ВВЕДЕНИЕ 3
1. ВЕТЕР В АТМОСФЕРЕ 6
1.1 Основные характеристики, причины возникновения ветра 6
1.2 Градиентный ветер 7
1.3 Вертикальные движения в атмосфере 9
1.4 ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ ВЕТРЫ И КАК ИХ ОПРЕДЕЛИТЬ 12
1.5 Местные ветры и факторы их образования 13
1.6 Примеры местных ветров на Земле 15
2. ОСОБЕННОСТИ ВЕТРОВОГО РЕЖИМА СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО
РЕГИОНА РОССИИ 18
2.1 Особенности ветрового режима 18
2.2 Годовой ход 24
2.3 Суточный ход 26
3. СИЛЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЕТЕР 28
3.1 Сила градиента давления 28
3.2 Сила Кориолиса 29
3.3 Геострофический ветер 30
3.4 Сила трения 31
3.5 Центробежная сила 32
3.6 Поле давления 34
4. МНОГОФАКТОРНАЯ СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ связи ВЕТРА НА
ВПП АЭРОПОРТА «ПУЛКОВО» С БАРИЧЕСКИМИ И ТЕРМИЧЕСКИМИ ГРАДИЕНТАМИ 37
4.1 Географическое положение 37
4.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И МЕТОДЫ ИХ ОБРАБОТКИ 38
4.3 Структурирование архива 39
4.4 Расчет градиентного ветра 39
4.5 Статистические модели связи приземного ветра в аэропорту
«Пулково» с барическим градиентом 41
4.6 Дополнительный учет влияния горизонтального контраста
температур 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 54
ПРИЛОЖЕНИЕ А 56
Для жизнедеятельности современного человека немаловажное значение имеют метеорологические факторы, а отдельные виды человеческой деятельности практически полностью подчинены специфике их влияния. Такой отраслью является авиация. Постоянное развитие и совершенствование авиационной техники требует от авиационных метеорологов всестороннего исследования метеорологических условий внешней среды для эффективного и безопасного выполнения полетов летательных аппаратов всех видов. Поэтому основной задачей современной метеорологии является изучение процессов и явлений, влияющих на выполнение полетов, особенно прогнозирование опасных для полетов метеорологических явлений, обеспечение аэродромных служб научно обоснованной информацией об особенностях метеорологических условий полетов в конкретных регионах и на конкретных территориях.
Немаловажную роль среди множества метеорологических факторов, оказывающих влияние на совершение полетов, играет ветер. Такое метеорологическое явление как ветер характеризуется высокой степенью изменчивости во времени и пространстве, которая связана с постоянно наблюдаемой турбулентностью различного масштаба. Распределение ветра и его изменчивость имеют сложный характер и обусловлено различными факторами, которые требуют глубокого изучения. Особенно важно изучение свойств и условий возникновения ветров на территориях, имеющих сложное физикогеографическое положение. К ним относятся территории, где наблюдается соседство суши с морем (озером), горные склоны, долины, ущелья, горные хребты, ледники и пр.
Зона воздушного движения аэропорта «Пулково» расположенный вблизи от Невской губы Финского залива (на расстоянии около 10 км) и Пулковских высот. С одной стороны, близкое расположение двух важнейших транспортных портов: воздушного и морского, - предопределяет высокое экономическое развитие региона, а с другой вызывает особые метеорологические сложности для эксплуатации авиационной техники.
В связи с выше сказанным, исследование проблемы, рассматриваемой в данном дипломном проекте, является актуальной, как с позиции изучения локальных метеорологических процессов и явлений, происходящих на территории, имеющей сложное физико-географическое положение, так и в части обеспечения безопасности полетов в аэропорту.
Целью настоящей работы, является повышение качества прогноза приземного ветра в районе аэропорта «Пулково», на основании формирования многофакторной статистической модели.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Рассмотреть поле ветра и факторы его формирующие. Ознакомиться с особенностями ветрового режима Северо-Западного региона России;
2. Сформировать базу данных, состоящую из характеристик фактического ветра непосредственно на взлетно-посадочной полосе аэродрома «Пулково», барического и термического градиентов, снятого с приземных карт и карт АТ- 850;
3. Структурировать архив по: 8 румбам, 12 месяцам, и на сроки 12 и 00 по UTS;
4. Произвести расчет параметров статистической модели между фактическим и градиентным ветром, задаваемые линией тренда и коэффициентом достоверности аппроксимации;
5. Построить лепестковые диаграммы визуализирующие влияние объема выборки на тесноту аппроксимации связи;
6. Разложить термический градиент, по отношению к фактическому ветру и рассчитать параллельные и перпендикулярные компоненты;
7. Получить уравнения множественной регрессии для трех предикторов, коэффициент достоверности аппроксимации;
8. По полученным уравнениям рассчитать фактический ветер и сравнить его с данными, полученными из аэропорта «Пулково»;
9. Рассчитать ошибки и сравнить их с ошибками при использовании одного предиктора;
...
В ходе работы были:
1. Получены зависимости фактического ветра с барическими и термическими градиентами, в аэропорту «Пулково» для каждого румба и для сроков 12 и 00;
2. Определены коэффициенты достоверности аппроксимации от 0,1 до 1, определяющие связь;
3. Получены и посчитаны уравнения множественной регрессии;
4. Определены и сравнены ошибки.
После выполнения этой работы, проанализировав полученные результаты, становиться ясно, что полученные коэффициенты достоверности аппроксимации достаточны, что указывает на то, что структура барического и термического поля влияет на ветер. Следовательно, полученные результаты достаточны для практического использования.
Для получения статистических более надежных моделей необходимо:
1. Учесть орфографию местности, турбулентный эффект, стратификацию атмосферы и т.д.;
2. Увеличить объем выборки, прежде всего для не преобладающих направлений ветра.
И далее продолжить исследование.
