Авиационная метеорология

ГлавноеЦифры, без которых экзамен не сдать

Стандартная атмосфера и давление

Метеоминимум и облака

Опасные явления

Сводки, прогнозы, карты

§ 1Метеорология, синоптика и зачем это пилоту

Про точность прогноза у неё есть готовая формула: «синоптик никогда не ошибается с прогнозом — он может ошибиться либо с местом, либо со временем». Прогноз — процедура вероятностная и сто процентов давать не может: природа не подчиняется математическим формулам, а управлять погодой, как в «Геошторме», пока никто не умеет.

Аэродром живёт на трёх принципах, и порядок в них не случайный: безопасность, регулярность, экономическая эффективность. Синоптическая группа работает на первый.

§ 2Атмосфера: границы, слои, норма

Атмосфера — воздушная оболочка Земли, единая, нигде не прерывающаяся, участвующая в суточном и годовом вращении планеты. За верхнюю границу принимают примерно 1000 км: выше преобладают гелий и водород и начинается околоземное космическое пространство.

Делить атмосферу можно по химическому составу или по распределению температуры с высотой. В курсе используется второе — температурная стратификация.

Между слоями лежат паузы — тропопауза, стратопауза, мезопауза: там температура перестаёт меняться так, как в слое ниже. Когда в разговоре говорят «атмосфера неспокойная», имеют в виду только тропосферу.

Ключевая механика, о которой она напоминает несколько раз: атмосфера греется не от солнца напрямую, а от земли. Солнце нагревает поверхность, поверхность — воздух. Отсюда её собственный пример: в Минеральных Водах +35 °C, а в альплагере Улутау на высоте порядка километра в июле ночью было −2 °C. «Если где-то пишут, что надо взять шапку — надо взять».

Кто и чем наблюдает

Техник-наблюдатель фиксирует факт и не прогнозирует — это дело синоптика. Её формулировка: «техники в авиации — наши глаза, уши и незаменимые люди».

§ 3Состав воздуха и метеоэлементы

Кроме газов в воздухе всегда есть водяной пар во взвешенном состоянии и аэрозоли: пыль, песок, микровыбросы, частички кожи, стёртые тормозные колодки. Без аэрозолей не образуются облака с осадками — нужны ядра конденсации, «как снежный ком».

§ 4Давление: QFE, QNH, QFF и барическая ступень

Образ, которым она объясняет убывание давления: над площадкой стоит столб воздуха, и при подъёме мы «отрезаем от него куски» — давление падает. Под водой наоборот: вода плотнее, давление растёт. На этом же принципе работает барометрический высотомер.

Зачем нужен QNH: «чтобы честно сравнить рост, все должны встать без обуви» — один аэродром на высоте 200 м, другой у моря, и сравнивать их давление напрямую бессмысленно. А зачем нужен именно QFE, видно на «горбатой» полосе: во Внуково на курсе 19 давление на разных торцах разное, поэтому QFE берут на рабочем пороге ВПП — том, откуда взлетают или куда садятся.

Термины барического поля

• Барическое поле — поле давления; изобары — линии равного давления.
• Барический градиент — изменение давления на единицу расстояния. Внизу он больше, наверху меньше.
• Барическая ступень — на сколько надо подняться, чтобы давление изменилось на 1 гПа. Обратно пропорциональна градиенту: у земли около 8 м, на 6–7 км — около 40 м.

Единицы: в авиации гектопаскали, в малой авиации иногда миллиметры ртутного столба. Миллибары равны гектопаскалям один к одному, но их практически не используют.

Приборы: основной — барометр-анероид (сжимаемая пластина, автоматика); резервный — чашечный ртутный барометр, который работает без электричества, но требует ручной поправки. На аэродромах данные собирают системы КРАМС или АМИС-РФ и сами формируют местные сводки и сводки за пределы аэродрома.

§ 5Температура: как измеряют и как она влияет на разбег

Температуру воздуха измеряют на высоте 2 м от земли — на любой станции. В авиационных сводках она передаётся только в градусах Цельсия и без обозначения, одними цифрами.

Суточный ход: максимум чаще в 14–15 часов местного времени, а не в полдень — на наших широтах солнце никогда не в зените. Минимум — примерно за час до рассвета. Отсюда её замечание: родительское «в 12 нельзя загорать» физически неверно, опаснее как раз 14–15 часов.

Четыре причины, по которым температура меняется

1. Турбулентный обмен с поверхностью.
2. Адвекция — горизонтальное перемещение воздушных масс.
3. Конвекция — вертикальное перемещение.
4. Фазовые переходы воды — выделение и поглощение теплоты.

§ 6Влажность и точка росы

Приборы: гигрометр и гигрограф (исторически на конском волосе), а в метеобудке — психрометрические термометры: сухой и смоченный, влажность по ним берут из психрометрической таблицы.

§ 7Сеть наблюдений: сроки, будка, осадкомер, локатор

Техник записывает наблюдения в журнал КН-01 и обязательно карандашом — он не размокает от дождя. Снимаются температура воздуха и почвы, влажность, давление, дальность видимости, облачность, направление и скорость ветра, явления погоды, барическая тенденция.

Метеорологическая будка: жалюзи, две двери, 2 м от земли — прямое солнце не попадает, воздух циркулирует. Внутри термометры, в том числе психрометрическая пара.

Метеорологический радиолокатор — тот самый красно-белый шар, который видно с Киевского шоссе. Сканирует атмосферу, показывает водность облаков и вертикальный разрез, летом при грозах незаменим. Радиус около 200 км, к краю точность падает, зоны локаторов перекрываются. Европа закрыта полностью, Россия до Урала — тоже, а за Уралом, по её словам, всего пара локаторов. «Яндекс.Погода» и «Яндекс.Осадки» работают на купленных у Росгидромета радарных данных.

Метеозонд — шар с гелием и коробкой с датчиками давления, температуры, влажности и передатчиком; невозвратный, «улетел как олимпийский мишка». Данные шифруются в телеграмму и наносятся на карты высотной топографии. Между аэрологическими станциями бывает и 600 км — промежутки интерполируют и дополняют локаторами, спутниками и численными моделями.

В авиации всё время — UTC, ради единообразия и сопоставимости. Москва UTC+3, Самара UTC+4. Прогнозы и сводки за пределы аэродрома идут по UTC, «местное время забываем».

§ 8Наблюдения изнутри: чему верить в сводке

• Провал видимости на одном датчике — почти всегда птица. Крыло перекрывает луч, прибор выдаёт около 50 м, и техники узнают это по характеру записи. Поэтому в сводку идёт не показание одного датчика, а согласованная величина по нескольким.
• Визуальная видимость считается по ориентирам с известным удалением. В Казани, где она работала, такими ориентирами были заводские корпуса — щиты нужны не всегда, годится всё, до чего точно известно расстояние.
• Кучевые облака в 7–8 утра вместо 9–10 — самый ранний признак грозового дня: конвекция уже разогналась, и к обеду это будет не «барашки», а башни.
• Если по локатору есть Cb, осадки в сводке всегда ливневые — независимо от того, крупный дождь или мелкий. Другой тип при кучево-дождевой облачности просто не дают.

§ 9Ветер: откуда он берётся и чем отличается от адвекции

Адвекция — крупномасштабное горизонтальное перемещение воздушных масс, часть общей циркуляции. Ветер — явление локальное, в конкретной точке. Связаны, но масштаб разный.

На воздушную частицу действуют сила тяжести, сила Кориолиса, сила трения и главная — горизонтальный барический градиент: воздух идёт из области высокого давления в область низкого. Её объяснение: «никто не любит, когда на него давит воздух, — пойду туда, где давление ниже».

Сила Кориолиса направлена перпендикулярно движению и в Северном полушарии отклоняет поток вправо, в Южном — влево. Без неё ветер шёл бы строго перпендикулярно изобарам; с ней получаются вихри: в циклоне воздух движется против часовой стрелки, в антициклоне — по часовой (для Северного полушария).

Как ветер измеряют и записывают

• Направление — в градусах (румбы в сводках не используют, «чем меньше букв, тем лучше»), с округлением до 10°: 210, 220, 230.
• Скорость — в России в сводках метры в секунду, за рубежом часто узлы. Быстрый пересчёт в уме: узлы разделить на два ≈ м/с.
• Приборы: анемометр — скорость, анеморумбометр — направление и скорость, флюгер — направление.
• Измеряют на аэродроме на высоте 8 м (вышки 6–10 м, чтобы уйти от влияния земли). Точность около ±1 м/с и ±10°.
• Осреднение: 2 минуты для местных сводок, 10 минут для сводок за пределы аэродрома.
• Порывы обозначаются буквой G: средняя скорость одна, порывы выше, обычно с колебаниями порядка ±5 м/с. Порывы — признак турбулентности.

Суточный ход: ночью в одной воздушной массе обычно затишье и часто штиль, днём ветер сильнее — работает турбулентный обмен и неравномерный прогрев. Исключение — атмосферный фронт: там смена масс, и всё обострено.

Роза ветров — диаграмма режима ветра за период, самый длинный луч показывает преобладающее направление. Нужна при проектировании ВПП: построить полосу «как попало» нельзя, иначе боковой ветер будет большую часть времени.

