Методы обнаружения и прогнозирования зон турбулентности

Зоны турбулентности встречаются во всей толще тропосферы и в стратосфере. Турбулентность максимальна в нижнем слое тропосферы, минимальна в средней тропосфере и возрастает в верхней тропосфере. Расположение турбулентных зон связано с теми районами, где наблюдаются повышенные значения вертикальных и горизонтальных сдвигов ветра, а также вертикального градиента температуры.

Методы прогнозирования зон болтанки в атмосфере строятся на синоптических методах прогноза турбулентности и анализе косвенных данных, которые определяют развитие турбулентности или указывают на ее существование при разной синоптической обстановке (физико-статистические методы). Для определения зон возможной турбулентности можно использовать и спутниковую информацию (облачные системы фронтальных зон, зоны струйных течений и кучевообразная облачность).

Суть синоптических методов прогноза атмосферной турбулентности, вызывающей болтанку самолетов, заключается в комплексном анализе приземных карт погоды и карт барической топографии разных уровней, на которых выделяются участки воздушных течений с наибольшей вероятностью болтанки. Анализ синоптических карт погоды позволяет определить характер облачности, наличие фронтальных разделов и их активность. С помощью высотных карт определяются особенности барического поля, скорость ветра на высоте полета, характер адвекции и дивергенции потока.

Синоптический метод прогноза болтанки самолетов является качественным, поэтому практический интерес представляет диагноз и прогноз болтанки самолетов путем одновременного учета нескольких количественных критериев (физико-статистические методы). Основу при этом составляют данные температурно-ветрового зондирования атмосферы. Подобный учет производится путем отыскания статистических связей между количественными критериями болтанки и фактом наличия или отсутствия ее. Основным при решении физико-статистического прогноза турбулентности является определение пороговых значений параметров с помощью графиков, номограмм и эмпирических зависимостей.

В настоящее время перспективой развития средств получения информации о динамике турбулентного поля ветра является использование радиофизических методов, обеспечивающих дистанционность и оперативность измерений и имеющих меньше ограничений на пространственное и временное разрешение получаемых данных, чем измерения с помощью традиционных датчиков. К радиофизическим средствам исследования динамики атмосферы относятся содары, радары и лидары. Из них для дистанционного измерения параметров ветровой турбулентности нижней тропосферы, что важно не только для понимания процессов обмена в пограничном слое, но и для обеспечения безопасности полетов самолетов, наиболее подходят доплеровские лидары.

В ряде стран в последние годы предпринимаются попытки разработать и использовать бортовые приборы, которые предупреждали бы экипаж о подходе к турбулентной зоне возможной болтанки. В частности, указывается на возможность использования импульсно-когерентных радиолокаторов дециметрового диапазона, позволяющего обнаружить слои инверсий и изотермии, с которыми чаще всего связаны зоны турбулентности.

Поиск по сайту: