: temporal, chuva, virga (stream chuva que evapora antes de atingir o solo), downdrafts de correntes ascendentes de ar frio, mudança de inversão de temperatura de correntes de jato, rajadas, etc. Chuva, chuva e virga causando micro vento -poryvy - a principal causa da SW [60].

As observações mostram que aproximadamente 5% de tempestades acompanhadas por micro-impulsos. As correntes descendentes de ar relacionados são distribuídos na zona variando em tamanho de metros 500 a vários quilômetros. Quando este fluxo atinge o solo, espalha-se na camada superficial de ar no plano horizontal, por vezes, com a formação de anéis de vórtice sobre os limites da zona de espalhamento. A formação de corrente descendente vertical, micro-impulso (microburst simétrico).

A zona de anéis de vortex atinge uma altura de 500 m acima do solo e abrange uma área de até 2 4 km de diâmetro. Micro-impulsos podem surgir e atingir a superfície da terra, sem chuva no caso de Virga. A adaptação resultante à chuva irá evaporar-se, causando, assim, o ar de arrefecimento e, em consequência, o fluxo descendente do vento.

Nuvens de tempestade estão em movimento, e um micro-impulso fez com que eles se tornam forma assimétrica. O ciclo de vida do micro-impulso - 15 20-min. A intensidade máxima de cisalhamento do vento atinge cerca de 5 minutos após o contato com o solo a jusante.

wind shear 1cisalhamento do vento 1 2cisalhamento do vento 1 3

 

HR forte (especialmente a baixa altitude) pode ser causada por uma enxurrada de poucos quilômetros da área do NE. Seu mecanismo - lateral propagação da velocidade do fluxo horizontal atinge 150-185 km / h. Muitas vezes, é uma onda de tempestade que se desenvolve, acompanhado por outros tipos de nuvem que impede a identificação.

Temperatura de inversão de vento de cisalhamento frequentemente faz com que a mudança de velocidade e (ou) a direcção do vento na camada superficial de pequena, se quentes move-se massa de ar sobre a massa de ar frio, - principalmente em áreas costeiras, aeroportos ou Piedmont. Há Updraft arrefecida durante o levantamento, mas com a mesma velocidade quando aquecido que flui para baixo. Ao aquecer o ar frio acima vales a inversão Piedmont é reforçada. Neste gradiente de temperatura aumenta extremamente. Isto ocorre devido à superfície de atrito CB movimento lento e fluxos de ar quente que se move rapidamente através deles.

Tempestade do verão perto das pistas de vento também criar CB significativa nas condições adequadas. Estes temporais são caracterizados pela relativamente elevada baseada em nuvem, muitas vezes em altitudes 2500-3000 m (por vezes - a) acima do solo, nas massas de ar que geram elevadas temperaturas na superfície da Terra (38.40 ° C), mas de um ponto de orvalho relativamente baixo (sobre-6-se + 3 ° C). A chuva que cai a partir de nuvens cumulonimbus em altitudes elevadas pode evaporar completamente antes de atingir o solo.

Nuvens cumulonimbus, dependendo do seu desenvolvimento são divididos em vnutrimassovye e frente e chuva e granizo. As nuvens são não apenas a intensidade e tipo de precipitação, mas o mecanismo de ocorrência e o desenvolvimento.

No caso de cúmulo-nimbo fraco múltiplas quedas médias em massa resultantes da condensação e coagulação, atingindo um dimensões máximas críticos começam a cair das nuvens, a encontrar as correntes de ar ascendentes. Quando o efeito de as gotas que caem das excede o efeito de levantar o ar, diminui a tempestade.

As fortes nuvens cumulonimbus frente sob a influência do NE na atmosfera médio e superior pode dobrar fluxo ascendente. Neste caso, o efeito de inibição da precipitação diminui, uma vez que elas estão fora de inclinação da corrente de ar ascendente. Na formação do fluxo inclinado para cima de terreno relativamente plano, por vezes há movimentos de rotação, resultando em aumentou dramaticamente a velocidade vertical, e com isso a velocidade de rotação.

