Авиационная метеорология

Тема 1 Строение атмосферы

Вопросы: - физические свойства атмосферы;

деление на слои по электрическим и температурным характеристикам;

характеристика тропосферы;

деление тропосферы на слои;

влияние подстилающей поверхности на направление и скорость ветра;

слои инверсии, изотермии;

стандартная атмосфера.

Атмосфера - это воздушная оболочка, окружающая планету Земля.

Атмос – воздух, сфера – оболочка.

Наука, изучающая атмосферу, ее строение, состав и протекающие в ней физические процессы, называется Метеорологией.

Метеор – небесное явление, логос – наука.

Основными газами, входящими в состав атмосферы, являются:

кислород, необходимый для поддержания жизнедеятельности живых организмов, углекислый газ – для питания растений.

Атмосфера – одежда для Земли, она предохраняет все живое от чрезмерного нагревания лучами Солнца днем и от сильного выхолаживания ночью.

Атмосфера – это броня, которая защищает от солнечной радиации и космических лучей. Верхние слои атмосферы играют важную роль при ведении дальней радиосвязи на КВ, которые, отражаясь от верхних слоев ионосферы, приходят на землю, обеспечивая дальнюю связь.

По составу воздуха атмосфера делится на 2 слоя:

1 й слой Гомосфера от 0 до100 км. В этом слое сохраняется постоянный состав газов. (Гомос – человек). В слое находится 28,5 млн. тонн пыли.

2 й слой – Гетеросфера – расположен выше 100 км, где состав атмосферных газов меняется. Кислород находится в атомарном состоянии. (Гетера – богиня смерти). Состав атмосферы: 78% азота, 21% кислорода, 0,93% аргона, 0,07% различных газов (углекислый газ, водород, гелий, калий, неон, криптон, радон, фреон) и др. Всего около 20 видов газа.

По электрическим характеристикам атмосфера делится на 3 слоя:

• Тропосфера. Высота слоя от 0км до 11 км;

• Стратосфера 11 – 80 км;

• Ионосфера выше 80 км.

Характерностью слоя ионосферы является высокая электропроводимость, что ведет к отражению радиоволн от этого слоя, что обеспечивает дальнюю радиосвязь на КВ.

По распределению температуры с высотой атмосфера делится на 5 слоев:

Слои атмосферы		Высота слоя	Ход температуры
1	Тропосфера	0 – 11 км	падение
2	Стратосфера	11 – 50 км	постоянство, рост
3	Мезосфера	50 – 80 км	рост, падение (средний)
4	Термосфера	80 – 800 км	рост (теплый слой)
5	Экзосфера	800 - ≈ 2500 км	рост (рассеянный)

Земная корона – верхняя границ атмосферы (где наблюдаются физические

явления ≈ 36 тыс. км.

По условиям полета ЛА атмосфера делится на:

воздушное пространство – от Земли до Н ≈ 70 км;

приземное космическое пространство Н ≈ 70 – 150 км;

ближний космос Н ≈ 150 – 1000 км;

дальний космос Н ≈ 1000 – 930000км;

выше идет межпланетное космическое пространство.(Баранов ав метеорол. стр 276)

Характеристика тропосферы

Тропосферой называется нижний слой атмосферы высотой 8 -10км в полярных районах, 10 – 12 км в умеренных, 16 – 18 км в экваториальных районах. В этом слое содержится ¾ массы всей атмосферы и почти весь водяной пар. В 5ти километровом слое тропосферы содержится половина всей массы атмосферы. Основной характеристикой тропосферы является понижение температуры с высотой в среднем на 6,5° на каждый километр. Вследствие этого здесь происходят вертикальные и горизонтальные перемещения воздуха, приводящие к образованию облаков, осадков, туманов, электрических и световых явлений

Тропосфера делится на 3 слоя:

• 1й слой - слой трения высотой до = 1-2 км. На движение воздуха в этом слое оказывает влияние земная поверхность. Из - за трения о земную поверхность воздух меняет свое значение по направлению и скорости, вызывая турбулентность атмосферы. Температура в слое летом положительная, зимой отрицательная. Условия погоды в слое оказывают влияние на взлет – посадку самолетов.

• 2й слой – средний слой высотой от 2х до 6 км. Земная поверхность на слой сказывается меньше. В теплое время года здесь проходит нулевая изотерма – линия, соединяющая точки с одинаковой температурой. В слое встречаются облака капельно-жидкого строения. Зимой температура отрицательная.

• 3й верхний слой – высотой от 6км и до тропопаузы. Ветер в слое имеет более постоянное направление, земная поверхность сказывается меньше, температура в течение года отрицательная. В тропосфере наблюдаются слои инверсии – слои, где наблюдается рост температуры с высотой, слои изотермии, - слои, где наблюдается постоянство температуры.

Тропопауза – это переходный слой и стратосферой. Высота слоя от нескольких сот метров на полюсах до 2-3х км на экваторе.

Для полетов ИСЗ атмосфера делится на плотную атмосферу до Н=150км и околоземное космическое пространство. В плотной атмосфере ИСЗ не может без двигателей сделать хотя бы один оборот вокруг Земли.

1я космическая скорость = 7,9 км/сек, 2я = 11,2 км/сек, 3я = 16,7 км/сек.

Стандартная атмосфера МСА (ГОСТ 4401 – 64, сокращенно СА 64) – это условная атмосфера, независимая от времени года, суток, синоптической атмосферы. Состояние воздуха – температура, давление, плотность, скорость звука изменяются с изменением высоты, времени года, суток. А для того, чтобы правильно оценить и сравнить характеристики ЛА и их силовых установок, необходимо иметь их приведенными к одинаковым атмосферным условиям:

Величины МСА:

• Н = 0 м (уровень моря), Р = 760 мм рт ст, t = +15°С. Т = 288,16°К.

• а = 340,2 м/сек = 1225 км/ч, (а = 20,05√Т°К, а м/сек на любой высоте

≈ 340,2 м/сек – (4 х Н км). Массовая плотность γ = 0,125 кг Х сек²/м⁴.

• Весовая плотность ρ = 1,225 кг/м³, Вертикальный температурный градиент

= 0,65° на 100 м высоты, или (6.5° на 1000 м высоты).

Тема № 2. Метеорологические элементы и явления погоды, определяющие