§ 10Сдвиг ветра

Три типичных случая

1. Перед грозовым облаком — фронт порывов. Нисходящий поток стелется по полосе и разворачивается вверх: самолёт уходит выше глиссады и перелетает точку посадки. Стандартная реакция — уход на второй круг.
2. Микропорыв под кучевым облаком — нисходящий «фонтан». Опасен потерей высоты на заходе. Живёт меньше 15 минут, очень локален и плохо прогнозируется — «подсеточный масштаб».
3. Струйное течение на малых высотах — под инверсионным слоем. Чаще в переходные и зимние периоды, при ясной холодной погоде, инверсии и сильном ветре у земли. Аналогия: «как пересечь реку с течением».

Что делать: корректировать курс и не бросать штурвал. Про реакцию она рассказывает отдельно — был ученик, который в сложной ситуации «бросал всё и замирал». Её вывод про такого: «не давайте ему пилотское».

§ 11Местные ветры

Общее правило: чем яснее небо и сильнее солнце, тем интенсивнее бризы и горно-долинные ветры.

§ 12Термодинамика: адиабаты, уровень конденсации, устойчивость

Воздух — смесь газов, у него есть масса и сжимаемость. Ключевые параметры — температура, давление, плотность; первые два измеряют, плотность вычисляют по уравнению состояния P = ρRT.

Четыре вида вертикальных движений

Восходящие движения образуют облака, нисходящие их размывают. С мощными восходящими потоками связаны град, шквал, смерч и сильное обледенение. Отдельно она вводит альбедо — отражающую способность поверхности: у снега оно высокое и прогрев слабее, у асфальта низкое и нагрев сильный.

Аэрологическая диаграмма

По данным радиозонда строят кривую стратификации — температуру по высотам. На бланк нанесены сухие адиабаты (прямые) и влажные (кривые). Дальше делают так:

Важное следствие: если уровень конвекции оказался ниже уровня конденсации, облака не образуются — воздух остановится раньше, чем насытится. Именно это пересечение она называет самым важным, что стоит унести с этой темы.

Механику она объясняет как разговор с частицей воздуха. Неустойчивость: поднимающийся воздух теплее окружения, доходит до уровня конденсации, получает добавку тепла от конденсации и идёт дальше — до уровня конвекции или до тропопаузы. Контраст в мощном грозовом облаке огромный: на верхней границе внутри облака −22…−25 °C, а вокруг на том же уровне −60 °C. Устойчивость: частица остывает быстрее окружения или упирается в инверсию — «перебрала, иду вниз».

§ 13Метеорологический минимум

Когда оценивают, можно ли лететь, смотрят на два фактора: видимость и НГО — нижнюю границу облачности. Вместе они дают метеорологический минимум — минимальные требования к погоде, при которых вылет вообще возможен.

Современные лайнеры технически могут садиться почти «0 на 0» по приборам, но нужен ещё и минимум аэродрома. Лучше всех в России оборудовано Шереметьево — одна из высших категорий ILS.

§ 14Что такое облако

Водность — масса жидкой воды в единичном объёме облака. В авиации не используется: величина неизмеряемая, приборов нет. Зато работает глаз: светлые белые облака — дождя нет, серые — водность большая и с этой стороны осадки вероятны.

Важная оговорка: температура берётся на уровне облачности, а не у земли. И ещё одно понятие — подоблачная дымка: это ещё не НГО, облако не сформировалось, но видимость уже ухудшается.

§ 15Ярусы и десять основных форм облаков

Облака встречаются по всей толще тропосферы до тропопаузы. Ярус определяется по нижней границе облачности — это она подчёркивает отдельно: массив может пронизывать все ярусы, но если нижний край низко, облако относят к нижнему ярусу. Цифры в метеорологии «не строгие», загонять их в жёсткие рамки нельзя.

Русские названия дублируются латинскими, но сокращения всегда латинские. Подвиды знать не требуется: «ромашка — понятно, как выглядит, а у ромашки ещё десять подвидов; нам главное знать базу».

Верхний ярус

• Ci, перистые. Самые высокие, целиком из кристаллов льда. Cirrus с латыни — «локон»: размытые нити, «будто кисточкой нарисовали». Осадков не дают — слишком высоко. Солнце не блокируют, а красиво рассеивают: отсюда яркие закаты.
• Cc, перисто-кучевые. Тоже кристаллические, без осадков. Выглядят как «стиральная доска» грядами или разрозненные хлопья.
• Cs, перисто-слоистые. Белёсая пелена, «будто добавили белизны», однородная, без структуры. Могут давать солнечное гало — полную радугу вокруг Солнца.

Средний ярус

• Ac, высоко-кучевые. Крупные фракции, толщина около километра, с просветами или без. Свет ограничивают сильно, но не полностью.
• As, высоко-слоистые. Сплошная серая пелена, визуально ниже и серее Cs. Чаще в переходные периоды, особенно осенью. Слабые осадки давать могут, но это признак нетипичный, а летом такие осадки не доходят до земли — испаряются в тёплом слое.

