meteorologia dla pilotów - poradnik
advertisement
SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SIŁ ZBROJNYCH RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK WARSZAWA 2011 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Spis treści 1. BUDOWA I SKŁAD ATMOSFERY. MASY POWIETRZA NAD EUROPĄ. .......... 4 1.2. BUDOWA ATMOSFERY. ................................................................................. 4 1.2. ATMOSFERA WZORCOWA (ISA – ICAO) ...................................................... 6 1.3. INWERSJE....................................................................................................... 8 1.4. MASY POWIETRZA NAD EUROPĄ .............................................................. 10 2. CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE, UKŁADY BARYCZNE I FRONTY ATMOSFERYCZNE.................................................................................................. 13 2.1. CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE. ............................................................. 13 2.1.1. JEDNOSKI CIŚNIENIA STOSOWANE W LOTNICTWIE...................... 14 2.2. UKŁADY BARYCZNE. ............................................................................. 15 2.3. MAPY TOPOGRAFII BARYCZNEJ, DIAGRAM AEROLOGICZNY. ......... 17 2.4. FRONTY ATMOSFERYCZNE ................................................................. 21 2.4.1. FRONTY CHŁODNE. ............................................................................ 22 3. CHMURY I ICH RODZAJE. ............................................................................... 32 4. WIATR. .............................................................................................................. 43 5. NIEBEZPIECZNE ZJAWISKA POGODY. ......................................................... 53 5.1. ZJAWISKA ZWIĄZANE Z BURZĄ (szkwał, uskok wiatru trąba powietrzna, tornado, grad). ...................................................................................................... 53 5.1.1. POWSTAWANIE CHMUR Cb I RODZAJE BURZ. ............................... 53 5.1.2. SZKWAŁ, USKOK WIATRU, DOWNBURST. ....................................... 58 5.1.3. TRĄBA POWIETRZNA, TORNADO. .................................................... 61 5.1.4. WYŁADOWANIA ATMOSFERYCZNE. ................................................. 65 5.2. MGŁA. ...................................................................................................... 69 5.2.1. MGŁA ADWEKCYJNA. ......................................................................... 69 5.2.2. MGŁA RADIACYJNA. ........................................................................... 71 5.2.3. MGŁA FRONTOWA. ............................................................................. 72 5.2.6. INNE ZJAWISKA OGRANICZAJĄCE WIDZIALNOŚĆ. ........................ 77 METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 5.2.5. ZAMGLENIA ......................................................................................... 77 2 5.2.4. INNE RODZAJE MGIEŁ........................................................................ 73 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 6. 5.3. OBLODZENIE. ......................................................................................... 78 5.4. TURBULENCJA ....................................................................................... 83 5.5. OPADY I WIDZIALNOŚĆ W OPADACH. ................................................. 88 LOTNICZE INFORMACJE METEOROLOGICZNE W STANDARDZIE ICAO. . 89 6.1. PROGNOZY OBSZAROWE GAMET ....................................................... 90 6.2. MAPY ISTOTNYCH ZJAWISK POGODY SIGWX (SIGNIFICANT) ......... 95 6.3. DEPESZE METAR I TAF. ...................................................................... 110 6.4. DEPESZE SIGMET ................................................................................ 113 6.5. DEPESZE AIRMET ................................................................................ 115 7. WOJSKOWA SŁUŻBA METEOROLOGICZNA. .............................................. 117 8. LITERATURA .................................................................................................. 125 Niniejsza praca chroniona jest przepisami prawa. Kopiowanie, rozpowszechnianie zarówno w całości jak i w jej części jest zabronione bez zgody autorów lub Szefa SSH SZ RP Strona 3 (Ustawa o prawie autorskim i prawach pokrewnych. z dnia 4 lutego 1994 r. Dz. U. 2000 r. Nr 80 poz. 904) METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 1. BUDOWA I SKŁAD ATMOSFERY. MASY POWIETRZA NAD EUROPĄ. Atmosfera ziemska jest powłoką gazową powstałą dzięki przyciąganiu ziemskiemu, które zatrzymuje ucieczkę gazów w przestrzeń kosmiczną. W związku z działaniem siły grawitacji zarówno skład jak i gęstość powietrza atmosferycznego jest różny na poszczególnych wysokościach nad poziomem morza. Wyróżnić można warstwy atmosfery, w których zmianom podlegają procesy fizyczne i chemiczne. 1.2. BUDOWA ATMOSFERY. W obecnym podziale (przyjętym przez Komisję Aerologiczną WMO1 w 1961 roku) atmosferą podzielono na 6 warstw nazwanych sferami. Pomiędzy poszczególnymi warstwami wydzielono warstwy przejściowe nazwane pauzami (tab. 1). TROPOSFERA Sfera (pauza) Tab. 1 Budowa atmosfery ziemskiej. Wysokość nad poziomem morza Podstawowe cechy i procesy. (km) Dolna Od 0 do ≈ 1 – 2 Średnia Od 1 ≈ 2 do ≈ 4-5 1 WMO – World Meteorological Organization, Światowa Organizacja Meteorologiczna z siedzibą w Genewie. 2 Gradient temperatury- różnica wartości temperatury na jednostkę odległości. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 4 Górna Od ≈ 4-5 do ≈617 (w strefie umiarkowanej ≈ 11) Warstwa najbardziej zależna od warunków lokalnych i podłoża, w której zachodzą procesy nagrzewania i ochładzania w cyklu dobowym (dzień/noc). Inaczej nazywana warstwą tarciową, którą dzielimy na: turbulencyjną (bliżej powierzchni Ziemi) i przejściową (pomiędzy turbulencyjną a atmosferą swobodną). W tej warstwie tworzą się chmury niskie, gradient temperatury2 jest zmienny, częste inwersje. W tej części troposfery powstaje lub występuje większość chmur (wszystkie piętra średniego). W związku ze spadkiem temperatury wraz z wysokością wyróżnia się dwa poziomy nasycenia parą wodną: kondensacji w warunkach temperatury dodatniej skrapla się para wodna, chmury są zbudowane z kropelek wody; sublimacji w warunkach temperatury ujemnej, chmury są zbudowane z kryształków lodowych. Warstwa, w której utrzymuje się stale ujemna temperatura powietrza, chmury zbudowane z kryształków lodowych lub kropel wody przechłodzonej (silne oblodzenie). Przewaga silnych wiatrów zachodnich zwanych prądami strumieniowymi (jet stream), których prędkość według licznych autorów waha się od 20 do 135 m/s (38 – 262 kt). Prędkość prądów strumieniowych jest zmienna w porach roku (mniejsze prędkości obserwuje się w porze letniej). Spadek temperatury o 0,65ºC/100m (2,0ºC/1000 ft) SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP TROPOPAUZA STRATOSFERA Od granicy troposfery o grubości około 2 km, do maksymalnie 19 km, gradient temperatury jest stały, w strefie tropikalnej zawsze powyżej poziomu lotu. Poza strefą międzyzwrotnikową niżej w okresie zimowym, wyżej w okresie letnim. Dzieli się na warstwę dolną (zimną) do wysokości ok.35 km, w której temperatura powietrza nieznacznie rośnie wraz Od górnej z wysokością (przeciętna temperatura ok. -55,0ºC, oraz górną granicy od 35 do 50 km, w której temperatura powietrza rośnie tropopauzy do osiągając 15,0ºC (inwersja). Przeciętnie na wysokości 20-35 km wysokości 50 występuje koncentracja ozonu (ozonosfera), w której km. na skutek promieniowania słonecznego tworzą się i rozpadają cząsteczki ozonu będąc źródłem ciepła. STRATOPAUZA MEZOSF ERA Warstwa o stałym lub niemal stałym pionowym gradiencie termicznym (izotermia), grubość ok. 5 km. Od 55 km do 80 km. Szybki spadek temperatury powietrza przeciętnie o 2,3ºC/1 km, od ok. 15,0ºC w części dolnej do -90,0ºC w części górnej. Ze względu na silny spadek temperatury występują silne ruchy turbulencyjne. Średnia prędkość wiatru waha się od 20 do ponad 100 m/s (38 – 194 kt). MEZOPAUZA TERMOSFERA Wysokość od 80 do 85 km Szybki wzrost temperatury powietrza spowodowany intensywnym pochłanianiem promieniowania słonecznego. Temperatura rozrzedzonego powietrza wynosi w górnej części około 1000,0ºC. Rozrzedzone powietrze nie powoduje przewodzenia ciepła, dzięki czemu obiekty takie jak satelity czy rakiety nie nagrzewają się w wyniku przewodnictwa ciepła i pozostają względnie chłodne. Znaczne wahania temperatury w ciągu doby (amplituda powyżej 500,0ºC). W termosferze Od 85 do 800 oraz części górnej mezosfery (60 – 1000 km) występuje strefa km. silnych jonizacji cząstek i atomów zwana jonosferą. Proces jonizacji zachodzi w porze dziennej, kiedy cząstki rozpadają się tworząc jony ujemne i jony dodatnie, które przyłączać mogą swobodne elektrony (jonizacja) lub neutralizując (rekombinacja). Wynikiem rekombinacji wzmożonego dopływu elektronów (wiatr słoneczny) występuje zorza polarna. Aktywność tych procesów wpływa na propagację fal radiowych (odbicie – zwiększenie zasięgu), pochłanianie (zmniejszenie zasięgu). Tabela na podstawie: Garnier, 1996; Molga, 1986; Oliver 1987; Szewczak, 2007; Strona 5 W tabeli nie wyróżniono egzosfery, najwyższej warstwy atmosfery. Nie zachodzą w niej bowiem żadne istotne procesy oprócz swobodnej wymiany cząsteczek pomiędzy atmosfera a przestrzenią kosmiczną. Wszystkie zjawiska meteorologiczne zachodzą w dolnej warstwie atmosfery do granicy tropopauzy. Niektóre zjawiska zachodzące w jej wyższych partiach nie pozostają obojętne na bezpieczeństwo lotów (np. łączność radiową). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 1.2. ATMOSFERA WZORCOWA (ISA – ICAO) W celu ujednolicenia i możliwości kalibracji przyrządów w oparciu o ciśnienie atmosferyczne wprowadzono tzw. atmosferę wzorcową (standardową). Za punkt odniesienia przyjęto jednolite warunki atmosferyczne panujące na poziomie morza. Atmosfera standardowa ISA3 wykreślona jest do wysokości 30 km, atmosfera wzorcowa przyjęta przez ICAO kończy się na ok. 13 km (tab. 1). W atmosferze wzorowej wszystkie procesy przebiegają jednostajnie i są stałe, w przeciwieństwie do atmosfery rzeczywistej. Na poziomie morza przyjęto ciśnienie atmosferyczne wynoszące 1013,25 hPa (760,0 mmHg), stałą temperaturę powietrza 15,0 ºC, gęstość powietrza 1,2255 kG/m3, prędkość dźwięku 340 m/s. 3 ISA – International Standard Atmosphere – międzynarodowa atmosfera standardowa METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ryc. 1 Przekrój pionowy przez atmosferę. 6 W atmosferze standardowej w troposferze spadek temperatury wraz ze wzrostem wysokości jest stały i wynosi 0,65ºC/ 100 m. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP ciśnienie mm Hg 7 760,0 733,0 706,6 681,2 656,3 632,5 609,1 586,5 564,4 543,3 522,7 502,7 483,4 464,6 446,5 429,0 412,0 395,5 379,5 364,2 349,3 334,8 321,1 307,6 294,6 281,9 270,0 258,3 246,9 236,2 225,8 215,6 206,0 197,1 187,5 178,8 170,4 162,6 154,9 147,6 140,7 134,1 127,8 121,7 116,1 110,5 Strona wysokość n.p.m.(stopy) 0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 9 000 10 000 11 000 12 000 13 000 14 000 15 000 16 000 17 000 18 000 19 000 20 000 21 000 22 000 23 000 24 000 25 000 26 000 27 000 28 000 29 000 30 000 31 000 32 000 33 000 34 000 35 000 36 000 37 000 38 000 39 000 40 000 41 000 42 000 43 000 44 000 45 000 Tab. 2 Atmosfera standardowa ICAO temperatura prędkość dźwięku wysokość n.p.m. (metry) °C °F węzły m/s 0 15,0 59,0 661,7 340,4 305 13,0 55,4 659,5 339,2 610 11,0 51,9 657,2 338,1 914 9,1 48,3 654,2 336,5 1 019 7,1 44,7 652,6 335,7 1 524 5,1 41,2 650,3 334,5 1 829 3,1 37,6 647,9 333,3 2 134 1,1 34,0 645,6 332,1 2 438 -0,9 30,5 643,3 330,9 2 743 -2,8 26,9 640,9 329,7 3 408 -4,8 23,3 638,6 328,5 3 353 -6,8 19,8 636,2 327,3 3 658 -8,8 16,2 633,9 326,1 3 962 -10,8 12,6 631,5 324,8 4 267 -12,7 9,1 629,1 323,6 4 572 -14,7 5,5 626,7 322,4 4 877 -16,7 1,9 624,3 321,1 5 182 -18,7 -1,6 621,9 319,9 5 486 -20,7 -5,2 619,4 318,6 5 791 -22,6 -8,8 617,0 317,4 6 096 -24,6 -12,3 614,6 316,2 6 401 -26,6 -15,9 612,1 314,9 6 706 -28,6 -19,5 609,6 313,6 7 010 -30,6 -23,0 607,2 312,3 7 315 -32,5 -26,6 604,7 311,1 7 620 -34,5 -30,2 602,2 309,8 7 925 -36,5 -33,7 599,7 308,5 8 230 -38,5 -37,3 597,2 307,2 8 534 -40,5 -40,9 594,7 305,9 8 839 -42,5 -44,4 592,1 304,6 9 144 -44,4 -48,0 589,5 303,2 9 449 -46,4 -51,6 587,0 301,9 9 754 -48,4 -55,1 584,4 300,6 10 058 -50,4 -58,7 581,8 299,3 10 363 -52,4 -62,2 579,2 297,9 10 668 -54,3 -65,8 576,7 296,7 10 973 -56,3 -69,4 574,0 295,3 11 278 -56,5 -69,7 573,8 295,2 11 582 -56,5 -69,7 573,8 295,2 11 887 -56,5 -69,7 573,8 295,2 12 192 -56,5 -69,7 573,8 295,2 12 497 -56,5 -69,7 573,8 295,2 12 802 -56,5 -69,7 573,8 295,2 13 106 -56,5 -69,7 573,8 295,2 13 411 -56,5 -69,7 573,8 295,2 13 716 -56,5 -69,7 573,8 295,2 METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 1.3. INWERSJE. Zmiana temperatury powietrza wraz z wysokością (pionowy gradient temperatury) nie zawsze przebiega w sposób przedstawiony w atmosferze wzorcowej. Niemal na każdym poziomie troposfery w określonych sytuacjach temperatura powietrza zamiast spadać może rosnąć. Taki obszar w przekroju pionowym nazywamy inwersją (odwróceniem układu temperatury). Istnieją także obszary, w których wartość temperatury w troposferze nie zmienia się. Są to izotermie. Rozróżnia się kilka rodzajów inwersji w zależności od przyczyn powstania. Do najważniejszych należą: METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Inwersje termiczne nie pozostają bez wpływu na lot samolotu. Zmiana temperatury powietrza przy inwersji termicznej powoduje zmianę gęstości powietrza atmosferycznego (spada przy wzroście temperatury), na co wyraźny wpływ ma także spadek ciśnienia. Przy głębokiej inwersji spadek gęstości powietrza może mieć wpływ na siłę nośną. Z obserwacji wynika, że przy wzroście temperatury o 10,0ºC zmniejsza się siła ciągu silnika od 5 do 10%, zwiększa się błąd wskazań wysokościomierza o 4% [Szewczak, 2007]. Zmniejszenie siły nośnej ma wpływ na start i lądowanie samolotu wydłużając drogę startową i lądowania 8 inwersja radiacyjna powstaje wówczas kiedy powierzchnia ziemi oddaje ciepło do atmosfery (wypromieniowanie), zasięg pionowy sięga od powierzchni gruntu do wysokości kilkuset metrów. Inwersji radiacyjnej sprzyja: obszar podwyższonego ciśnienia, brak turbulencji, słaby wiatr. W okresie letnim najczęściej występuje: w nocy oraz godzinach porannych i zanika w ciągu dnia, zimą może tworzyć się o każdej porze doby. W tym okresie takie inwersje stosunkowo często utrzymują się przez znaczną część doby; inwersja adwekcyjna powstaje kiedy ciepła masa powietrza napływa nad obszar chłodny wówczas powietrze chłodne jako cięższe pozostaje przy powierzchni ziemi, czas zalegania takiej inwersji uzależniony jest od zmian temperatury w warstwie podinwersyjnej; inwersja osiadania o dość złożonym mechanizmie powstawania tworzy się podczas osiadania masy powietrza charakterystycznej dla obszaru wyżu atmosferycznego; inwersja frontowa związana jest najczęściej z przemieszczaniem się frontu ciepłego o mechanizmie powstania podobnym jak przy inwersji adwekcyjnej, z tym że warstwy inwersyjne powstawać mogą na różnej wysokości. Czas trwania inwersji uzależniony jest od prędkości przemieszczania się frontu. Inwersje powstające na różnych poziomach sprzyjają tworzeniu się i zaleganiu chmur warstwowych lub mgieł. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP (większa prędkość przy podchodzeniu do lądowania. Długość drogi startowej rośnie przeciętnie o 10% przy wzroście temperatury o 10ºC. Przykład: Brak inwersji. Samolot w warunkach atmosfery ISA (temperatura 15,0ºC) potrzebuje 1000 m rozbiegu, temperatura powietrza wynosi 0ºC. 1000 Χ 0,15 (15%) = 150; długość drogi startowej = 1000m – 150m = 850m; Inwersja, temperatura powietrza 30ºC 100 X 0,15 (15%) = 150, długość drogi startowej = 1000m +150 m = 1150m. Inwersja termiczna największy wpływ ma na widzialność. Zaleganie warstwy inwersyjnej sprzyja powstawaniu mgły, co wyraźnie ogranicza widzialność, ale także gromadzenie wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. W takich warunkach można wyróżnić dwa rodzaje lotu: Ryc.2 Lot w warunkach inwersji przyziemnej. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 9 lot ponad warstwą inwersyjną widzialność pozioma dobra, widzialność skośna słaba ograniczona przez inwersję, widzialność pionowa dobra w górę, słaba w kierunku warstwy inwersyjnej; lot w warstwie inwersji widzialność pozioma słaba, skośna umiarkowana, pionowa dobra, jeżeli warstwa inwersyjna przylega do powierzchni ziemi przy zniżaniu (przy nisko zalegającej mgle) widzialność spada do zakresu widzialności przy mgle (ryc. 2) SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 1.4. MASY POWIETRZA NAD EUROPĄ Masą powietrza nazywamy wycinek troposfery wyróżniający się szczególnym pionowym uwarstwieniem termicznym, wilgotnością powietrza, temperaturą oraz innymi cechami nabytymi w czasie długiego pobytu nad określonym obszarem, który określany jest obszarem źródłowym [Flis, 1986]. Ze względu na obszar źródłowy masy powietrza dzielimy na morskie i kontynentalne. Poszczególne masy powietrza nazwę swą zawdzięczają strefie klimatycznej, w której powstają z dodaniem rodzaju obszaru źródłowego. Masy powietrza powstające w obszarze arktycznym to: powietrze arktyczne morskie (PAm) i powietrze arktyczne kontynentalne (PAk), w szerokościach umiarkowanych tworzą się masy powietrza polarnego: powietrze polarne morskie (PPm) i polarne kontynentalne (PPk). W strefach zwrotnikowych tworzą się masy powietrza zwrotnikowe kontynentalnego (PZk) i powietrza zwrotnikowo morskiego (PZm). W strefie międzyzwrotnikowej powstają masy powietrza równikowego (PR). Masa powietrza równikowego nie dzieli się na kontynentalne i morskie. Należy pamiętać, że powietrze równikowe nie występuje w Polsce. Najczęściej nad obszarem Polski obserwuje się masę powietrza polarnego morskiego (PPm), najrzadziej napływa powietrze zwrotnikowe. Szczególne cechy fizyczne poszczególnych mas powietrza pozwalają na ogólne określenie typów pogody występujących w ciepłej i w chłodnej porze roku. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Powietrze polarne morskie (PPm) pojawia się z kierunków zachodnich. W okresie zimowym towarzyszą mu chmury warstwowe piętra niskiego. W warunkach klimatu Polski w okresie zimowym następuje odwilż, opady deszczu, deszczu ze śniegiem lub mżawki początkowo mogą być marznące. Licznie występują mgły adwekcyjne utrzymujące się przez znaczny czas. W okresie letnim masa PPm przynosi przeważnie ochłodzenie, któremu towarzyszą chmury burzowe oraz przelotne opady deszczu i porywisty wiatr. Powietrze polarne kontynentalne (PPk) napływa znad obszaru Rosji. W okresie letnim przynosi ocieplenie, któremu towarzyszy umiarkowane zachmurzenie głównie przez Cu. Początkowo mogą pojawić się burze. W okresie zimowym napływowi PPk towarzyszy ochłodzenie 10 Powietrze arktyczne – morskie (PAm) napływa nad Europę znad Grenlandii i Szpicbergenu. W okresie chłodnym nad obszarami morskimi w tej masie powietrza powstają chmury Cu i Cb, nad lądem stopniowo zanikają przechodząc w zachmurzenie warstwowe często o niskich podstawach. W okresie letnim rozwijają się chmury kłębiaste, stosunkowo często pojawiają się burze. Podobne zjawiska towarzyszą masie powietrza arktyczne kontynentalnego (PAk), z tym że w okresie zimowym towarzyszy im niższa temperatura powietrza. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP z niewielkim zachmurzeniem, ale także inwersjami, pod którymi mogą rozwijać się chmury St lub mgły. Pora ciepła burza, turbulencje, oblodzenie, uskok wiatru porywy wiatru ograniczona widzialność skośna nad obszarami wodnymi burza, turbulencje, oblodzenie, uskok wiatru porywy wiatru burza, uskok wiatru, turbulencja Pora chłodna Tab. 3 Potencjalne niebezpieczne zjawiska pogody dla lotnictwa w poszczególnych masach powietrza. PA PP PZ PAm PAk PPm PPk PZm PZk ograniczona widzialność w opadach, oblodzenie, opady marznące, turbulencja, uskok wiatru, niskie podstawy chmur oblodzenie, niskie podstawy chmur podinwersyjnych, mgły nad niezamarzniętymi zbiornikami wodnymi niskie podstawy, słaba widzialność, mgły adwekcyjne, oblodzenie, opady marznące niskie podstawy chmur podinwersyjnyc h, mgły nad niezamarznięty mi zbiornikami wodnymi burza, uskok wiatru, turbulencja, trąba powietrzna lub wodna niskie podstawy chmur podinwersyjnych, mgły PR burza, uskok wiatru, turbulencja niskie podstawy chmur podinwersyjnych, mgły burza, uskok wiatru, turbulencja METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona W masie powietrza równikowego (PR) zachmurzenie przebiega według niemal stałego rytmu dobowego. W ciągu dnia obserwuje się rozwój chmur kłębiastych i burzowych, w ciągu nocy następuje zanik zachmurzenia. Miejscami mogą tworzyć się mgły z wyparowania. W ciągu dnia nagrzane powietrze mieszając się turbulencyjnie z chłodniejszym w wyższych warstwach może prowadzić do załamania promieni świetlnych utrudniając widzialność skośną a nawet prowadzić do powstania zniekształceń obrazu lub jego odbicia 11 Powietrze zwrotnikowe morskie (PZm) napływa z kierunku południowego lub południowo zachodniego i przynosi ocieplenie zarówno w okresie letnim jak i zimowym. Latem napływowi PZm towarzyszą burze, które niekiedy mogą być intensywne z opadem gradu a nawet trąbami powietrznymi lub wodnymi. Zimą przeważnie występuje zachmurzenie przez chmury warstwowe o niskich podstawach. Liczne inwersje i mgły adwekcyjne. Gwałtowny wzrost temperatury powietrza powoduje szybkie tajanie pokrywy śnieżnej i rozmarzanie gruntu, co sprzyja powstaniu zjawiska powodzi. Powietrze zwrotnikowo kontynentalne (PZk) napływa z kierunku południowego i południowo wschodniego, niekiedy ze wschodu. W okresie letnim towarzyszy mu rozwój chmur Cu, a przy dostatecznej wilgotności także Cb z burzami i intensywnymi opadami deszczu lub gradu. Długie zaleganie PZk może doprowadzić do zjawiska suszy atmosferycznej i glebowej, czemu sprzyja często pojawiający się w tej masie wiatr termiczny w terminologii rolniczej zwany „suchowiejem”. Zimą PZk przynosi podobnie jak PZm ocieplenie i szybkie odwilże. Zachmurzenie na ogół jest duże przez chmury warstwowe tworzące się pod warstwą inwersyjną. Podobnie jak przy PZm występują liczne mgły. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP (fatamorgana). Należy pamiętać, że zasięg poziomy PR ograniczony jest strefą zwrotnikową i nie występuje w Polsce ani w Europie. Najdalej na północ masa PR dociera do południowego Egiptu, Libii i Maroka. A Strona Ryc. 3 Typowe kierunki napływu mas powietrza nad Europę w lipcu (A) i w styczniu (B) źródło: PPWK) 12 B METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Opisy zjawisk pogodowych występujących w poszczególnych masach powietrza należy traktować poglądowo jako najczęściej występujące. Znaczna odległość jaką masa powietrza pokonuje od obszaru źródłowego powoduje, że zatraca pierwotne właściwości (transformuje się), co jednocześnie skutkuje występowaniem innych zjawisk. 2. CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE, UKŁADY BARYCZNE I FRONTY ATMOSFERYCZNE. 2.1. CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE. Ciśnieniem atmosferycznym nazywamy siłę z którą słup nieruchomego powietrza atmosferycznego oddziałuje na jednostkę powierzchni. Odrzuca się nacisk powietrza wywołany wiatrem. W przeciwieństwie do ciśnienia standardowego ISA(ICAO) za wzorzec w układzie SI przyjęto ciśnienie na poziomie morza w temperaturze 0ºC w szerokości geograficznej 45º, przy odpowiadającemu przyspieszeniu ziemskiemu równemu 980,616 cm/s2, co odpowiada wysokości słupa rtęci 760 mm, czyli około 1013 hPa. Jak widać ciśnienie to jest praktycznie równe jak w tabeli ISA(ICAO). Jednostką ciśnienia w układzie SI jest N/m2. W powszechnym użyciu jednostka ciśnienia jest hektopaskal (hPa). Pomiędzy poszczególnymi jednostkami istnieją proste zależności: 1hPa = 100 Pa = 100 N/m2 Ciśnienie wyrażone może być jeszcze w milibarach, przy czym 1 hPa równa się 1 mbar, lub w milimetrach słupa rtęci (mmHg) gdzie 1 hPa odpowiada 0,75 mmHg. W krajach, gdzie przyjęto niemetryczny system pomiarowy można spotkać wartości ciśnienia podawane w calach Hg. Zależność pomiędzy tą jednostką można wyrazić tak, że: 1 inHg = 33,864 hPa = 25,4 mmHg Strona 13 W celu ujednolicenia pomiarów na całym świecie ciśnienie atmosferyczne podawane na mapach synoptycznych jest zredukowane do poziomu morza i nie odpowiada rzeczywistemu ciśnieniu na stacji. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 2.1.1. JEDNOSKI CIŚNIENIA STOSOWANE W LOTNICTWIE. W lotnictwie powszechnie wykorzystywany jest związek pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym a wysokością, co stanowi podstawę do skalowania wysokościomierzy barometrycznych. Przyjęto skalowanie w oparciu o zmiany ciśnienia wraz z wysokością dla atmosfery standardowej ISA(ICAO). Jako, że stosunkowo rzadko atmosfera standardowa odzwierciedla warunki rzeczywiste wskazania tak wyskalowanych wysokościomierzy obarczone są błędami: temperatury (jeśli temperatura powietrza różni się od temperatury na poziomie morza wg ISA), ciśnienia (jeśli wartość ciśnienia atmosferycznego wg ISA różni się od wartości zmierzonego ciśnienia atmosferycznego) oraz ciśnienia i temperatury (jeśli niezgodne są oba parametry). Wprowadzanie poprawek błędu ciśnienia odbywa się po uzyskaniu informacji o rzeczywistym ciśnieniu. Poprawki na błąd temperatury można wprowadzać wykorzystując zależność, że różnica pomiędzy rzeczywistą zewnętrzną temperaturą powietrza (OAT – outside air temperature) jest równa 10ºC to błąd pomiaru wysokości wynosi 4%. Jeżeli temperatura OAT na poziomie lotu jest niższa niż temperatura wg tabeli ISA(ICAO) to samolot znajduje się niżej i odwrotnie jeśli jest wyższa samolot jest wyżej niż wskazania wysokościomierza. Przykład: samolot wykonuje lot na wysokości FL 200, temperatura powietrza wg ISA wynosi na poziomie 20000 ft -24,6ºC, temperatura OAT wynosi -45,0ºC, zatem różnica wynosi 20ºC. Przyjmując 20000 ft za 100% to 8 % stanowi 1600 ft., zatem rzeczywista wysokość wynosi 20000 – 1600 = 18400 ft. Ze względu na specyfikę lotnictwa wprowadzono szereg różnych wyrażeń ciśnienia atmosferycznego mających związek z wysokością lotu (ryc. 4). Strona 14 Jedną z nich jest wysokość ciśnieniowa QNE jest to wysokość ponad standardową powierzchnię izobaryczną przyjętą wg ISA, czyli 1013, 25 hPa (22,92 inHg; 760 mmHg). W praktyce ułatwia to prowadzenie samolotów w przestrzeni powietrznej, bowiem każdy z nich ma ten sam poziom odniesienia, inaczej stanowi ona flight level, czyli poziom lotu. Wysokość gęstościowa to wysokość QNE z poprawką o błąd temperatury. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 4 Kody Q w odniesieniu poziomu lotu. Według wartości ciśnienia atmosferycznego wysokościomierze nastawiane są także według ciśnienia na poziomie lotniska lub na poziomie progu drogi startowej oznaczone jako QFE. Skrótem QNH oznaczone jest ciśnienie na poziomie lotniska zredukowane do poziomu morza według stopnia barometrycznego4 przyjętego dla atmosfery standardowej ISA(ICAO). QFF to ciśnienie zredukowane do poziomu morza według rzeczywistych warunków atmosferycznych, głównie z poprawką na temperaturę powietrza. Spotkać można jeszcze FORECAST QNH jest to podawane najniższe spodziewane ciśnienie QNH w danym regionie używane do nastawiania wysokościomierzy [Szewczak, 2007]. 2.2. UKŁADY BARYCZNE. Różnica w dopływie energii słonecznej w różnych częściach kuli ziemskiej jest główną przyczyną zróżnicowania w przebiegu temperatury powietrza, a co za tym idzie powstawania prądów pionowych. Wielkoskalowe pionowe prądy powietrza prowadzą do powstania różnic ciśnienia atmosferycznego i tworzenia się układów wysokiego i niskiego ciśnienia. Ciśnienie atmosferyczne przedstawione jest na mapie synoptycznej izobarami (linie łączące punkty o jednakowym ciśnieniu). Izobary są liniami ciągłymi ograniczonymi jedynie skalą mapy. Na większości map synoptycznych izobary kreślone są co 5 hPa, zdarzają się mapy synoptyczne (UK MetOffice) gdzie izobary przedstawione są co 4 hPa, także na potrzeby lotnictwa METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Stopień barometryczny to zmiana wysokości na jednostkę ciśnienia. W dolnej atmosferze stopień barometryczny wynosi przeciętnie 10 m/mmHg, lub 8 m/hPa, lub 27 ft/hPa, co oznacza że podczas wznoszenia o 8 m ciśnienie spadnie o 1 hPa. Wartości te przyjęte są dla atmosfery wzorcowej ISA. Stopień barometryczny można wyliczyć korzystając ze wzoru: H = hl/p(1+αt) [m/mmHg lub m/hPa], gdzie hl to wysokość atmosfery w metrach; p – ciśnienie na danym poziomie w mmHg lub hPa; α – współczynnik równy 0,004; t – temperatura powietrza w ºC [Szewczak, 2007]. 15 4 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP spotyka się mapy, gdzie izobary przebiegają co 2 hPa lub dla mniejszych obszarów co 1 hPa. Układem barycznym nazywamy obszar zamknięty jedną lub kilkoma izobarami. Wyżem barycznym nazywa się układ zamkniętych izobar, w którym najwyższe ciśnienie znajduje się w środku i maleje w każdym kierunku. Analogicznie niż baryczny to układ izobar, w którym najniższe ciśnienie atmosferyczne znajduje się w środku i rośnie w każdym kierunku kierunku (ryc. 5). Ryc. 5 Niż (N) i wyż baryczny (W) METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona zatoka niskiego ciśnienia, w której izobary układają się U – kształtnie lub V – kształtnie, gdzie najniższe ciśnienie znajduje się w środku zatoki; klin wysokiego ciśnienia, w którym izobary układają się podobnie do zatoki niskiego ciśnienia, z tym że najwyższe ciśnienie znajduje się w środku klina; oś klina stanowi linię wzdłuż której następuje zmiana kierunku wiatru; bruzda niskiego ciśnienia jest to obszar pomiędzy dwoma układami wysokiego ciśnienia, zbieżność kierunków wiatru sprzyja tworzeniu się frontów atmosferycznych; wał wysokiego ciśnienia to obszar pomiędzy dwoma niżami, w którym z reguły pogoda jest lepsza niż na obszarach sąsiednich, obserwuje się także zmianę kierunku wiatru nawet o 180º; siodło jest to obszar pomiędzy dwoma układami wysokiego ciśnienia a dwoma układami niskiego ciśnienia leżącymi naprzeciw siebie, w siodłach ze względu na niewielką różnicę ciśnienia częste są cisze lub wiatr o nieznacznej prędkości z różnych kierunków, częste są mgły. W zależności od tendencji zmian ciśnienia obszar siodła może być 16 Poza głównymi układami ciśnienia wyróżnia się inne pochodne wynikające z rozciągnięcia przestrzennego lub sąsiedztwa wyżu i niżu (ryc. 6). Należą do nich: SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP wchłonięty przez sąsiadujący niż przekształcając się w zatokę lub wyż przekształcając się w klin. Ryc. 6 Typowe rodzaje układów barycznych. 2.3. MAPY TOPOGRAFII BARYCZNEJ, DIAGRAM AEROLOGICZNY. Strona Z diagramu aerologicznego synoptyk pozyskać może wiele informacji niezbędnych do prognozowania warunków atmosferycznych. W Polsce radiosondaże atmosfery wykonywane są w trzech stacjach aerologicznych (Legionowo, Łeba, Wrocław), dwa razy na dobę (00.00 i 12.00 GMT). Podstawowe informacje, które przedstawione są na diagramie aerologicznym to: 17 Mapy topografii barycznej zwane mapami górnymi powstają w oparciu o wykonywane radiosondaże wyższych warstw atmosfery nawet do kilkudziesięciu kilometrów. Wykonywane są na poziomach powyżej warstwy tarciowej (około 1 km od podłoża). Z map topografii barycznej (ryc. 7) odczytać można m.in. kierunek i prędkość wiatru na poszczególnych poziomach, wilgotność, temperaturę powietrza, przestrzenną strukturę układów barycznych. Innym nie mniej ważnym produktem sondowania atmosfery jest diagram aerologiczny (ryc. 8). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Strona Ryc. 7 Przykład mapy topografii barycznej z poziomu 850 hPa. 18 wskaźniki burzowe przedstawiające w sposób liczbowy prawdopodobieństwo powstania burz i potencjalną skalę intensywności (szczegóły w rozdziale 5); prędkość i kierunek wiatru na różnych wysokościach podawaną w m/s; wartość temperatury powietrza na poszczególnych wysokościach; wartość temperatury punktu rosy na poszczególnych wysokościach (temperatura punku rosy Td – temperatura, do której należy sprowadzić powietrze, aby osiągnęło stan nasycenia). Wartość temperatury punku rosy oraz temperatury powietrza określają stan nasycenia wilgocią powietrza. Jeżeli krzywa Td i temperatury powietrza są blisko siebie oznacza, że powietrze osiąga stan nasycenia i odwrotnie jeśli obie krzywe są oddalone powietrze jest względnie suche; inwersje termiczne; kierunek i prędkość prądu strumieniowego; zakres pionowy oblodzenia; zasięg pionowy zachmurzenia. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Jedną z podstawowych informacji, którą można odczytać z diagramu aerologicznego jest stan równowagi powietrza. Wyróżnia się trzy podstawowe stany równowagi atmosfery: równowagę chwiejną, która występuje gdy podczas pionowego ruchu powietrza istnieją siły zachowujące ten ruch lub nawet przyśpieszają przemieszanie się. Dzieje się tak kiedy gradient temperatury w warstwie powietrza jest większy od gradientu suchoadiabatycznego5 W warunkach występowania równowagi chwiejnej powstają chmury konwekcyjne szczególnie Cu i Cb. Przy szczegółowej analizie równowagę chwiejną podzielić można jeszcze na warunkową oraz konwekcyjną; równowagę stałą, kiedy gradient temperatury powietrza jest mniejszy od gradientu wilgotnoadiabatycznego6. Zachodzi wtedy zjawisko podnoszenia się i opadania cząstek powietrza. Podniesione powietrze w stanie równowagi stałej ochładza się i jako cięższe opada ponownie do pozycji wyjściowej. W takiej masie dominują ruchy osiadania powietrza, co sprzyja powstawaniu zachmurzenia warstwowego, mgieł oraz inwersjom; równowaga obojętna, kiedy temperatura podłoża ma taką samą temperaturę jak otaczająca ją masa powietrza. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Gradient suchoadiabatyczny – zmiany temperatury bez wymiany ciepła z otoczeniem zachodzące w powietrzu suchym lub nienasyconym; przyjęto wartość gradientu suchoadiabatycznego jako 1ºC/100 m 6 Gradient wilgotnoadiabatyczny - zmiany temperatury bez wymiany ciepła z otoczeniem zachodzące w powietrzu wilgotnym lub nasyconym; jako że przy unoszeniu wilgotnego powietrza dochodzi do kondensacji pary wodnej i wydzielania ciepła jest on mniejszy od suchoadiabatycznego; przyjęto wartość około 0,6 – 0,7ºC/100 m. 19 5 Ryc. 8 Podstawowe informacje na diagramie aerologicznym METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 20 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 2.4. FRONTY ATMOSFERYCZNE Na styku dwóch mas powietrza o różnych charakterystykach tworzą się fronty atmosferyczne. Na mapach synoptycznych fronty atmosferyczne przedstawione są jako linie, jednak należy pamiętać, że front atmosferyczny jest to obszar na którym ścierają się masy powietrza. Rozróżnia się ogólnie anafronty, czyli powierzchnie wślizgiwania się powietrza ciepłego i katafronty, czyli powierzchnie ześlizgiwania się powietrza chłodnego. Ze względu na specyfikę przemieszczania mas powietrza można wyróżnić trzy podstawowe rodzaje frontów atmosferycznych (ryc. 9): Strona 21 front ciepły tworzy się kiedy ciepłe powietrze napływa nad chłodniejsze. Jako powietrze lżejsze wślizguje się nad cięższe chłodne, co sprzyja powstaniu inwersji termicznej i utrwaleniu stałej równowagi atmosfery najczęściej powstają chmury warstwowe; na mapach synoptycznych przedstawiany jest jako linia czerwoną lub w wersji czarno białej jako linia z półkolami; front chłodny tworzy się kiedy chłodne powietrze naciera na obszar cieplejszy, wówczas powietrze chłodne jako cięższe wypycha powietrze ciepłe ku górze, sprzyja konwekcji i utrwala chwiejną równowagę atmosfery, najczęściej powstają chmury kłębiaste i burzowe; na mapach synoptycznych przedstawiona jest jako linia niebieska lub w wersji czarno białej jako linia z trójkątami front okluzji tworzy się kiedy wolniej poruszający się front ciepły zostaje „dogoniony” przez szybszy front chłodny, najczęściej procesy frontowe są wyniesione wyżej, przy ziemi zalega warstwa o podobnych właściwościach, inaczej zwany jest zamknięciem frontu, na mapach synoptycznych przedstawiona jest jako linia fioletowa lub w wersji czarno białej linia z półkolami i trójkątami na przemian. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 9 Fronty atmosferyczne na mapie synoptycznej (DWD). 2.4.1. FRONTY CHŁODNE. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Front chłodny pierwszego rodzaju (ryc. 10) charakteryzuje się mniejszą od frontu chłodnego II rodzaju prędkością przemieszczania się wynoszącą przeciętnie 30-40 km/h. Z czoła frontu obserwuje się wzrost zachmurzenia przez chmury konwekcyjne, głównie Cu i Cb, ze zjawiskami takimi jak opady przelotne deszczu, gradu i burze w półroczu ciepłym, w półroczu chłodnym występują głównie opady śniegu, gradu, deszczu marznącego rzadko burze. Mniejsza prędkość przemieszczania sprawia, że ruchy konwekcyjne (unoszenie mas powietrza) są mniejsze. W związku z tym wraz z wyrównaniem różnicy temperatury powietrza w warstwie powyżej 1500 m zaczynają tworzyć się chmury warstwowe Ns i powyżej As, które powodują zmianę warunków atmosferycznych z opadów przelotnych na opady ciągłe. Strefa opadów sięga w warunkach klimatu Polski do około 300 km. Fronty chłodne I rodzaju występują najczęściej w „młodych” układach niskiego ciśnienia lub w sytuacji, kiedy linia frontu na mapie przyziemnej przebiega równolegle do kształtu izobar. 22 Front chłodny jak podano wcześniej powstaje na skutek podejścia chłodnego powietrza nad zalegające powietrze ciepłe. Fronty chłodne dzielą się na: front chłodny pierwszego rodzaju i front chłodny drugiego rodzaju. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ogólne warunki lotu w strefie frontu pierwszego rodzaju. W przypadku kiedy lot odbywa się w kierunku czoła frontu napotyka się chmury Cu con i Cb w tej części występuje turbulencja od umiarkowanej do silnej, intensywne oblodzenie. W miarę oddalania się od linii frontu w warstwach zachmurzenia As-Ns nadal występuje zagrożenie oblodzeniem samolotu, stopniowo zwiększa się widzialność w chmurach. Za linią frontu zachmurzenie przeważnie stanowią chmury Sc i Cu hum oraz Cu med. Rośnie widzialność, zanikają opady, podstawy chmur podnoszą się. Rozciągłość pozioma frontu chłodnego I rodzaju waha się od 400 do 700 km, przy czym strefa opadów przelotnych z czoła frontu wynosi przeciętnie około 50 km, opadów jednostajnych około 150-200 km. Rozciągłość pionowa przy chmurach Cb sięga 7-9 km, w strefie chmur Ns górna granica chmur obniża się do 4-6 km (przy froncie bliżej centrum niżu) i około 2-3 km (przy froncie oddalonym od centrum niżu). Dolna podstawa chmur przy opadzie obniża się do 200 – 400 m, w opadzie jednostajnym nawet do 100 m. Na frontach I rodzaju chmury Cb mogą być wbudowane w układ chmur Ns, komórki tych chmur oddalone są od siebie przeciętnie o 12-20 km. 23 Ryc. 10 Front chłodny I rodzaju. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Front chłodny drugiego rodzaju zwany jest także frontem przyspieszonym (ryc. 11) ze względu na prędkość przemieszczania się wynoszącą przeciętnie od 30 do 60 km/h, a w skrajnych wypadkach nawet 70-100 km/h. Zjawiska w tym rodzaju frontu chłodnego odznaczają się większą dynamiką, stąd większe są niebezpieczeństwa wynikające z wykonywania lotu w granicach frontu. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Zwiastunem zbliżania się frontu chłodnego II rodzaju mogą być charakterystyczne chmury Ac len (podobne jak przy fali górskiej) powstałe na skutek falowego przepływu powietrza przez wierzchołki chmur wypiętrzonych. Przeciętnie w odległości 50 - 150 km od pierwszych chmur Ac len znajduje się wał burzowy stanowiący trzon frontu. Składa się on z silnie wypiętrzonych chmur Cb. Na froncie można spodziewać się opadów przelotnych deszczu, gradu. Zimą także opadów śniegu (w warunkach klimatu Polski front chłodny II rodzaju zimą pojawia się niezmiernie rzadko). Burzom towarzyszą porywy wiatru, rzadziej trąby powietrzne lub wodne oraz zjawisko „downburst” znany z języka potocznego jako „biały szkwał” (patrz rozdz. 5). Rozciągłość pozioma frontu sięga kilkudziesięciu kilometrów i przy znacznej prędkości przemieszczania powoduje, że nad nieruchomym punktem czas przejścia waha się najczęściej od 30 do 120 minut. Po przejściu głównej linii chmur Cb przeważnie następuje krótkotrwała poprawa pogody, 24 Ryc. 11 Front chłodny II rodzaju. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP po której ponownie rozwijają się chmury konwekcyjne głównie Cu, niekiedy także Cb z przelotnymi opadami deszczu, w przypadku rozwoju chmur Cb także pojedyncze burze. Rozwój tych chmur związany jest z tzw. termiką naniesioną. Ogólne warunki lotu w strefie frontu drugiego rodzaju jeżeli samolot wykonuje lot w kierunku czoła frontu na początku obserwowane są niegroźne chmury Ac len, za którymi widoczny jest już wał chmur Cb związanych z frontem. Z uwagi na to, że rzadko przed frontem występuje zachmurzenie mogące zakryć chmury Cb te są widoczne już ze znacznych odległości dając czas na odpowiednie manewry. Zbliżając się do linii frontu występuje silna i bardzo silna turbulencja. W chmurach Cb w zakresie izotermy od -10 do 5ºC występuje intensywne oblodzenie. Częste są wyładowania atmosferyczne zarówno doziemne jak wewnątrzchmurowe. Nad wysoko rozbudowanymi chmurami Cb występują także „błękitne fontanny” (ang. blue jet) jako górne wyładowania atmosferyczne (patrz rozdz. 5). W strefie poprawy pogody za linią frontu spotkać można chmury Cu oraz Cb z przelotnym opadem deszczu i pojedynczymi burzami. Należy pamiętać, że po przejściu linii frontu obniża się izoterma 0ºC. Rozciągłość pozioma strefy opadów frontu II rodzaju waha się od 50 do 80 km, strefa zachmurzenia zależy od aktywności frontu i waha się od 80 (przy dużej aktywności) do nawet 200 km. Zachmurzenie frontu chłodnego II rodzaju sięga nierzadko granicy troposfery, przeciętnie górna granica chmur Cb dochodzi latem do 8-10 km, zimą 6-8 km. Dolna podstawa chmur w strefie opadów waha się od 200 do 400 m, poza strefą opadów 300 – 600 m i wyżej. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Front ciepły powstaje kiedy powietrze ciepłe wślizguje się na zalegające klinem przy powierzchni ziemi powietrze chłodne (ryc. 12). Spokojny ruch wślizgiwania się sprzyja utrzymaniu równowagi stałej atmosfery i powstaniu inwersji termicznych. Związane z frontem ciepłym zachmurzenie to głównie chmury warstwowe i warstwowo deszczowe. Front ciepły w warunkach klimatu Polski o każdej porze roku przynosi ocieplenie. Jako, że procesy zachodzące na froncie ciepłym są stosunkowo wolne prędkość przemieszczanie się frontu jest także niewielka i waha się od 15 do 40 km/h. Chmurami zwiastunami zbliżania się frontu ciepłego 25 Niekiedy przed frontami chłodnymi tworzą się linie niestabilności (linie zbieżności, linie nawałnic, linie niestałości), sięgające od kilkudziesięciu (w warunkach klimatu Polski) do kilkuset kilometrów (w warunkach klimatu kontynentalnego) przed linią frontu chłodnego. Obserwowane zjawiska na linii niestabilności są podobne jak na frontach chłodnych (chmury Cb i burze), jednak różnica polega między innymi na mniejszej rozciągłości poziomej niż frontu chłodnego, brakiem wyraźnych zmian temperatury powietrza oraz dynamiką dobową: rozwój w części dziennej i zanik w części nocnej. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP są chmury Ci, które pojawiają się nawet na 1000 km przed linią frontu. W miarę zbliżania się frontu pojawia się zachmurzenie Cs-As, pod którymi znajdować się mogą podinwersyjne chmury St. Z chmur As możliwy jest już słaby opad deszczu występujący przeciętnie w odległości nawet 400 km przed samym frontem. Przed linią frontu chmury As przechodzą w grubą warstwę chmur Ns. Rośnie natężenie opadów atmosferycznych, obniża się podstawa chmur. Ryc. 12 Front ciepły. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ogólne warunki lotu w strefie frontu ciepłego kiedy samolot wykonuje lot w kierunku czoła frontu pierwszą zauważalną chmurą będzie Ci. Zaznaczyć trzeba że duża rozciągłość pozioma frontu może sprawiać, że chmury Ci pojawiają się nawet na dobę przed pojawieniem się samego frontu. Jeśli lot wykonywany jest w półroczu ciepłym za chmurami Ci pojawiają się chmury warstwowe piętra średniego As. Podstawy chmur obniżają się i w następnej kolejności pojawia się zachmurzenie przez Ns. W około 10% frontów ciepłych wbudowane są chmury Cb, a w 5% przypadków występują burze. Chmury Cb na froncie ciepłym 26 Po przejściu linii frontu pogoda ulega poprawie, jednak często spotykane są niskie chmury St z opadem mżawki znacznie obniżając warunki atmosferyczne. Należy zauważyć, że ryc. 12 przedstawia przekrój przez typowy front ciepły. W porze ciepłej na tym froncie jeśli powietrze z czoła frontu zachowuje równowagę chwiejną może dojść do utworzenia chmur Cb, które wbudowane są w system chmur. Mogą wówczas wystąpić także opady przelotne a nawet burze. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Strona 27 są zamaskowane przez inne chmury, stad często pozostają niezauważone. Rozciągłość pozioma strefy zachmurzenia dochodzi do 300 km, strefy opadów około 150 km. Podstawa chmur waha się od 200 do 400 m (przy zachmurzeniu Ns-Cb), w strefie opadów obniża się do 150 m (przy St). W półroczu chłodnym zachmurzenie składa się z chmur warstwowych lub warstwowo deszczowych nie występują chmury Cb. Rozciągłość pozioma strefy zachmurzenia jest o wiele większa niż w porze ciepłej i sięga niekiedy nawet 1500 km. W strefie opadów niższe są dolne podstawy chmur i wahają się w granicach od 200 do 100 m, niejednokrotnie poniżej 100 m. Praktycznie w całej strefie zachmurzenia należy (za wyjątkiem chmur Ci) należy spodziewać się oblodzenia od umiarkowanego do silnego. Występowaniu oblodzenia sprzyjają liczne inwersje termiczne na różnych poziomach lotu. W porze chłodnej najczęściej sekwencja opadów przedstawia się następująco: z czoła frontu opady śniegu, przechodzące w opady deszczu ze śniegiem, w końcu opady deszczu lub mżawki (również opady marznące). Wraz z napływem ciepłej masy powietrza zaczyna się odwilż i rozmarzanie gruntu. Charakterystyczne są mgły adwekcyjne często utrzymujące się przez całą dobę. Jak można zauważyć mimo, że warunki atmosferyczne na froncie ciepłym są bardziej stabilne i przewidywalna jest ich kolejność