Meteo_Modul_2_1

Модуль 2

Ветер. Элементы термодинамики.

1. Что называется ветром?

Ветер - горизонтальное перемещение воздуха относительно земной поверхности.

2. Указать основные характеристики ветра.

- направление v

- скорость u

3. Что показывает направление метеорологического ветра?

Показывает ту точку горизонта откуда направлен ветер.

4. Какой ветер называется истинным, и в каких случаях он применяется?

Истинный ветер - ветер, направление которого отсчитывается от северного направления географического меридиана от 0̊ до 360̊ .

Применяется при взлёте/посадке и полётах ниже 1-1,5 км.

5. Какой ветер называется магнитным, и в каких случаях он применяется?

Магнитный ветер - ветер, направление которого отсчитывается от северного направления магнитного меридиана.

На аэродромах, где магнитное склонение ∆М= 5̊ и более.

При западном ∆М знак плюс, при восточном знак минус.

Применяется в условиях взлёта/посадке ВС и при полётах на высоте круга.

6. На каких аэродромах указывается магнитный ветер?

На аэродромах, где магнитное склонение 5̊ и более.

7. Что такое градиентный ветер, и где он применяется?

Градиентный ветер - установившееся движение воздуха выше слоя трения, направление которого отсчитывается от географического меридиана.

Применяется для обеспечения полётов на маршрутах.

8. Что показывает направление навигационного ветра?

Показывает ту точку горизонта, куда направлен ветер.

9. Указать соотношение между направлением метеорологического и навигационного ветра.

Направление навигационного ветра отличается от метеорологического направления на ± 180̊

Если v˂180̊ , то знак плюс, если v˃180̊ , то знак минус.

10. В каких единицах определяется направление ветра?

Направление ветра определяется в градусах или в румбах. (1 румб = 22,5̊ )

11. Указать на рисунке 8 основных румбов, которые используются для определения направления ветра, и направление в градусах, которое соответствует каждому румбу.

12. В каких единицах измеряется скорость ветра?

Скорость ветра измеряется в м/с(MPS), км/ч(KMH), узлах (КТ).

13. В каких единицах указывается скорость ветра при метеообеспечении полетов?

При метеообеспечении скорость ветра указывается в м/с или км/ч.

14. Какой ветер называется переменным (меняющимся)?

Переменный ветер - ветер, направление которого за 2 минуты изменяется более чем на 1 румб.

15. Какой ветер называется порывистым?

Порывистый ветер - ветер, скорость которого за 2 минуты изменяется на 4 м/с и более.

16. Как на карте погоды будет указан ветер 50° 17,5 м/с, порывистый?

17. Что называется шквалом, и каким символом он обозначается на карте погоды?

Шквал - кратковременное усиление ветра до 15 м/с и более со значительным изменением его направления.

18. Что является непосредственной причиной возникновения ветра?

Причиной возникновения ветра является неравномерное распределение давления вдоль земной поверхности, которое возникает из-за неоднородного распределения температуры.

19. Какие силы действуют на движущуюся массу воздуха?

- сила горизонтального барического градиента G

- сила Кориолиса ( отклоняющая сила вращения Земли)

- сила трения

- центробежная сила

20. Что называется силой горизонтального барического градиента, и на какие характеристики ветра она оказывает влияние? Указать формулу для определения силы горизонтального барического градиента.

Сила горизонтального барического градиента - горизонтальный барический градиент, отнесённый к единице массы.

Как только в атмосфере создаётся разность давлений в горизонтальном направлении, масса воздуха под воздействием силы G начинает перемещаться в направлении вектора этой силы от большего давления к меньшему.

21. Как определить по карте погоды, где сила горизонтального барического градиента больше, а где меньше?

Чем гуще изобары, тем больше сила G.

Чем дальше изобары, тем меньше сила G.

22. От чего зависит величина скорости ветра (из формулы силы горизонтального барического градиента)?

Величина скорости ветра зависит от расстояния между изобарами..

23. За счет чего возникает, и какие характеристики ветра изменяет сила Кориолиса?

Возникает за счёт вращения Земли вокруг своей оси.

Эта сила изменяет направление ветра.