Нижний ярус

• Sc, слоисто-кучевые. НГО обычно от 100 м и выше. «Стёганое одеяло»: крупные элементы, серые, с подсвеченными краями там, где облако тоньше. Днёвные кучевые к вечеру растекаются именно в Sc.
• St, слоистые. «Тяжёлое свинцовое небо», самая низкая облачность, может опускаться до земли. Часто лежат под инверсией — подынверсионные облака. При понижении соединяются с туманом: «облака сели» — падает и НГО, и горизонтальная видимость. Из St выпадает только морось, и морось выпадает только из St.
• Ns, слоисто-дождевые. Однородная пелена с тёмными вкраплениями, без разрывов. Неспешный долгий дождь или снег: «дождь и снег — лучшие друзья Ns».

Конвективные: Cu и Cb

Cu, кучевые — только тёплое время года. Нижний край ровный, и это ровно уровень конденсации: «как зефирки отсадили». Толщина меньше километра — «плоские кучевые», «барашки», «попкорн». Это облака хорошей погоды, внутримассовые, осадков не дают, но под ними болтанка. Формируются около 9–10 утра; если появились уже в 7–8 — признак интенсивного развития, и к обеду возможна гроза. Максимум развития — послеобеденные часы, вечером разваливаются или растекаются в Sc. Тёмные участки внутри — не водность, а сила вертикального тока.

Два деления, которые пригодятся позже: облачность бывает внутримассовой — внутри одной воздушной массы, и фронтальной — на стыке двух. И суточный ход есть только у конвективной облачности.

§ 16Видимость и осадки

Классификация осадков

То есть в авиации интенсивность осадков определяется по тому, насколько они ухудшили видимость, а не по количеству воды. В речи обложной дождь так и не называют — говорят просто «дождь», а вот ливневой проговаривают.

§ 17Опасные явления: список для правил визуальных полётов

Её установка по всей теме простая и повторяется дважды: «в опасное явление лучше не залетать; если попал — как можно быстрее оттуда срулить». И вторая половина той же мысли: «если летать только в идеальную погоду, мы не будем летать — идеальной практически не бывает». Поэтому от пилота нужны наблюдательность и оценка риска, а не ожидание идеала.

• Шквал — резкое усиление ветра с неопределённым направлением, хаотично и с большой скоростью. Похож на сдвиг ветра, но связан с Cb, живёт дольше и на большем пространстве.
• Вулканический пепел — опасен не видимостью, а тем, что останавливает двигатели: мелкодисперсная абразивная взвесь. На зоны выпускают отдельные карты, у нас это Камчатка.
• Горная волна — орографическая сильная турбулентность: масса переваливает склон, за хребтом стоит волна. В отличие от микропорыва, прогнозируется.

§ 18Турбулентность

Отличие от сдвига ветра — в масштабе и времени: сдвиг кратковременный и на небольшом участке, турбулентность занимает большие пространства, но на одном месте держится примерно до 30 минут, потом смещается или разрушается.

Пять причин

1. Трение воздуха о поверхность.
2. Деформация потока орографическими препятствиями.
3. Неравномерный нагрев, то есть конвекция.
4. Взаимодействие воздушных масс — фронты.
5. Инверсионные слои: гравитационные волны и низкие струйные течения.

Ориентиры по ветру, которые она даёт: летом 5–7 м/с — нормальный ветер, около 10 м/с среднего или 15 м/с в порывах — уже сильный. Сплошная облачность без сильного ветра означает слабую турбулентность: термической нет, остаётся только механическая.

Чем опасна: потеря управления, перегрузки, нарушение устойчивости на малых высотах. Зоны обычно небольшие — менее 40 км по горизонтали и менее 300 м по вертикали, поэтому основная мера — сменить высоту полёта. Академически интенсивность определяют по приращению перегрузки (слабая, умеренная, сильная, очень сильная), на практике оценивает экипаж: приборов нет.

§ 19Обледенение

Для визуальных полётов главный сценарий — случайный залёт в облако или в подоблачную дымку, где пар близок к насыщению, а температура отрицательная.

Температурный диапазон: около 90 % случаев приходится на 0 … −10 °C, иногда до −20, в отдельных случаях до −30 °C. Последствия: нарушение аэродинамики, рост массы и, как следствие, снижение предельной высоты, ухудшение поступления воздуха в двигатель, искажение показаний приборов и работы радиосвязи через обледеневшие антенны.

• Степень обледенения — суммарное отложение льда за время нахождения в зоне. Обычно в зоне опасного явления держатся не более 10 минут.
• Коэффициент намерзания — отношение массы льда к массе осевшей воды; предиктор, на практике почти не используется.

Переохлаждённая вода — вещь неинтуитивная: при 0 °C вода не обязана замерзать и может оставаться жидкой примерно до −5 °C. Именно она в слоистых облаках в переходный период даёт основную часть обледенения.

