Тема: Атмосферная турбулентность и ее влияние на полеты воздушных судов

Главная задача авиационной метеорологической службы - обеспечение безопасности полетов воздушных судов.
На сегодняшний день, статистика говорит о том, что наибольшее количество летных происшествий в мировой практике регистрируется на небольших высотах, при этом, аварии чаще всего происходят при взлете или посадке воздушного судна.
Наибольшей изменчивостью метеорологические условия обладают в слоях атмосферы у поверхности земли, что в немалой степени обусловлено влиянием местных условий и деятельной поверхности. Именно изменчивостью метеорологических условий в нижних слоях атмосферы обусловлен более высокий риск возникновения аварий при посадке и взлете.
К особенностям развития мезомасштабных процессов, в том числе циркуляционного характера, являются большие скорости вертикальных движений и большие вертикальные и горизонтальные градиенты ветра, обуславливающих его сдвиг. Также при этих процессах возникающая турбулентность характеризуется большой интенсивностью, что в свою очередь сказывается на безопасности полетов воздушных судов.
Турбулентность - неустойчивое состояние атмосферы, при котором образуется большое количество хаотично движущихся разномасштабных вихрей.
Атмосферная турбулентность приводит к образованию больших вертикальных градиентов скорости ветра, и обуславливает быстрый перенос в верхние слои атмосферы тепла и влаги, осуществляя обмен между различными слоями атмосферы. Стоит отметить, что явление турбулентность, входит в число особых явлений погоды, отмечаемых Гидрометцентром, для которых строится карта особых явлений погоды России.
Московский центр единой системы авиаметеорологического обеспечения осуществляет свою деятельность на территории Москвы, Московской, Липецкой, Курской, Воронежской, Тамбовской, Калужской, Тверской, Рязанской, Белгородской, Брянской областей и включает в себя территорию площадью более 732 272 кв. км на интервале высот до 16150 м, при этом в данном районе осуществляется наибольшее количество полетных вылетов, что обуславливает повышенные требования к качеству прогнозов турбулентности.
Следовательно, тема исследования является актуальной, т.к., изучение процессов, обуславливающих возникновение турбулентности, изменение ее динамики и анализ ее особенностей, необходимы для более точного прогнозирования возникновения атмосферной турбулентности. Повышение точности прогнозов способствует не только повышению безопасности полетов, но и снижает риски и финансовые затраты на производство полетов.
Объект исследования - атмосферная турбулентность.
Предмет исследования - процессы, обуславливающие возникновение атмосферной турбулентности.
Цель работы - исследование методов прогноза атмосферной турбулентности и анализ случаев атмосферной турбулентности в зоне ответственности Московского района полетной информации.
Для реализации поставленной цели решаются следующие задачи:
- изучить процессы, обуславливающие возникновение и развитие атмосферной турбулентности;
- рассмотреть влияние турбулентности на полеты воздушных судов;
- рассмотреть методы прогноза атмосферной турбулентности;
- рассмотреть организацию авиаметеорологического обеспечения Московского центра единой системы авиаметеорологического обеспечения;
- провести анализ случаев атмосферной турбулентности в зоне ответственности Московского района полетной информации.

Купить

Для возникновения процесса турбулентности одним из основных условий является неустойчивость воздушных потоков, возникающая в результате наличия температурных различий на подстилающей поверхности и развития облаков конвективного происхождения. Для развития турбулентности благоприятным является наличие на подстилающей поверхности различных неоднородностей.
В зависимости от факторов, обуславливающих ее возникновение, турбулентность подразделяется на: механическую, термическую, связанную с кучево-дождевыми облаками, в ясном небе и орографическую турбулентность.
Основными показателями, которые включают в прогноз о возможном возникновении турбулентности являются следующие: пространственное положение турбулентных зон вдоль трассы полета и на аэродроме и ожидаемая интенсивность возможной болтанки.
На основании проделанной работы сделаны следующие выводы:
1. По данным, предоставленным Московским РППИ за исследуемый период с 2014г по 2023г турбулентность наблюдалась в течение 267 дней,
2. Максимальное количество дней с турбулентностью наблюдалось в 2016 году и составило 48 дней.
3. Атмосферная турбулентность наиболее выражена в холодный период года и в переходной сезон, а именно весной. Максимальное количество дней с болтанкой наблюдалось в марте - 44 дней (16%), а также в декабре - 42 -30 дней, что также соответствует 16% в среднем за 10 лет.
4. Наибольшее количество дней с умеренной болтанкой наблюдалась в марте и мае (18%), а также в декабре (15%), что обусловлено большими различиями в температуре между поверхностью земли и верхними слоями атмосферы в это время года.
5. Максимальное число дней было зафиксировано при возникновении атмосферной турбулентности с умеренной интенсивностью - 31 дней.
6. Атмосферная турбулентность с умеренной интенсивностью является редким явлением, и составляет около 2% всех случаев.
7. Оценивая суточный ход, стоит отметить, что болтанка ВС наиболее часто отмечается в первую половину дня (с 00 до 03ч ВСВ) и в ночное время суток - с 15 до 24ч ВСВ.
8. Наибольшая повторяемость фиксируется в период с 21ч до 24ч ВСВ (04:00 -07:00 по местному времени), что составляет 41% от общего 32 числа случаев. Максимальная продолжительность болтанки воздушного суда, составила Зч 49 минут в период с 4:42 6 февраля до 8:31 местного времени 6 февраля 2021 года.
9. При анализе влияния на возникновение турбулентности толщины турбулентного слоя выявлено, что наиболее часто болтанка наблюдалась в толщине от 0,5 до 1 км.
10. Минимальная повторяемость болтанки фиксируется выше толщины слоя 1,5 км. Максимальное значение высоты нижней границы слоя составило 4,8 км.
11. Случаи с сильной болтанкой были зафиксированы в толщине слоя не выше 500 м.
12. Выявлено, что при турбулентности и сопровождающейся ей болтанке воздушного судна в районе аэродрома преимущественно развиты кучевообразные облака (65%), также они имеют наибольшую повторяемость болтанки ВС.
13. Анализ повторяемости болтанки в зависимости от синоптической ситуации в районе аэродрома показал, что в 46% случаев с болтанкой связано с прохождением холодного фронта.
14. Исследование показало, чем больше значение индекса BRN, тем больше неустойчивость атмосферы и соответственно интенсивность атмосферной турбулентности

Купить