5.1 Общие сведения о барических системах.

Барические системы – это системы распределения давления в горизонтальном направлении, характеризующиеся определенным расположением изобар и системой ветров.

Изобарическая поверхность – поверхность, на которой давление во всех точках одинаково. Вследствие неравномерного распределения давления воздуха в пространстве изобарические поверхности не совпадают с уровневыми поверхностями (к примеру, с уровнем моря) и, пересекаясь с ними, образуют системы замкнутых линий – изобары, т.е. линии, соединяющие точки с одинаковым значением давления на земной поверхности. Полет на постоянной высоте осуществляется вдоль соответствующей изобарической поверхности по высотомеру. На картах погоды выделяют 2 основных: циклон, антициклон и 3 промежуточных типа барических систем: ложбина, гребень и седловина.

5.2 Циклон.

Циклон – область пониженного давления, ограниченная замкнутыми изобарами с наименьшим давлением в центре и циркуляцией воздуха против часовой стрелки.

Различают 4 стадии развития циклонов:

1) Стадия волны (начальная) – волны возникают на малоподвижных (стационарных) фронтах при больших контрастах температуры и давления в зоне фронта у земли и на высоте. При этом первый участок фронта приобретает характер теплого фронта, а соседний – холодного фронта. За счет адвекции теплого воздуха на высотах в вершине волны наблюдается падение давления, и образуется у земли циклонический вихрь, т.е. движение воздуха против часовой стрелки. В этой стадии начинает формироваться облачность типичная теплому и холодному фронтам, их зоны осадков, однако они еще сравнительно не велики.

В теплый период года в вершине волны образуются кучево-дождевые облака, прохождение которых сопровождается ливнем, грозой, шквалом, градом и смерчем. В этой стадии у вершины волны может образоваться одна замкнутая изобара.

2) Молодой циклон – в этой стадии в циклоне давление в центре продолжает падать, т.е. циклон углубляется, появляется несколько замкнутых изобар. По сравнению с первой стадией в центре давление уменьшается на 10-15 мБар.

Циклоническая циркуляция у земли усиливается и распространяется до высоты 3 км. Амплитуда волны увеличивается и образуется теплый сектор, максимальное падение давления наблюдается в передней части циклона, а в тылу циклона наблюдается рост давления. В этой стадии циклон очень подвижен. Молодой циклон бывает около суток или несколько больше.

3) Стадия максимального развития (окклюдирование) – окклюдирование циклона начинается примерно через сутки после первой стадии, к этому времени давление в центре циклона достигает минимального значения. За счет того, что холодный фронт движется быстрее теплого фронта, в центре циклона фронты смыкаются, т.е. происходит процесс окклюдирования циклонов, который начинается от центра циклона и постепенно распространяется к периферии циклона. Точка, где происходит смыкание холодного и теплого фронтов называется точкой окклюзии. В этой стадии максимальное падение давления наблюдается впереди точки окклюзии, а за ней и в тылу циклона наблюдается рост давления. Циклон по вертикали развивается до высоты 5-7 км.

4) Заполняющийся циклон – в этой стадии вся центральная часть циклона занята холодным воздухом. В циклоне имеется лишь фронт окклюзии и вторичные фронты. На большей территории циклона давление растет, что и приводит к тому, что уменьшается число замкнутых изобар, и циклон постепенно заполняется. Однако на высоте циклон продолжает еще развиваться и часто достигает тропопаузы, поэтому циклон в этой стадии мало подвижен.

Средняя продолжительность существования циклона около 7 суток, за это время он проходит большие расстояния. На главных фронтах циклоны возникают не по одному, а циклонической серией. За год в Европе проходит около 65 циклонических серий (в каждой серии 3-5 циклонов).

Погода и условия полетов в циклоне.

Циклон представляет собой огромный вихрь в диаметре до нескольких тысяч км, а по вертикали от нескольких км до тропопаузы. У поверхности земли в циклоне наблюдается движение воздуха по спирали от периферии к центру, против часовой стрелки. Сходимость ВМ у земли к центру обуславливает наличие восходящих движений в циклоне, которые приводят к охлаждению поднимающегося воздуха и к образованию облаков и осадков.

Сходимость приземных ветров в циклоне приводит к сближению ВМ с разными свойствами и к наличию атмосферных фронтов, в зоне которых теплый воздух вынужденно поднимается вверх, что приводит к его охлаждению и к образованию облаков и осадков. Поэтому в циклоне наблюдается обычно пасмурная с осадками погода.

Однако по характеру погоды и по условиям полета циклон можно разделить на 3 условные части:

1. Центральная и передняя часть циклона:

В центральной части (в радиусе 400-500 км) наблюдаются наиболее сложные условия погоды и полета. Облачность здесь сплошная, большой вертикальной мощности. Ее нижняя граница: летом – 600-1000 м; зимой – 200-300 м, иногда 100 м и ниже. Здесь наблюдаются сильные осадки, ухудшающие видимость. Зимой здесь могут быть метели, а летом, сильные грозы. По мере удаления от центра циклона облачность расслаивается, ширина облачной системы зоны осадков уменьшается.

В передней части циклона погода и условия полетов определяется влиянием приближающегося теплого фронта. Облачность здесь слоистообразная (перистые, перисто-слоистые, высоко-слоистые). Осадки обложные.

Зимой ширина зоны осадков 300-400 км, летом – 200-300 км. В зоне осадков образуются низкие разорвано-дождевые облака. Зимой здесь наблюдаются большие зоны общих метелей. В зоне отрицательных температур – обледенение. Ширина зоны опасного обледенения 100-200 км до высоты

1-2 км. В передней части циклона – максимальное падение давления, ветры здесь преобладают юго-восточные, а в северной части циклона – северо-восточные.

2. Тыловая часть циклона – погода здесь определяется холодной, чаще неустойчивой ВМ и вторичными фронтами. Облачность здесь кучевообразная, осадки – ливневые, ветры – северные, северо-западные, порывистые, затрудняющие взлет, посадку, руление самолета. Летом при значительном прогреве воздуха, местами вероятны грозы, зимой прохождение вторичных фронтов сопровождается снежными зарядами, в тылу циклона давление растет.

3. Теплый сектор циклона – погода здесь определяется влиянием теплой ВМ и зависит от влажности воздуха и времени года. Наиболее сложные условия зимой при значительной влажности воздуха. Облачность слоистая, слоисто-кучевая, которая дает слабые или моросящие осадки. При отрицательных температурах на земле гололед, в облаках и осадках обледенение, которое при пробивании облачности усиливается и достигает 2-2,5 мм/мин. У земли иногда наблюдаются самые опасные для авиации адвективные или адвективно-радиационные туманы. Однако такие сложные условия полетов наблюдаются от земли до верхней границы инверсии, чаще до высоты 1-2 км, выше – условия погоды лучше. Летом здесь погода малооблачная и жаркая. Облака слоисто-кучевые, кучевые. Ветры в теплом секторе юго-западные, южные.

Рис. 16: Условные части циклона