24. Как направлена сила Кориолиса относительно вектора ветра в северном и южном полушариях?

Она всегда воздействует под углом 90̊ по направлению к движению воздуха.

В северном полушарии - вправо

В южном полушарии - влево.

25. Записать формулу для определения силы Кориолиса и объяснить ее физический смысл.

w- угловая скорость вращения Земли

u- скорость ветра

- широта места.

Сила Кориолиса показывает, что значение её зависит от скорости ветра и широты места.

26. Где сила Кориолиса больше: в полярных или экваториальных районах, и почему?

Сила Кориолиса больше в полярных районах, так как величина силы Кориолиса увеличивается с увеличением широты.

27. За счет чего возникает, и какие характеристики ветра изменяет сила трения? Указать формулу для определения силы трения.

Возникает в результате трения движущегося воздуха по неровности пп.

Влияет на скорость и направление ветра.

k - коэффициент трения

28. Как направлена сила трения по отношению к вектору ветра, и до какой высоты она оказывает влияние на воздушный поток?

Сила трения противоположна вектору ветра

До высоты 500-1000 м.

29. В каких случаях возникает центробежная сила? Указать формулу для определения центробежной силы.

Возникает при криволинейном движении воздуха и направлена от центра вращения по радиусу кривизны.

r - радиус кривизны

30. Где при расчетах скорости ветра учитывается центробежная сила и почему?

Центробежную силу необходимо учитывать в тропических районах, где радиус кривизны несколько сотен метров , а сила Кориолиса равна нулю. Так как при радиусе кривизны более 1000 км эта сила очень мала и не учитывается.

31. Какие силы действуют на движущуюся массу воздуха в слое трения?

- сила горизонтального барического градиента

- сила Кориолиса

- сила трения

32. Какие силы действуют на движущуюся массу воздуха выше слоя трения?

- сила горизонтального барического градиента

- сила Кориолиса

33. Показать на рисунке и охарактеризовать схему образования градиентного ветра.

В первоначальный момент под воздействием силы G, масса воздуха будет двигаться в направлении вектора этой силы. Однако с началом движения под воздействием силы Кориолиса воздух начнёт отклоняться вправо. Это отклонение будет происходить до тех пор, пока силы G и Кориолиса не уравновесят друг-друга, т.е. не окажутся на одной прямой направленные противоположно. Движение воздуха станет установившемся и будет направлено вдоль изобар.

34. Указать условия, исходя из которых, определяется скорость градиентного ветра?

Скорость определяется из соотношения .

35. Указать формулу для определения скорости градиентного ветра в м/с на высотах 500-1000 м по приземным картам погоды.

(м/с)=

36. Указать формулу для определения скорости градиентного ветра в км/ч на высотах 500-1000 м по приземным картам погоды.

(км/ч)=

37. Указать формулу для определения скорости градиентного ветра на высотах более 1000 м по картам абсолютной топографии.

(км/ч)=

38. Показать на рисунке и охарактеризовать схему образования ветра в слое трения.

При установившемся движении сила G уравновешивается суммой сил и . В результате взаимодействия этих сил, воздушный поток в слое трения будет отклоняться вправо от вектора силы G на некоторый угол( угол отклонения ).

В среднем величина над сушей 50-60̊ , а над морем 70-80̊ , таким образом ветер в слое трения будет направлен под некоторым углом к изобарам, отклоняясь от изобары с большим давлением к изобаре с меньшим давлением.

39. Как направлен ветер относительно изобар выше слоя трения?

Параллельный изобарам.

40. Как направлен ветер относительно изобар в слое трения?

Отклонён под некоторым углом от изобары с большим давлением к изобаре с меньшим.

41. От каких факторов и как зависит угол отклонения вектора ветра от направления силы горизонтального барического градиента?

Угол отклонения будет тем больше, чем больше широта места и чем меньше коэффициент трения.

42. Где угол отклонения вектора ветра от вектора силы горизонтального барического градиента больше: на полюсе или на экваторе, и почему?

На полюсе будет больше, так как угол отклонения будет больше, если больше широта места.