Есть и атипичный случай: в кристаллических облаках обычного обледенения нет, но в двухконтурных двигателях кристаллы подтаивают от тепла и намерзают на втором контуре. И наземное обледенение: самолёт загоняют в ангар, а гололёд на полосе снижает сцепление и удлиняет пробег.

§ 20Гололёд, замерзающие осадки и «тёплый нос»

В авиационной метеорологии это называют прямо: замерзающий дождь и замерзающая морось.

Про ПОЖ, противообледенительную жидкость: она работает только на взлёте и быстро сдувается — «это не мантия-невидимка». При сильном снеге с видимостью менее 500 м обливать бессмысленно: жидкость слетает, и рейсы ждут окна — отсюда задержки. Жидкостей две группы: первая снимает уже намёрзшее, вторая и четвёртая работают на предотвращение.

Отдельно про сезон: в Москве и Петербурге в переходные периоды при 0 … −5 °C замерзающий дождь — обычное дело, и синоптики часто пишут его вероятностно, «на всякий случай». Её совет: не пугаться формулировки, а оценивать риск.

§ 21Гроза, град, шквал

Молнии чаще бьют из облака в облако, реже облако — земля, совсем редко вверх. Прямая опасность для авиации — нарушение радиосвязи; в малой авиации решение простое: садиться. Родственное явление — огни святого Эльма: электрические разряды, расползающиеся по лобовому стеклу. Но главная опасность грозового облака не молния, а сильная турбулентность внутри и вблизи Cb.

Шквал — под облаком сильный неустойчивый ветер с резкой сменой направления; порывами 15–16 м/с его уже называют шквалом. Явление кратковременное — 10–20 минут, движется вместе с облаком. Когда Cb выстраиваются «стеной», перед ней идёт шкваловый ворот — вал с горизонтальной осью вращения.

§ 22Явления, ухудшающие видимость

Механику радиационного тумана она объясняет так: «земля — добрая душа: на ночь — пожалуйста, забирай тепло». А адвективного — через миниатюру про «голые ноги на холодный пол». Практический вывод: на аэродромах у воды (Жуковский с речкой, Сургут) туман на одном курсе появляется раньше, чем на другом.

Пыльные бури

Перенос пыли и песка ветром: нужна открытая высохшая почва и засуха. Формируются мгновенно, часто когда в пустыню приходит облачность с осадками: осадки испаряются в подоблачном слое, возникает температурный контраст и циркуляция. Основная география — Ближний Восток и Африка. В России в сводках «пыльные бури» фигурируют, но по оценке Гидрометцентра настоящих не было — только переметание песка. Её пример: в Когалыме во время ремонта полосы КамАЗы с песком плюс ветер дали «пыльную бурю», после которой синоптик писал многостраничный разбор, почему он её не предсказал.

Для метели нужны три условия: подходящая поверхность (сухая полоса или снежная корочка), сухой снег — отдельные снежинки, которые не лепятся, — и ветер. Чаще всего это тыловая часть циклона. Отдельная сложность: при метели непонятно, идёт снег или его только переметает, и НГО определить нельзя — вместо неё в сводку идёт вертикальная видимость.

§ 23Воздушные массы

Каждый тип делится ещё на морской и континентальный. Для нас рабочие — арктические, умеренные и тропические. Континентально-умеренная формируется, например, над Сибирью, континентально-арктическая — над Гренландией.

Трансформация: при смещении масса взаимодействует с новой поверхностью и соседними массами, приходит к новой температуре равновесия — и это уже другая масса. Быстрее всего трансформация идёт при переходе море — суша или наоборот.

Формально устойчивая масса — та, где реальный градиент температуры меньше влажноадиабатического, термической конвекции нет, работает только вынужденный подъём, и облачность получается слоистая. В неустойчивой градиент больше сухоадиабатического, идёт конвекция, растут Cu и Cb. И важное уточнение: «тёплая» и «холодная» — понятия относительные, относительно соседней массы, а не абсолютной шкалы. Ещё одна связка: сильный ветер даёт больше динамической конвекции, слабый — больше термической.

§ 24Атмосферные фронты

По циркуляционной значимости фронты бывают основные — между разными массами, их и изучаем, — и вторичные и верхние, внутри одной массы при её трансформации. Высотные фронтальные зоны она из курса прямо вычёркивает.

Тёплый фронт

Название — по массе, которая идёт за фронтом: тёплая масса впереди и «накатом» поднимается по клину холодного воздуха — сначала сверху, потом ближе к земле.

• Линия контраста у земли — около 20 км, а вся зона фронта — тысяча километров и больше.
• Осадки идут перед линией фронта, до 500 км впереди.
• Скорость перемещения — около 30–35 км/ч.
• Облачность по мере приближения: сначала Ci и Cs, затем As, затем St, Sc, Ns.
• Осадки — морось или обложной долгий дождь.

