![](/user_photo/_userpic.png)
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 (Нпред.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:
-
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
-
Изотермы: на АДП − коричневыевертикальныелинии,наАДК − коричневые линии, наклоненныевправо.Изотермыпроведенычерез 1°и подписаны через 10° у нижних и верхних концов изотерм.
-
Сухие адиабаты− коричневые линии, наклоненные влево. Онихарактеризуют изменение температуры в поднимающемсяненасыщенномвоздухе.
-
Влажные адиабаты− зеленые (синие) штриховыелинии.Онихарактеризуют изменение температурывподнимающемсянасыщенномвоздухе.
-
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).
-
Кривая измерения температуры воздуха с высотой в стандартной атмосфере (СА-64) − коричневая ломаная линия.
-
Шкала стандартных барических высот− слева наосиординат. Ноль высоты соответствует давлению 760 мм рт.ст.(1013,25 гПа).
-
Шкала энергии неустойчивости− справа на оси ординат.
По данным радиозондирования на бланках АД строят 3 кривые:
-
Кривая стратификации− кривая фактическогораспределениятемпературы по высотам − проводится красным цветом.
-
Кривая точек росы (депеграмма) − характеризуетраспределение точек росы (т.е. влажности) по высотам − проводитсячернымпунктиром.
-
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.
hк = 123∙(ttd),
где hк− уровень конденсации
t иtd−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 (Нпред.доп) с учетом отклонения фактической температуры от температуры в СА.
Расчетная формула изменения Нпред.доп имеет вид:
∆Нпред.доп = к∙(tф − tса),
где tф − фактическая температура воздуха на уровне Нпред.доп;
tса − температура на уровне Нпред.допв СА;
к− коэффициент, показывающий на сколько изменится Нпред.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 Нпред.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:
-
На линии распределения температуры в СА на АД находим точку (т.А), которая соответствует Нпред.допв условиях СА для одного из полетных весов.
-
т.А t = Н =
-
Задавая произвольные значения ∆t, например t= ±10°определяем соответствующие значения Нпред.доп ипо полученным координатам на бланке АД находим еще 2 точки (В и С). При отклонении температуры от стандартного значения на 1° Нпред.допизменяется на 50м, а при отклонении на 10° Нпред.доп изменяется на 500м. Причем, при повышении температуры Нпред.доп уменьшается, а при понижении температуры увеличивается. Следовательно координаты точек В и С будут:
-
т.В t = Н =
-
т.С t= Н =
-
Через полученные 3 точки А, В, С проводим прямую, которая отражает изменение Нпред.доп в зависимости от температуры для выбранного полетного веса.
-
Параллельно построенной линии проводим номограммы для других полетных весов через точки с Нпред.доп в СА.
-
Номограммы позволяют рассчитать Нпред.доппо любым кривым стратификации, построенным по данным радиозондирования на бланке АД.
Задача 10. Определить Нпред.допдля 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 |
|
|
|
|