43. Чему равен угол отклонения вектора ветра от силы горизонтального барического градиента на высоте более 1500 м?

90̊

44. Чему равен угол отклонения вектора ветра от вектора силы горизонтального барического градиента в слое трения над сушей и над морем?

-над сушей 50-60̊

-над морем70-80̊

45. Сформулировать барический закон ветра (правило Бейс-Балло).

У поверхности Земли ветер направлен не в сторону изобар, а под некоторым углом к ним, и , если стать спиной к ветру, то низкое давление будет находиться слева и несколько впереди, а высокое- справа и несколько позади наблюдателя.

46. Как и почему изменяется направление и скорость ветра с высотой в слое трения?

Ветер с высотой увеличивается и поворачивается вправо до тех пор, пока не станет градиентным, из-за того, что сила трения с высотой уменьшается.

47. Как и почему изменяется направление и скорость ветра с высотой выше слоя трения?

Выше слоя трения скорость ветра может как увеличиваться, так и уменьшаться с высотой.

Может поворачивать как вправо, так и влево, а также могут наблюдаться противоположные течения.

Изменение ветра обусловлено перестройкой барического поля, следовательно и изменением направления силы G.

48. Какое направление стремится принять ветер с высотой выше слоя трения?

Направление параллельное изобарам.

49. Что называется циклоном (нарисовать)?

Циклон - область пониженного давления, ограниченное на карах погоды замкнутыми изобарами, с минимальным давлением в центре, при этом давление уменьшается от периферии к центру.

Н(L)

50. Что называется антициклоном (нарисовать)?

Антициклон - область повышенного давления, очерченное на картах погоды замкнутыми изобарами с наибольшем давлением в центре, при этом давление в центре периферии уменьшается.

В(H)

51. Как и почему направлен ветер относительно центра циклона выше слоя трения?

В циклоне сила G направлена от периферии к центру. Выше слоя трения воздушные потоки под воздействием силы Кориолиса отклоняются от вектора силы G вправо на угол 90̊ , и поэтому в циклоне ветер направлен относительно его центра против движения часовой стрелки.

52. Как и почему направлен ветер относительно центра циклона в слое трения?

В слое трения под действием силы Кориолиса и силы трения воздушные потоки отклоняются от вектора силы G вправо на угол меньший 90̊ и образуют вихри с направлением потоков в циклоне от периферии к центру.

53. Как и почему направлен ветер относительно центра антициклона выше слоя трения?

В антициклоне сила G направлена от центра к периферии. Выше слоя трения воздушные потоки под воздействием силы Кориолиса отклоняются от вектора силы G вправо на угол 90̊ , и поэтому в антициклоне ветер направлен относительно его центра по движению часовой стрелки вдоль изобар, оставляя низкое давление слева.

54. Как и почему направлен ветер относительно центра антициклона в слое трения?

В слое трения под действием силы Кориолиса и силы трения воздушные потоки отклоняются от вектора силы G вправо на угол меньший 90̊ и образуют вихри с направлением потоков в антициклоне от центра к периферии.

55. Какой ветер называется реальным?

Реальный ветер - фактический ветер, измеренный при помощи шар-пилота, радиопилота или радиозонда.

56. Указать срок годности реального ветра.

3-6 часов

57. Указать радиус действия реального ветра.

100-150 км.

58. Указать величину отклонения реального ветра от градиентного ветра по направлению.

59. Указать величину отклонения реального ветра от градиентного ветра по скорости.

10-15 %

60. Что называется розой ветров?

Роза ветров - диаграмма, которая показывает повторяемость ветров различных направлений, полученных в результате климатической обработки наблюдений за ветром.

61. В каких случаях учитываются климатические характеристики ветра (многолетний режим ветра в данном районе)?

Климатические хар-ки ветра используют при планировании полётов по новым воздушным трассам и при составлении расписания полётов.

62. Какие воздушные течения называются местными ветрами?

Местные ветры- ветры, возникающие под влиянием физико-географических особенностей данного района.

63. Какие местные ветры называются бризами?

Бризы - ветры, возникающие у берегов морей и больших водоёмов, которые имеют отчётливо выраженную суточную смену направления.

64. Что является основной причиной образования бризов?