Холодный фронт

Здесь всё наоборот: холодная масса вытесняет тёплую, клин холодного воздуха подбивается снизу. Главное отличие для пилота: холодный фронт заранее «с неба» не виден — он сначала проходит у земли, а последствия тащит за собой. Вся облачность и все осадки — за линией фронта.

Зона фронта у холодного компактнее, чем у тёплого, у которого она растянута на тысячи километров. Зона осадков за линией — 70–100 км. Типичная последовательность: было ясно → резко облачно → осадки → понижение температуры → ветер разворачивается на север и северо-запад → прекращение осадков → рост давления. Температура может упасть на 5 °C за полчаса, а в первые пять минут дождя — на 2–3 °C.

Фронт окклюзии

Место слияния тёплого и холодного фронтов в циклоне, когда быстрый холодный догоняет медленный тёплый. Это точка наибольшего падения давления в циклоне. Признаки и тёплого, и холодного фронта одновременно: облачность и осадки с обеих сторон. Самый неприятный по совокупности, но зона за ним не такая широкая, как у чистого холодного. Бывает по типу тёплого или по типу холодного — смотря какая масса остаётся позади. На картах лежит практически в центре циклона.

§ 25Циклоны и антициклоны

Признак того, что циклон или антициклон сформировался, — хотя бы одна замкнутая изобара. Изобары на приземных картах проводят кратно 5 гПа (1000, 1005, 1010) и обязательно подписывают. Большинство циклонов и антициклонов рождается на малоподвижных фронтах: градиент маленький, ветра мало, фронт стоит, массы конфликтуют — возникает волна.

Четыре стадии циклона

Тёплый сектор — участок между тёплым и холодным фронтом, где тёплая масса «зажата». Отсюда следствие: в циклоне минимум три воздушные массы — холоднее перед тёплым фронтом, тёплая в секторе и холодная в тылу.

Циклонические серии — «паровозик» из трёх и более циклонов на разных стадиях, каждый следующий южнее предыдущего; за серией обычно приходит большой блокирующий антициклон. У антициклона стадий три: молодой, максимального развития, разрушение — без фронтов и окклюзий. Блокирующие антициклоны стоят недели, иногда месяцы: например, Сибирский максимум держится почти всю зиму. Сам антициклон она называет хамелеоном: его периферия принимает погоду ближайшего циклона, а своя масса формируется в центре со временем.

Литературная шпаргалка от неё: «Буря мглою небо кроет» — это циклон, «Мороз и солнце, день чудесный» — антициклон.

Формы барического поля

• Гребень антициклона — вытянутая область высокого давления без замкнутой изобары.
• Ложбина — вытянутая область низкого давления.
• Седловина — два циклона и два антициклона крест-накрест; в центре градиент мал, изобары «гуляют» вокруг всех центров.
• Размытое барическое поле — на огромной территории перепад всего около 5 гПа: градиент маленький, отсюда штиль.

Погода по частям циклона

Тропические циклоны

Это отдельный класс, и в нём всё однозначно: летать нельзя. Названия по регионам: тайфуны в Тихом океане, ураганы в Атлантике, плюс тропический шторм. Стенка кучево-дождевых облаков по периметру воронки поднимается до 17 км. В центре — глаз бури диаметром около 50 км, где штиль и нет облаков; путать его с центром смерча нельзя, это разные вещи.

Про имена: четыре списка женских имён по 20–30 имён, повторяются каждые четыре года, а имя вычёркивается навсегда, если циклон принёс большие разрушения — «Катрины» больше не будет. Традиция, по её версии, пошла от лётчиков, которые давали ураганам имена тёщ.

§ 26Фронты в работе: сроки, обход и мнемоника

• Тёплый фронт виден заранее — за 12–18 часов. Это его главное практическое отличие: успеваете решить, летите вы или нет. У холодного такого запаса нет.
• Вторичные и верхние фронты делят одну воздушную массу на две зоны с разными условиями. На карте это выглядит слабее основного фронта, а в полёте ощущается вполне.
• Не всякий фронт можно обойти стороной. Её пример — рейсы в Калининград: фронт лежит поперёк маршрута, коридор проходит над нейтральными водами, и обходить остаётся только сверху. Экипажи в такие дни приходят к синоптикам лично.
• Гроза бывает и зимой. В феврале 2015 года — гроза со снегом; редко, но исключать нельзя.

§ 27Авиационные метеорологические карты

Зачем они пилоту: визуально оценить обстановку при планировании маршрута и при решении о вылете, увидеть распределение явлений по горизонтали — где циклон, где фронт, что придётся пролетать. Она честно говорит, что пилоты чаще пользуются более простыми ресурсами, но базу знать надо: карты — это то, на чём работает синоптик.

Бытовая деталь, которая многое объясняет про отрасль: в главном авиационном центре карты формата А3 печатают и обрабатывают вручную цветными карандашами. Изобары иногда рисует компьютер, а фронты — только руками, это и называется фронтальным анализом. У разных синоптиков линии могут не совпадать.

