Летнаяакадемия НАУ

Кафедра авиационной метеорологии

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Аэрологическая диаграмма

Выполнил курсант ___ курса _____ группа ________ факультет

Фамилия, имя и отчество ______________________________________

Цель работы:Изучитьбланк аэрологической диаграммы и построить кривую стратификации, кривую точек росы, кривые состояния и номограмму для определения предельно-допустимых высотыполета самолета (Н_{пред.доп}) с учетом отклонения фактической температуры от температуры в СА

Проверил	преподаватель
Дата
Оценка

Г. Кропивницкий

2019 г.

Аэрологическая диаграмма

Для анализа вертикального состояния атмосферы на АМСГ составляются аэрологические диаграммы (АД). В настоящее времяприменяютсябланкиАДпостроенные в прямоугольной (АДП) икосоугольной(АДК)системекоординат.

На бланке АД нанесены:

1. Изобары− коричневые горизонтальные линии. Изобары проведены через10гПа, у левых и правых их концов в виде дополнительных шкал − через 5гПа. Изобары подписаны у левых и правых концов изобар через 50гПа

2. Изотермы: на АДП − коричневыевертикальныелинии,наАДК − коричневые линии, наклоненныевправо.Изотермыпроведенычерез 1°и подписаны через 10° у нижних и верхних концов изотерм.

3. Сухие адиабаты− коричневые линии, наклоненные влево. Онихарактеризуют изменение температуры в поднимающемсяненасыщенномвоздухе.

4. Влажные адиабаты− зеленые (синие) штриховыелинии.Онихарактеризуют изменение температурывподнимающемсянасыщенномвоздухе.

5. Изограммы– зеленые (синие) сплошные почти прямыелинии,наклоненные на АДП − влево, на АДК− вправо. Изограммы − этолинии равныхзначенийудельнойвлажности. Онихарактеризуютпредельное насыщение воздуха водяным паром при данной температуре (вграммах на килограмм − г/кг).

6. Кривая измерения температуры воздуха с высотой в стандартной атмосфере (СА-64) − коричневая ломаная линия.

7. Шкала стандартных барических высот− слева наосиординат. Ноль высоты соответствует давлению 760 мм рт.ст.(1013,25 гПа).

8. Шкала энергии неустойчивости− справа на оси ординат.

По данным радиозондирования на бланках АД строят 3 кривые:

1. Кривая стратификации− кривая фактическогораспределениятемпературы по высотам − проводится красным цветом.

2. Кривая точек росы (депеграмма) − характеризуетраспределение точек росы (т.е. влажности) по высотам − проводитсячернымпунктиром.

3. Кривая состояния− характеризует изменение температурывподнимающемся воздухе − проводится сплошной черной линией.

До уровня конденсации поднимается ненасыщенный воздух, поэтому кривая состояния совпадает с сухой адиабатой. Выше уровняконденсации подниматься вверх будет насыщенный воздухи,следовательно,кривая состояния пойдет вдоль влажной адиабаты.

Задача 1. Нанести на АД данныерадиозондированияатмосферы г.Львова за 12.00 UTC 22 августа и построить кривуюстратификациии кривую точек росы.

Р,гПа	Н,м	t°C	td°C
1008,2	0	23	16
850	1460	12	8
700	3050	2	­1
500	5690	­13	­19
400	7350	­24	­35
300	9380	­40	­46
250	10600	­51	­56
200	12060	­49	­55
100	15930	­52	­60

Задача 2. Определить слои инверсии (<0°) и изотермии (=0°).

В слое изотермии кривая стратификации будетпараллельнаизотермам, а в слое инверсии кривая стратификации будет пересекать изотермы слева на право.

Задача 3. Определить уровень конденсации.

Уровень конденсации − это высота, накоторойподнимающийсявоздух достигает насыщения.

Уровень конденсации можно определить по формуле и графически.

h_к = 123∙(t­t_d),

где h_к− уровень конденсации

t иt_d−температура воздуха и точка росы у поверхности земли.

При графическом определении уровня конденсации за этотуровень принимается точка пересечения сухойадиабаты, которая проходит через температуруу поверхности земли иизограммы,которая проходит через точкуросы на начальном уровне.

Задача 4. Построить кривую состояния и выделить площади положительной и отрицательной энергии неустойчивости.

Площади положительной и отрицательной энергии неустойчивости определяются по взаимному расположению кривой стратификации и кривой состояния.