Estudos de fortes tempestades em 1990-2005 anos. Eles mostraram que eles estão relacionados com a instabilidade termodinâmica causado pelo sobreaquecimento da camada de ar na superfície, ou desigual advection ajuste de distribuição de calor e frio, bem como a convergência e divergência do fluxo de ar. Assim cb hail e tornados borrascas (furacões) surgem e desenvolver-se quando os jactos de água são observados na troposfera superior. Em geral, os estudos mostram que, em vez do quadro geral da distribuição do fluxo de ar debaixo de nuvens cumulonimbus têm apenas uma descrição de alguns dos seus fragmentos, e bastante contraditórias.

Aguaceiro - Um aumento acentuado no vento de curto prazo mudar sua direção. Rajadas associadas com nuvens cumulonimbus, e muitas vezes ocorrem durante as tempestades. Por agitação movimento de turbilhão característica do ar com um eixo horizontal, nas nuvens ou abaixo deles. A velocidade do vento durante uma enxurrada de muitas vezes mais do que 20 m / s; a duração do fenómeno é geralmente de vários minutos; Às vezes, há rajadas da tempestade repetido.

Twister - um vórtice forte é pequeno sob as nuvens com um eixo quase vertical de rotação. Tem a forma de uma coluna de nuvem escuro (diâmetro de até várias centenas de metros), uma parte da qual é omitida da parte inferior da nuvem de base cumulonimbus estreitando em forma de funil e em direcção à superfície da Terra da segunda parte pode ser levantada a partir de salpicos e o pó que está conectado à primeira. A parte mais estreita da coluna - no meio. A velocidade do vento numa furacão atinge 50- 100 m / s e a um forte componente para cima. O ar em um tornado e é rodada para a direita e para a esquerda. Tornado pode causar danos catastróficos e perda de vidas humanas no caminho de seu movimento, embora seja perto de calmaria quase completa. Tornado sobre a terra, por vezes referido como um trombo, e nos EUA - um tornado.

 

Trovoadas e descargas elétricas

Nublado - Um fenômeno atmosférico complexa, que se caracteriza pelo aparecimento de intensas nuvens convectivas e é acompanhada por considerável turbulência, rajadas de vento, furacões, cisalhamento do vento, precipitação como chuva, neve, granizo, descargas elétricas freqüentes e trovões.

Trovoadas são divididos em níveis 6. Trovoadas nível 1 (fraco) e 2 nível (leve) caracterizada pela turbulência atmosférica fraca ou moderada e relâmpagos; Nível Trovoada 3 4 e (forte e muito forte) - turbulência considerável, relâmpagos, precipitação sob a forma de chuva forte; Nível Trovoada 5 - turbulência severa, raios, rajadas afiadas de vento, granizo possível; Trovoada nível 6 - considerável turbulência, granizo, raios e numerosos vento demorado. O principal sinal de uma tempestade - relâmpago.

Em um determinado momento no mundo, ao mesmo tempo, existem cerca de 180 trovoadas individuais quando relâmpagos em média, cada 20 com.

Relâmpago - A eletricidade atmosférica faísca gigante entre nuvens entre nuvens eo solo, bem como intra-nuvem várias vezes.

Se as instalações de terra representam o principal nível de perigo de terra nuvem, os objetos na atmosfera, relâmpago perigoso de todos os tipos.

Existem vários tipos de raios. Zarnitsa (zipper térmica) - ou nuvem do relâmpago luminescência causado por um raio, não é acompanhada de trovoadas (por causa das grandes distâncias para o observador). Para relâmpago entremeadas característica unida a sua cobertura de nuvens. zíper em forma de foguete chamado longo de descarga na atmosfera, o que dá a impressão de um desenvolvimento lento de descarga ao longo do canal. fita de correr formado como se o tempo entre os impulsos dos deslocamentos nuvem-terra canal de descarga (possivelmente vento). Os impulsos são separados em um flash numa direcção horizontal, embora o olho capta todas as fitas simultaneamente. zíper correcta tem uma forma que é repartido canal (ou estiver quebrado) aos fragmentos luminosas, o seu comprimento é de várias dezenas de metros. relâmpago bola é chamada esfera móvel luminosa com um diâmetro de até 20 cm, a duração de sua vida de alguns segundos.