Как читать данные станции — «грабли»

Вокруг кружка облачности расставлены значения, каждое на своём месте. Пилоту она предлагает смотреть минимум: ветер, давление, явления и «пирамидку» Cb в центре — вот это опасно. Про послойную облачность сказано прямо: «не парьтесь, синоптики тоже редко».

Карты ветра, температуры и особых явлений

Карты ветра и температуры — расчётные, по узлам сетки, начинаются с FL50 и выше. Для больших перевозок они обязательны в брифинге и в пакете полётной документации: по ним выбирают экономичный эшелон и считают расход топлива — температура на расход влияет. Выпускают 4 раза в сутки, от каждого срока с шагом +3, +6, +9, +12 часов. Штурманы работают с ними в числовом формате GRIB. Для малой авиации информативность низкая: эшелоны слишком высокие.

Карты особых явлений показывают зоны CAT — турбулентности ясного неба, — тропические циклоны, вулканы. В легенде цифра означает интенсивность, рядом указан диапазон эшелонов; крестики на границе значат, что явление выходит за пределы карты. По ФАП частный пилот получает их по запросу.

§ 28METAR и SPECI

Что считать критическим, определяет инструкция аэродрома. Её пример: изменение НГО с 1000 до 1500 м не критично, а с 400 до 200 м — критично, и SPECI уходит сразу, хоть в 14:29, хоть в 15:18.

Группы METAR по порядку

§ 29TAF — прогноз по аэродрому

TAF, Terminal Aerodrome Forecast — краткосрочный прогноз по аэродрому. По инструктиву срок действия от 9 до 30 часов, но чаще всего 24. Девять часов — у аэродромов дневного режима, тридцать — единичный случай, исторически под трансконтинентальные рейсы. Выпускают за час до начала действия: если период стартует в 15:00, сводка выходит около 13:53Z. Если не угадали — выпускают TAF AMD, корректировку.

Период действия пишется двумя парами: 1315/1415 — с 15:00 UTC 13-го числа до 15:00 UTC 14-го, то есть ровно сутки.

Разбор TAF Пулково по группам

Где METAR и TAF вообще есть: только на аэродромах с синоптической группой, то есть на пассажирских базах. На малых аэродромах их нет — но учить формат всё равно надо, он в программе.

Из практических подсказок она даёт две. На платформе курса лежит сводная таблица, где весь инструктив на пятьдесят страниц уложен в один лист. А в телефоне работает приложение AeroVisor — METAR и TAF международных аэропортов с кнопкой Decode. Но её же совет: тренироваться надо на закодированных сводках, иначе Decode станет костылём.

§ 30SIGMET, AIRMET и GAMET

Эти сообщения выпускают не аэродромные метеорологи, а органы метеослежения — гидрометцентры и авиационные центры, и не по точке, а по зонам. Контраст полезно запомнить: TAF работает по точке — контрольная точка аэродрома 8 км, район 16 км, — а SIGMET покрывает территорию и всю толщу атмосферы.

Нумерация SIGMET идёт с единицы каждые сутки и обнуляется в 00 UTC; за активные сутки номер может дойти и до тридцати с лишним. Несколько одновременных SIGMET — норма: разные явления и разные слои. Отмена делается отдельным сообщением: «SIGMET 3 отменяет SIGMET 2», и только потом выходит следующий.

Сама она текстовый SIGMET читать не любит и пользуется графическим на skyvector.com: кликнул по зоне — увидел явление и диапазон эшелонов. Совет разумный: координаты полигона на слух и глазом всё равно не собрать.

GAMET — то, что ближе всего к малой авиации

• Площадной прогноз: действует 6 часов и выпускается каждые 6 часов, до FL100, в горах до FL150.
• Две части: SECT I — опасные явления, SECT II — всё остальное плюс барическая ситуация и таблица ветра и температуры по высотам.
• Зоны берутся из атласа площадей прогнозирования.
• Кодировка близка к METAR и TAF, но интенсивность обозначается словами: FBL — слабо, MOD — умеренно, а не знаками минус и плюс.

§ 31Почему в прогнозе так часто написано «локально»

Это то место, где она говорит от себя, а не по инструкции. Формально «локально» может покрывать до 75 % площади — то есть прогноз «локально 90 м» при основной видимости 200 м формально верен, а фактически означает «может быть где угодно».

§ 32Где брать погоду: рабочий набор ресурсов

Курс она закончила пожеланием, которое на аэродромном жаргоне звучит как «million on million» — видимость десять километров и ни облака. Правда, с оговоркой: «но с инструктором пусть будет похуже».

