3.3 Характеристики облачности

При выполнении метеонаблюдений и составлении сводки текущей погоды используют такие характеристики облачности как её количество и высота нижней границы.

Количество облаков выражается в баллах. Один балл составляет одну десятую часть покрытия неба облаками. 10 баллов – полное закрытие, 5 баллов – половина небосвода закрыта облаками. Степень покрытия неба облаками называется облачностью. Количество облачности в метеорологических сводках аэродрома указываются в октантах. Октант – это 1/8 часть видимого небосклона.

Для оценки метеорологических условий полетов важно знать не только общее количество облаков, но также количество и форму облаков нижнего яруса. Поэтому на карты погоды наносят как данные об общем покрытии неба облаками (общая облачность), так и данные о количестве и форме облаков, имеющих основание на высотах до 2000 км.

Высота нижней границы облаков – это расстояние по вертикали от земной поверхности до нижнего основания облаков. Она является очень важной характеристикой для оценки метеорологических условий полетов, особенно захода на посадку. Измеряется эта характеристика облачности различными методами на сети гидрометеостанций и в аэропортах - используются шары-пилоты, прожекторы (в ночное время), светолокаторы, радиолокаторы и пр. Например, светолокатор, или измеритель высоты облаков (ИВО, ДВО, РВО и т.п.), представляет собой дистанционный прибор. Он состоит из передатчика и приемника световых импульсов, которые устанавливаются на открытой площадке на расстоянии 8-10 метров друг от друга. Мощные световые импульсы длительностью около 1 мс и частотой 20 Гц излучаются вертикально вверх. Часть рассеянной облаком энергии возвращается к приемнику и преобразуется фотоэлектронным умножителем в электрические импульсы. Прибор позволяет измерять высоту облаков в темное и светлое время суток в пределах от 50 до 2000 м с погрешностью 10 %.

При определении высоты нижней границы облаков с помощью летательного аппарата (ЛА) за высоту облаков принимается та высота, определяемая по барометрическому высотомеру, на которой пилот при входе в облака теряет четкую видимость естественного горизонта, хотя наземные ориентиры сквозь дымку просматриваются. В том случае, если в подоблачном слое наблюдается дымка или идут осадки, высота нижней границы облаков определяется по исчезновению видимости наиболее удаленных ориентиров. Если количество облаков нижнего яруса менее 5 баллов и высоту их нельзя определить инструментально, она определяется визуально.

При низкой слоистой облачности приборы, основанные на разных методах измерения высоты, могут давать расхождения в значениях высоты, поскольку каждый метод фиксирует различную часть облака. Например, полная потеря видимости естественного горизонта с самолета в среднем отмечается на 80 м ниже уровня, на котором начинает «туманиться» в облаках шар-пилот. Согласно документам, регламентирующим полеты и их метеорологическое обеспечение, установлен порядок действий, которые необходимо предпринять, чтобы получить более всестороннюю информацию о высоте. Когда сведения о нижней границе облаков, полученные от экипажей ЛА при посадке отличаются от результатов измерений по приборам, по требованию диспетчера или руководителя полетов техник-наблюдатель производит контрольное измерение высоты облаков, результаты которого и считаются окончательными.

Нижняя граница низких облаков, особенно слоистых, имеет сложную структуру. Она не является ровной, резко очерченной поверхностью, а представляет собой слой переменной оптической плотности. Под плотной частью облака находится предоблачный слой, в котором можно выделить две части: слой от уровня конденсации до «видимой» части облака – слой дымки – и слой от нижней границы облака до наиболее плотной его части – переходный слой (Рис. 3.1). Предоблачный слой слоистых облаков обычно имеет толщину 100 – 150 м, иногда 200 м. У слоисто-кучевых облаков нижняя граница оформлена более четко, толщина предоблачного слоя равна в среднем 50 м. Кроме того нижняя граница облаков находится в постоянном волнообразном движении, так что общее колебание высоты нижней границы за короткое время может составлять до 200 – 300 м.

Высота нижней границы подоблачной дымки и её толщина зависят от температуры и влажности воздуха у поверхности земли, а также от высоты нижней границы облака. Чем ниже облака, тем ближе к земной поверхности расположен и слой подоблачной дымки, а значит хуже видимость у земли. Ввиду того что низкие облака слоистых форм образуются под воздействием сложных и разнообразных процессов, их нижняя граница часто существенно изменяется во времени и пространстве. Это изменение важно знать для оценки метеорологических условий взлета, посадки ЛА и полетов на малых высотах.

Систематическое изменение высоты нижней границы облачности обусловлено главным образом синоптическими процессами и суточным ходом температуры и влажности. Высота облаков понижается, например, при приближении к данному географическому пункту линии теплого атмосферного фронта. Периодические изменения имеют волновой характер и определяются особенностями воздушных течений на малых высотах. Случайные изменения высоты нижней границы вызваны в основном турбулентными движениями. Все эти виды колебаний могут появляться одновременно и накладываться друг на друга, взаимно погашать или, наоборот, усиливать колебания высоты. С увеличением высоты нижней границы облачности её изменчивость во времени в среднем несколько уменьшается. Наибольшую изменчивость высоты нижней границы облаков имеют разорванно-слоистые и слоистые облака. Наиболее устойчива высота нижней границы у слоисто-дождевого облака.

Д ля обеспечения посадки ЛА нужны данные не только о временной, но и пространственной изменчивости высоты нижней границы облачности. Величина изменения высоты может характеризовать условия посадки, особенно в тех случаях, когда высота нижней границы облачности близка к высоте, предусмотренной минимумом. Пространственная изменчивость зависит от характера облаков (например, внутримассовые или фронтальные), их формы и сезона года. Фронтальная облачность более изменчива, чем внутримассовая.