Если кривая состояния располагается слева от кривойстратифи- кации (рис.а), то в атмосфере наблюдается устойчивое состояние.Площадь между кривыми на бланке АД вэтомслучаезакрашиваетсясиним цветом, Энергиянеустойчивостибудетотрицательной.В этом слоеатмосферы конвективные потоки не развиваются, полетбудетспокойный (без болтанки), опасные для полетов облака не образуются.

Если кривая состояния располагается справа от кривой стратифи- кации (рис.б), то в атмосфере наблюдается неустойчивое состояние. Площадь между кривыми на бланке АД в этом случае закрашивается красным цветом, энергия неустойчивости будет положительной. В этом слое атмосферы развивается конвективные потоки, наблюдается болтанка самолетов, а при большой влажности воздуха образуются кучевообразные облака (кучевые, мощно-кучевые, кучево-дождевые).

Задача 5. Определить уровень конвекции.

Уровнем конвекции называется высота, до которойможетраспространиться восходящий воздушный поток. На этой высоте температура поднимающегося воздуха становится равнойтемпературеокружающего воздуха, поэтому на АД за этот уровень принимается точка,в которой кривая состояния пересекается с кривой стратификации (рис.б).

Задача 6. По АД определить в СА температуру (с точностьюдо0,1°) и высоту (с точностью до 100м) для следующихизобарическихповерхностей:1000, 850, 700, 600, 500, 400, 300, 250, 200, 150 и 100гПа.

Р,гПа	1000	850	700	600	500	400	300	250	200	150	100
tСА°С
НСА,км

Задача 7. Определить на уровнекакойизобарической поверхности, и на какой высоте(с точностью до 100м)вСАнаходятсяизотермы 0°, ­10°, ­20°, ­30°.

tСА°С	0°	­10°	­20°	­30°
Р, гПа
НСА, м

Задача 8. Определить положениетропопаузы,еестандартнуювысоту, давление и температуру на уровнетропопаузы вСАивоЛьвове в 12.00. UTC22.08

СА	Львов 22.08. 12. 00 UTC
Нтр =	Нтр =
Ртр =	Ртр =
tтр =	tтр =

Задача 9. Построить на бланке АД вспомогательныеномограммыдля определения предельнодопустимой высоты полета самолета (Н_{пред.доп}) с учетом отклонения фактической температуры от температуры в СА.

Расчетная формула изменения Н_{пред.доп} имеет вид:

∆Н_{пред.доп} = к∙(t_ф − t_са),

где t_ф − фактическая температура воздуха на уровне Н_{пред.доп};

t_са − температура на уровне Н_{пред.доп}в СА;

к− коэффициент, показывающий на сколько изменится Н_{пред.доп} при отклонении температуры от СА на 1°. Для самолетов с ТРД этот коэффициент равен 50м/1°.

Для построения номограммы необходимо из руководства по летной эксплуатации самолета данного типа выписать значения Н_{пред.доп} в зависимости от полетного веса.

ТУ­154

Gпол, т	86	80	75	70
Нпред.доп,м	11 000	11 400	11 700	12 000

ТУ­134

Gпол, т	45	42	39	38
Нпред.доп, м	11 000	11 400	11 800	12 000

Номограмма строится следующим образом:

1. На линии распределения температуры в СА на АД находим точку (т.А), которая соответствует Н_{пред.доп}в условиях СА для одного из полетных весов.

2. т.А t = Н =

3. Задавая произвольные значения ∆t, например t= ±10°определяем соответствующие значения Н_{пред.доп} ипо полученным координатам на бланке АД находим еще 2 точки (В и С). При отклонении температуры от стандартного значения на 1° Н_{пред.доп}изменяется на 50м, а при отклонении на 10° Н_{пред.доп} изменяется на 500м. Причем, при повышении температуры Н_{пред.доп} уменьшается, а при понижении температуры увеличивается. Следовательно координаты точек В и С будут:

4. т.В t = Н =

5. т.С t= Н =

6. Через полученные 3 точки А, В, С проводим прямую, которая отражает изменение Н_{пред.доп} в зависимости от температуры для выбранного полетного веса.

7. Параллельно построенной линии проводим номограммы для других полетных весов через точки с Н_{пред.доп} в СА.

8. Номограммы позволяют рассчитать Н_{пред.доп}по любым кривым стратификации, построенным по данным радиозондирования на бланке АД.

Задача 10. Определить Н_{пред.доп}для каждого полетного весасамолета во Львове 22 августа в 12.00 UTC (точка пересечения кривой стратификации Львова с соответствующей номограммой)

г. Львов 22 августа в 12.00 UTC
Gпол, т
Нпред.доп,м
∆Нпред.доп, м