§ 33Ресурсы: чем пользоваться и что с доступом

§ 34Что запомнить

• Стандартная атмосфера: 1013,25 гПа, +15 °C, плотность 1,225, градиент −6,5 °C/км. Барическая ступень у земли около 8 м на гПа, на 6–7 км — около 40 м. Барическая тенденция — за 3 часа.
• QFE — на пороге ВПП, QNH — к уровню моря по стандартной атмосфере без температурной поправки, QFF — с поправкой, QNE — стандартная установка.
• Слои атмосферы и их особенности, тропосфера с 99 % влаги, тропопауза как «крышка», приземный слой 50–100 м, пограничный до 1,5 км, свободная атмосфера выше.
• Состав воздуха: азот 78 %, кислород 21 %, аргон 0,93 %, углекислый газ около 0,03 %. Аэрозоли нужны как ядра конденсации.
• Температуру измеряют на 2 м, максимум суток в 14–15 часов, минимум за час до рассвета. Инверсия и изотермия — задерживающие слои. Рост температуры удлиняет разбег.
• Точка росы — температура насыщения при данном влагосодержании; в сводках передают T и T_d, а не проценты; T не может быть ниже T_d.
• Метеорологический ветер — откуда, навигационный — куда, разница 180°. Осреднение 2 минуты для местных сводок и 10 минут для METAR, измерение на 8 м, направление с округлением до 10°, G — порывы.
• Сдвиг ветра: три случая — фронт порывов, микропорыв, струйное течение под инверсией. Предупреждение действует 30 минут. Признаки — два слоя облаков в разные стороны, рваный дым, лентикулярные облака.
• Адиабаты: сухая 1 °C на 100 м, влажная 0,6 °C на 100 м. Пересечение сухой адиабаты с кривой стратификации — уровень конденсации, начало облачности. Устойчиво — хорошо, неустойчиво — Cb к обеду.
• Метеоминимум: первая цифра видимость, вторая НГО. Три минимума — аэродрома, экипажа, воздушного судна, садятся по худшему. Cessna днём 2 на 200.
• Ярусы: 6 км и выше, 2–6 км, 0–2 км, по нижней границе. Десять форм: Ci, Cc, Cs, Ac, As, Sc, St, Ns, Cu, Cb. Морось только из St, обложные из Ns, ливневые и град только из Cb. Cb обходят сверху на 500 м, сбоку на 20 км.
• Интенсивность осадков определяется по видимости: 2–10 км слабые, 1000–2000 м умеренные, менее 1000 м сильные.
• Обледенение: 90 % случаев в диапазоне 0 … −10 °C. Слабое менее 0,5 мм/мин, умеренное 0,5–1,0, сильное 1,0–2,0. Обледенение любой интенсивности в осадках — опасное явление. «Тёплый нос» даёт ледяной дождь.
• Турбулентность — состояние атмосферы, болтанка — то, что чувствует самолёт. Струйное течение от 30 м/с, толщина около 600 м, эшелонирование через 300 м. Зоны менее 40 км и 300 м — уходить сменой высоты.
• Гроза фиксируется по грому в зоне 8 км; секунды до грома × 3 = км. Град — при пересечении изотермы −20 °C на верхней границе. Шквал — порывы 15–16 м/с, 10–20 минут.
• Туман до 1000 м, дымка больше 1000 м. Радиационный — штиль до 3 м/с и ясная ночь, адвективный — ветер до 5–7 м/с и держится сутками. Метель — снег выше 2 м и ветер от 6 м/с, позёмок — ниже 2 м.
• Воздушные массы: четыре географических типа, у нас арктические, умеренные (полярные) и тропические, каждая морская или континентальная. Очаг формируется за 3–7 суток.
• Три фронта: тёплый, холодный, окклюзии. Тёплый — осадки на 500 км впереди, скорость 30–35 км/ч; холодный 1-го рода 30–40 км/ч, 2-го рода 50–60 км/ч с Cb, зона осадков 70–100 км. Фронты существуют только в циклонах.
• Циклон: минимум давления в центре, восходящее движение, против часовой стрелки, Н на карте. Четыре стадии: волна, молодой, максимального развития, заполнение. Все опасные явления, кроме туманов, — с циклонами.
• Изобары кратны 5 гПа. Основная приземная карта — раз в 6 часов, кольцевая — раз в 3, высотные — 2 раза в сутки. ОТ850 около 1,5 км — главная высотная.
• METAR каждые 30 или 60 минут, SPECI внеочередно, структура та же. 9999 — больше 10 км. Облачность в сотнях футов, × 30 = метры. M00 плюс жидкие осадки — замерзающий дождь. TREND и NOSIG — на 2 часа.
• TAF: FM заменяет всё, TEMPO — эпизоды до часа и не более половины интервала, BECMG меняет один параметр насовсем, PROB только 30 и 40. CB — единственный обязательно указываемый тип облаков.
• SIGMET — сильные явления, вся толща, по территории; AIRMET — умеренные, до 3 км; GAMET — площадной, 6 часов, до FL100, две секции.