Причина возникновения бризов - неравномерное нагревание и охлаждение суши и водной поверхности в течении суток.

65. Как направлен дневной бриз и его вертикальная мощность?

Днём ветер направлен с моря на сушу.

Вертикальная мощность достигает нескольких сотен метров( иногда до 2 км).

66. Как направлен ночной бриз и его вертикальная мощность?

Ночью ветер направлен с суши на море.

Вертикальная мощность 100-200 м.

66. Какие бризы имеют большую скорость: береговые или морские, и почему?

Береговой бриз слабее морского.

Из-за того, что давление днём выше, собственно и скорость дневного будет быстрее.

67. Что необходимо учитывать при полетах в районах с бризовой циркуляцией?

При полётах в районах бризовой циркуляции необходимо учитывать смену направления ветра в утренние и вечерние часы.

68. Что является основной причиной образования горно-долинных ветров?

Возникают из-за неравномерного нагревания и охлаждения склонов гор и долин в течении суток.

69. Какие скорости наблюдаются при долинных ветрах?

Не превышают 3-6 м/с.

70. Какие скорости наблюдаются при горных ветрах?

20 м/с и более.

71. Какой ветер называется борой?

Бора - сильный холодный порывистый ветер, дующий с низких горных хребтов в сторону тёплого моря.

72. Какие скорости наблюдаются при боре?

40-60 м/с и более.

73. Какой ветер называется фёном?

Фён - тёплый сухой и порывистый ветер, дующий с гор в долины.

74. Какие скорости наблюдаются при фёнах?

30-40 м/с.

75. Какие опасные для авиации явления могут возникать в районах, где наблюдается фён?

Подсасывание ВС к горе и резкие броски ВС вниз.

76. Какие ветры называются муссонами?

Муссоны - устойчивые сезонные режимы воздушных течений с резким изменением преобладающего направления ветра от зимы к лету и от лета к зиме.

77. Как направлены летние муссоны, и какая погода наблюдается при летних муссонах?

Летние муссоны внетропических широт:

- Дуют с океана на сушу.

-Суша нагревается быстрее, чем океан

-над сушей область низкого давления, над океанами- высокого.

Летние муссоны тропических широт:

-Северного полушария дуют из Южного в Северное полушарие

- Южного полушария дуют из Северного в Южное полушарие

Летние, дующие с океанов вызывают пасмурную, дождливую погоду.

78. Как направлены зимние муссоны, и какая погода наблюдается при зимних муссонах?

Зимние муссоны внетропических широт:

-дуют с суши на океан.

-Суша охлаждается сильней, чем океан.

-над сушей область высокого, над океаном- низкого давления.

Зимние, дующие с суши вызывают ясную, сухую погоду.

79. Какие приборы используются для измерения характеристик ветра у поверхности земли?

Флюгер, анемометр, анеморумбометр, анеморумбограф

80. Какие приборы используются для измерения характеристик ветра в свободной атмосфере?

Шар-пилот, радиозонд(радиопилот)

81. Какие характеристики ветра можно измерить с помощью флюгера?

Направление и скорость ветра

82. Какие характеристики ветра можно измерить с помощью анемометра?

Скорость ветра

83. Какие характеристики ветра можно измерить с помощью анеморумбометра?

Мгновенная, средняя, максимальная скорость и направление ветра.

84. Какие характеристики ветра можно измерить с помощью анеморумбографа?

Скорость и направление ветра.

85. Какие характеристики ветра, и до каких высот определяются с помощью шар-пилота?

Скорость и направление на высотах (только до НГО).

86. Какие характеристики ветра, и до каких высот определяются с помощью радиозонда?

Направление и скорость ветра на различных высотах( независимо от наличия облачности и осадков).

87. Укажите период осреднения характеристик ветра в сводках, которые используются на аэродроме при обслуживании взлета, посадки и руления ВС.

Двухминутный интервал осреднения.

88. Укажите период осреднения характеристик ветра в сводках, которые используются при обслуживании ВС, находящихся на подходе и на кругу, а также для обмена информацией о ветре между аэродромами.

Десятиминутный интервал осреднения.

