Тропопaузa и мaксимaльный ветер нaд территорией Кaзaхстaнa
Шрифт:
Пятый тип тропопаузы. Если на уровне тропопаузы изменение среднего вертикального градиента температуры незначительное, т.е. равно или меньше 3 °C/км, а выше уровня тропопаузы (на расстоянии не более 3 км) наблюдается уровень значительного изменения среднего градиента температуры, то тропопауза относится к пятому типу. На рис. 7 приведен пятый тип тропопаузы, так как на уровне тропопаузы изменение среднего градиента незначительно и равно 1,8 °C/км,а выше тропопаузы имеется уровень со значительным изменением среднего градиента температуры (точка Б) и равным 8,6 °C/км.
Рис. 7. Пятый тип тропопаузы
Шестой тип тропопаузы. Если на уровне тропопаузы изменение среднего вертикального градиента температуры незначительно (равно или меньше 3 °C/км), а уровень значительного изменения среднего градиента температуры расположен ниже тропопаузы, но не ниже 2 км от уровня тропопаузы, то тропопауза относится к шестому типу.
На рис. 8 приведен шестой тип тропопаузы, где на уровне тропопаузы изменение среднего градиента температуры незначительно и равно 1,5 °C/км, а ниже тропопаузы имеется уровень со значительным изменением среднего градиента температуры, равным 4,9 °C/км.
Когда на уровне тропопаузы значительного изменения среднего градиента температуры нет, но одновременно наблюдаются оба уровня значительного изменения градиента температуры и выше (до 3 км включительно) и ниже (до 2 км включительно) уровня тропопаузы, то:
– тропопауза относится к пятому типу, если величина изменения среднего градиента температуры больше на уровне Б выше тропопаузы;
– тропопауза относится к шестому типу, если величина изменения среднего градиента температуры больше на уровне В ниже тропопаузы;
– тропопауза относится к шестому типу, если величина изменения среднего градиента температуры будет одинаковой на обоих уровнях выше и ниже уровня тропопаузы.
Седьмой тип тропопаузы. Если на уровне тропопаузы изменение среднего градиента температуры равно или меньше 3°/км, а ни выше, ни ниже тропопаузы нет уровня значительного изменения среднего градиента, то тропопауза относится к седьмому типу.
Пример седьмого типа тропопаузы дан на рис. 9, из которого видно, что ни на уровне тропопаузы и вблизи него нет значительного изменения среднего градиента температуры.
Рис. 8. Шестой тип тропопаузы
Рис 9. Седьмой тип тропопаузы
Восьмым типом кодируется тропопауза в случае, если разность высот между взятым уровнем тропопаузы и конечной высотой зондирования, принятой при обработке, менее 2 км, так как в этом случае уровень и тип тропопаузы достоверно определить нельзя.
Девятым типом кодируется тропопауза в случае, если она не подходит ни к одному из перечисленных типов, что маловероятно.
Тропопауза, соответствующая седьмому типу, часто встречается в полярных широтах во время полярной ночи, когда в стратосфере отсутствует источник тепла в виде слоя активных фотохимических реакций (слой ФАР) из-за отсутствия поступления солнечной энергии.
Вопрос точности измерений, применяемыми в настоящее время радиозондами метеорологических элементов на высотах, близкихк тропопаузе, в данной работе специально не исследовался. Но по данным [14,25,53,54] точность измерения не ниже: высоты 30-40 м, давления – 2 мб, температуры 0,5 °C, скорости ветра 2 м, относительной влажности 5 %.
§ 5. О полетах вблизи тропопаузы
Современные турбовинтовые итурбореактивные самолеты летают на высоте поверхностей 300-200 мб, т.е. внепосредственной близости от слоя тропопаузы.
Сверхзвуковые самолеты летают на высотах, близких к поверхности 100 мб, т. е. выше тропопаузы. Однако для обеспечения полетов исверхзвуковых самолетов сведения о распределении метеорологических элементов вслое тропопаузы тоже очень важны, т.к. при наборе высоты иснижении им приходится преодолевать слой тропопаузы. Кроме того, переход к сверхзвуковой скорости наиболее целесообразно осуществлять на уровне тропопаузы, потому что здесь, как правило, отмечаются самые низкие температуры и К.П.Д. двигателей максимальный [3, 20].
Кроме того, возникающие при переходе на сверхзвуковую скорость звуковые волны имеют вэтом случае максимальное затухание, что существенно ослабляет звуковой удар у поверхности земли.
Важность сведений о распределении метеорологических элементов в слое тропопаузы объясняется их предельными значениями и большой пространственно-временной изменчивостью. Так, по данным [30] изменения высоты тропопаузы превосходят изменения высот изобарических поверхностей, а изменения температуры достигают по величине максимальной изменчивости температуры изобарических поверхностей.
Одним из наиболее опасных для современной авиации метеорологических явлений остается болтанка. Максимум повторяемости и наибольшая ее интенсивность всвободной атмосфере отмечается вблизи тропопаузы [5-9, 11, 13, 15, 18, 24, 40, 47]. Это усугубляется тем, что рядом с тропопаузой, как правило, близко располагается уровень с максимальной скоростью ветра или струйное течение [1,11,16,17,35-38,40,41].
Повышенная турбулентность, приводящая к болтанке, может наблюдаться инезависимо отналичия струйного течения вследствие образования коротких гравитационных волн на поверхности раздела [11].
Тропопауза является наиболее мощным задерживающим слоем ватмосфере. Она сводит к минимуму обмен через нее воздухом ипримесями между тропосферой истратосферой, втом числе влагой. Поэтому под тропопаузой всегда отмечается повышенная влажность, способствующая образованию конденсационных следов за самолетами.
Из-за повышенной влажности под тропопаузой отмечается ухудшение видимости идымка.
Задерживающий эффект тропопаузы зависит в первую очередь от высоты, мощности и разности температур вслое тропопаузы. Знание этих характеристик тропопаузы особенно важно при решении различных практических задач, например, скорости диффузии радиоактивных осадков из стратосферы втропосферу [24] и других примесей, например, озона.