 

Relâmpago Linear - Refere-se ao assim chamado nenhuma descarga do eletrodo. Seu comprimento é de vários quilómetros e pode atingir km até 20. A partir do canal principal tem vários ramos de comprimento 2 3-km. o que aumenta a probabilidade de atingir o plano. A velocidade média de um relâmpago - 150 km / s, a força atual em seu canal atinge 200 000 A e a temperatura do plasma no canal excede o 10 000 ° C.

A fonte do relâmpago nuvens de tempestade são (geralmente cumulonimbus) e cargas elétricas em-los. Nuvens de tempestade de energia são geralmente pequenas, o que é típico de regiões subtropicais, mas pode chegar a grandes tamanhos em uma enorme nuvens de tempestade se estendem a uma altura de mais de 20 km. A altura de um típico nuvens de tempestade - 8 12-km (limite superior) e 0,5 2-km (limite inferior). Sua altura é determinada apenas pela área geográfica.

O processo de desenvolvimento de um raio começa na atmosfera sob certas condições. Em particular, é necessário que a intensidade do campo eléctrico excedido um certo limite. Para as zonas de tempestade 0,4 MV / m <E cr <1 MV / m.

O comprimento dos centros de tempestade individuais horizontalmente não mais do que 10 km, assim o tamanho dos principais domínios em que os encargos não excedem a poucos quilómetros. Volumes com uma densidade máxima de encargos, que são iniciadas por um raio, ainda deve ser menor assim por diante. E. Suas dimensões lineares são algumas centenas de metros.

Assim, pode-se calcular a densidade da carga de espaço, suficiente para a formação de tensão de ruptura: E = 106 V / m. Trata-se de 45 C / m3 que uma ou duas ordens de magnitude maior do que a densidade média de carga em nuvens cumulonimbus e trovoadas.

A energia do campo eléctrico gerado por um raio tolerada por ar quente, que se eleva acima de uma nuvem.

Em uma nuvem de tempestade vento caótico típico, água e gelo estão em um campo gravitacional, e o gradiente do campo de temperaturas e pressões.

Estes distribuição de força motriz e de acumulação de carga eléctrica em última análise conduz à formação da região electricamente activa da atmosfera.

O mecanismo de formação de cargas eléctricas nas nuvens não é completamente claro, mas crê-se que ele está relacionado com o forte movimento ascendente de ar no centro da formação de nuvens e colisões com gotículas supercooled de água com cristais de gelo.

Subindo o ar húmido é arrefecido, e do ponto de condensação em excesso do seu vapor de água condensa-se em gotículas de água, formando uma nuvem. Após movimento adicional para cima (up 20 km) a temperatura é reduzida para -40 ° C. O vapor de água em que se transforma em cristais de gelo, que crescem juntos em um pequeno, granizo bastante pesados. Este último, caindo através da nuvem, a coleta de gotas de água super-resfriados. peças claras pequenas de gelo subir carregando uma carga positiva, deixando as pedras de granizo mais pesados ​​com uma carga negativa. fluxo de ar vertical transportar os pedaços de gelo na parte superior da nuvem, onde as cargas positivas são acumulados e na base da nuvem criado pelo centro de carga negativa.

Tal como mostrado pela análise dos processos físicos associados com avaria eléctrica de ar e a formação de um raio na atmosfera, fontes de raio pode ser apenas zonas heterogeneidade atmosférica (em especial, as nuvens), que contêm o excesso de carga eléctrica e criar um campo eléctrico muito intenso e prolongado. Essas zonas são o relâmpago perigosos. Tais formações atmosféricas têm suas próprias fontes e características dinâmicas.

A fonte mais provável de áreas propensas-relâmpago - movimento de convecção intensa das correntes de ar nas células de trovoada. Isto leva à distribuição e faz gotículas carregadas de forma semelhante. Outras fontes Relâmpago da zona de perigo - tempestades de poeira, emissões vulcões ativos e explosões nucleares.

Análise dos mecanismos de distribuição e remoção da carga na atmosfera é bastante complexa. Até agora não há nenhuma teoria geralmente aceite de tais processos a estas fontes. Tal teoria permitiam calcular algumas das características de área de relâmpago perigosos - a distribuição de intensidade do campo eléctrico máximo do campo eléctrico no espaço, a taxa de geração de cargas eléctricas e uma zona da sua localização.