89. С кем аэродромные метеорологические органы должны согласовывать выпуск шаров-пилотов и радиозондов?

По согласованию с органами ОВД.

90. Перечислить виды вертикальных движений воздуха.

- конвекция

- восходящее скольжение

- динамическая турбулентность

- волновые движения

91. Что называется конвекцией?

Конвекция - вертикально направленные восходящие и нисходящие движения воздуха.

92. Какая бывает конвенция в зависимости от причин образования?

- термическая конвекция

- вынужденная конвекция

93. Указать причины образования термической конвекции, и какой вид она может иметь.

Термическая конвекция возникает в результате неравномерного нагревания Солнцем пп.

Также при движении ХВ по тёплой пп.

- упорядоченная

- неупорядоченная

94. Какая бывает вынужденная конвекция в зависимости от причин образования?

- вынужденная конвекция на холодных фронтах

- вынужденная орографическая конвекция.

95. Указать причину образования вынужденной конвекции на холодных фронтах (показать на рисунке).

Образуется при подтекании ХВ под ТВ на холодных фронтах.

96. За счет чего образуется орографическая конвекция? Показать на рисунке.

Образуется за счёт натекании ТВ на крутые склоны гор.

97. Указать высоту распространения конвективных потоков и скорости восходящих и нисходящих движений.

Конвективные потоки распространяются до высоты от нескольких сотен метров до нескольких км, иногда охватывают всю тропосферу.

Скорость восходящих потоков - 30-40 м/с и более

Скорость нисходящих потоков - 10-15 м/с.

98. Какое влияние на полеты оказывает конвекция?

Конвекция приводит к образованию облаков вертикального развития и вызывает сильную болтанку ВС в полёте.

99. Какие облака образуются за счет конвекции?

Облака вертикального развития : кучевые, мощно-кучевые, кучево-дождевые.

100. Что называется восходящим скольжением?

Восходящее скольжение - наклонное движение больших масс воздуха .

101. Перечислить причины образования восходящего скольжения. Показать на рисунке.

- при натекании ТВ на ХВ

- при натекании ТВ на пологие склоны гор

- при медленном подтекании ХВ под ТВ на холодном фронте 1 рода.

102. Какие скорости вертикальных движений наблюдаются при восходящем скольжении?

5-10 м/с.

103. Какие облака образуются при восходящем скольжении?

Образуются слоистообразные облака.

104. Что называется динамической турбулентностью, причины образования? Показать на рисунке.

Динамическая турбулентность - беспорядочные восходящие и нисходящие вихри, которые образуются при горизонтальном перемещении и трении воздуха о пп.

105. До каких высот распространяется динамическая турбулентность, и какие скорости вертикальных движений наблюдаются при динамической турбулентности?

До 1-1,5 км.

Скорость вертикальных движений 2-5 м/с.

106. Какие облака образуются за счет динамической турбулентности?

Образуются волнистообразные облака.

107. Где возникают волновые движения воздуха? Указать скорости вертикальных потоков при волновых движениях.

Волновые движения воздуха возникают в слоях инверсии и изотермии, на их верхней и нижней границах из-за разной плотности и скорости движения воздуха над/под и в слоях инверсии.

Скорости достигают до нескольких м/с.

108. Указать причину образования волновых движений на слоях инверсии и изотермии.

Волновые движения образуются из-за разной плотности и скорости движения воздуха над/под и в слоях инверсии.

109. Какие облака образуются за счет волновых движений воздуха?

Образуются волнистообразные облака.

110. Что называется адиабатическим процессом?

Адиабатический процесс - термодинамический процесс, при котором изменение тем-ры в некотором объёме воздуха происходит без теплообмена с окружающей средой.

111. Где в атмосфере наблюдаются адиабатические изменения температуры воздуха?

В атмосфере адиабатические процессы наблюдаются при вертикальных движениях воздуха.

112. Как и почему изменяется температура в поднимающемся воздухе?

При восходящих потоках воздух, попадая из более плотных слоёв атмосферы в менее плотные, расширяется. На работу расширения тратится внутренняя тепловая энергия, вследствие чего поднимающийся воздух охлаждается.