Carga elétrica aeronaves podem ser gerados em cumulonimbus, cumulus, alto e nimbostratus. Para isso, é necessário que em uma nuvem de campo elétrico não uniforme lá. A composição da fase não homogénea nuvem, a menos que vai campo eléctrico homogéneo. A carga plano Q em que zona de precipitação (abaixo da nuvem) é muito pequena, aumenta acentuadamente quando entrar na nuvem. A principal causa da acumulação de jacto de carga eléctrica é a sua interacção com as partículas da nuvem. Mais electrificação aeronave ocorre em temperaturas abaixo de zero (até -15 ° C). Isso afeta significativamente a probabilidade de ser atingido por um raio. Pela NASA aeronave zona de dados a ser atingida por um raio em nuvens concentra-se principalmente numa região delimitada isotérmicas 0, -10 ° C. A electrificação do avião afeta a trajetória de qualquer raio e a probabilidade de sua geração.

Eletrostática cobrar o sol afeta a segurança do vôo, não só devido ao aumento da probabilidade de acertar com um raio. Ela também provoca efeitos que pioram a qualidade de recepção de rádio a bordo, reduz a precisão da bússola leituras de rádio e qualidade do funcionamento dos REO on-board como um todo. carga da aeronave elétrica, por vezes, aparece mesmo na aerodinâmica de vôo. Além disso, a carga pode causar uma explosão quando o combustível recarga sol em vôo. O importante é que as nuvens de todos os tipos (exceto alto) glacê aeronaves eletrificada mais forte. Em particular, nimbostratus valor de carga plano Q Escamagelo duas vezes mais elevada do que a do plano puro. A fim de garantir a segurança em caso de um grande eletrificação aeronaves recomendado por acordo com o gerente para mudar de altitude.

 

Chuvas da tempestade

Chuvas intensas (PLD) vnutrimassovyh e cair fora da parte dianteira de nuvens cumulonimbus.

Nuvens cumulonimbus - um dos tipos 10 de nuvens sobre a classificação internacional. Seu título internacional - Cumulonimbus (Cb). Em latitudes temperadas SORRISO atingir uma altura 12- 14 km, e nos trópicos - 15 16-km. Uma nuvem pode cobrir uma área de até 50 100-km2. Estas nuvens muitas vezes formam um comprimento tira frentevários milhares de quilômetros. Eles são caracterizados pelo fluxo de ar vertical pronunciada, turbulência, campo eléctrico. No entanto, as zonas perigosas para voar em GL, relativamente pequeno em tamanho, e nas nuvens frontais quase sempre existem intervalos suficientes para o vôo seguro das aeronaves.

Existem três fases na vida de CL. Na primeira fase de desenvolvimento (cumulus) prevalece Updraft (10-15 minutos a partir do momento em que a nuvem detectada pelo radar). A segunda fase - o período de maturidade (15-30 min), a qual é caracterizada pela presença de correntes de ar ascendente e descendente, a precipitação, a ocorrência de um raio. Na terceira etapa intervalos (mais de 30 min) nuvem, reduziu a intensidade de precipitação, a diminuição da actividade eléctrica e turbulência.

Em meteorologia, a intensidade de precipitação tomadas para determinar a altura da coluna de água, que caiu sobre uma superfície horizontal durante algum tempo. Por exemplo, a intensidade da chuva 100 mm / h é muito forte, mas o conteúdo de água no ar, neste caso, é 2 3-g / m3. Medidas para uma hora, permitiu substancialmente valores médios.

Na cidade Yukonvill (North Dakota, Estados Unidos) 4 1956 de julho, foi registrada mais alta do mundo 1870 intensidade de precipitação mm / h por mais de 1 min. Em 1962 foi realizada a medição do teor de água no ar durante uma tempestade em um avião especialmente equipado F-100. Embora medições terrestres dar os valores moderados de intensidade de precipitação (37 mm / h) e teor de água (1,1 g / m3), medida tomada a partir do plano revelou o teor médio de água 8,4 r / m3 e máximo - para44 g / m3. Na ex-URSS, a intensidade máxima de precipitação registada foi de cerca de 1000 mm / h.

Em relação à influência do PLD nas características aerodinâmicas das Forças Armadas de interesse, tais características numéricas, a intensidade da precipitação, disponibilidade de água.

 

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