nie oznacza to lepszych warunków wykonywania lotów, szczególnie ze względu na prędkość jego przemieszczania i znaczną rozciągłość poziomą. Przy tej okazji warto wspomnieć o szczególnym przypadku przemieszczania się niżu z frontem ciepłym, który w wielu przypadkach powoduje pogorszenie warunków atmosferycznych w Polsce nawet na wiele dni. Jest nim niż dunajski (ang. Dunabe low) nazywany także w innej literaturze jako niż węgierski, śródziemnomorski lub V szlak van Bebbera. Ten tor przemieszczania się niżu przedstawiony na ryc. 13 jako Vb powoduje na obszarze Polski długotrwałe opady deszczu o znacznej intensywności, często wywołujące katastrofalne powodzie (1997, 1999, 2010). W przypadku przemieszczania się niżu tym torem mamy do czynienia z barierą orograficzną równoleżnikowo położonych pasm Sudetów i Karpat tak że przemieszczający się układ frontów zaczyna stagnować. Opady intensyfikują się w południowej i wschodniej Polsce powodując pogorszenie warunków atmosferycznych na wiele dni. Niż ten jest na tyle specyficzny i niebezpieczny nawet dla lotnictwa, że opisany jest szczegółowo i wyróżniony w angielskojęzycznych podręcznikach dla pilotów [Quantick, 2001]. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Front okluzji powstaje w wyniku „zderzenia się” szybciej przemieszczającego się frontu chłodnego z wolniejszym frontem chłodnym. W tym przypadku mamy do czynienia z trzema masami powietrza o różnych charakterystykach. Przed frontem znajduje się powietrze chłodne, za linią frontu powietrze chłodniejsze a w górze powietrze ciepłe wyniesione z ciepłego wycinka niżu (por ryc. 9). W tym przypadku mamy do czynienia z dwojaką sytuacją. Jeżeli powietrze nacierające na masę znajdującą się przed frontem jest chłodniejsze od niej to front okluzji ma charakter frontu chłodnego i nazywa się frontem okluzji o charakterze frontu chłodnego. Z kolei jeżeli powietrze nacierające jest cieplejsze od powietrza przed linią frontu wówczas front ma charakter frontu okluzji o charakterze frontu ciepłego. Niekiedy w skrócie nazywa się takie fronty po prostu okluzją chłodną lub okluzją ciepłą. Ze względu na różny układ zachmurzenia i inne warunki lotu fronty te zostaną omówione osobno. Front okluzji o charakterze frontu chłodnego (ryc. 14) tworzy się kiedy powietrze napływające jest chłodniejsze od powietrza przed frontem. Mamy w warstwie przyziemnej do czynienia z podobną sytuacją jak przy rozwoju frontu chłodnego. Powietrze chłodniejsze jako cięższe wbija się pod powietrze chłodne wypychając je ku górze, jednak w górnej części zalega powietrze ciepłe. Tworzy się wówczas dolny front chłodny, ale górny front ciepły. Nadciągające powietrze chłodniejsze powoduje dalsze wypychanie ku górze warstw zachmurzenia frontu ciepłego i stopniowy ich zanik. Podstawy chmur Ns charakterystycznych dla górnego frontu ciepłego podnoszą się, aż do całkowitego zaniku tego gatunku chmur. W wyniku podnoszenia się i kondensacji obserwowane są w fazie rozwoju opady o charakterze ciągłym. Na samej linii frontu tworzyć się mogą zanikające chmury St. Za linią frontu na skutek przemieszczania się powietrza chłodniejszego 28 Ryc. 13 Główne tory przemieszczania się niżów atmosferycznych na Europą według van Bebbera. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP zaczynają się rozwijać chmury kłębiaste Cu oraz Cb. Opady zmieniają charakter na przelotne, możliwe są także burze. Front okluzji o charakterze frontu chłodnego najczęściej występuje w ciepłej porze roku, zdecydowanie rzadziej w chłodnej. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ogólne warunki lotu w strefie frontu okluzji o charakterze frontu chłodnego są dość skomplikowane, ze względu na występowanie aż trzech różnych mas powietrza, zaniku frontu górnego ciepłego i rozwojowi zachmurzenia typowego dla frontu chłodnego. Gdy samolot porusza się w kierunku czoła frontu pierwszą oznaką zbliżania się frontu okluzji chłodnej są podobnie jak w przypadku frontu ciepłego chmury Ci, jednak w miarę zbliżania się do linii frontu podstawy chmur stosunkowo szybko obniżają się a miąższość chmur rośnie. W zależności od wysokości wykonywanego lotu można napotkać warunki typowe dla frontu ciepłego (lot odbywający się na poziomie górnego frontu ciepłego) lub zbliżone do frontu chłodnego (podczas lotu na niższych wysokościach). Podstawy chmur z czoła frontu są z reguły niskie i przy opadzie deszczu wahają się od 400 do 200 m i niżej jeżeli występują chmury St. Za linią frontu podstawa chmur podnosi się od 300 do 600 m przy Cu i Cb, jednak przy przelotnym opadzie może ponownie się obniżać przeciętnie do 200 m. Rozciągłość pionowa zachmurzenia jest znaczna z dwóch powodów: wyniesienia górnego frontu ciepłego oraz wypiętrzeń za liną frontu i sięga do około 7 km. Należy pamiętać, że wypiętrzony front ciepły oznacza także zmianę (podwyższenie) temperatury powietrza 29 Ryc. 14 Front okluzji o charakterze frontu chłodnego. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP w wyższych partiach atmosfery czyli inwersję. Wyniesione chmury Ns mogą mieć mieszany skład (wodno - lodowy) co oznacza niebezpieczeństwo oblodzenia. Front okluzji o charakterze frontu ciepłego powstaje, kiedy powietrze za frontem chłodnym (przed wystąpieniem okluzji) jest cieplejsze niż powietrze zalegające przed nim. Sytuacja jest zatem odwrotna niż w przypadku frontu okluzji chłodnej. Front chłodny doganiający ciepły zostaje stopniowo wypychany ku górze, powoli wślizgując się nad masą powietrza chłodnego. Mamy do czynienia z warunkami frontu ciepłego przy powierzchni ziemi oraz górnego frontu chłodnego. Statystycznie najczęstsza sekwencja opadów to z czoła frontu opady słabe o charakterze ciągłym głównie z chmur As i zanikających Ns, w ten system chmur wbudowane są chmury Cb z opadem przelotnym, przechodząc za linią frontu w chmury Sc i St ze słabym opadem deszczu lub mżawki. Ogólne warunki lotu w strefie frontu okluzji o charakterze frontu ciepłego podobnie jak przy przekraczaniu frontu okluzji o charakterze frontu chłodnego METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona W przeciwieństwie do okluzji chłodnej w okluzji ciepłej chmury o niskich podstawach tworzą się za linią frontu w odległości do około 100 km. Następnie ponownie rozwijają się chmury kłębiaste (Cu) jednak już bez istotnych zjawisk. 30 Ryc. 15 Front okluzji o charakterze frontu ciepłego. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP pierwszymi oznakami zbliżania są chmury Ci. W półroczu chłodnym na froncie okluzji ciepłej zamiast chmur Cb w strefie górnego frontu chłodnego najczęściej pojawiają się chmury Ns. Warunki lotu w tym półroczu przypominają przelot przez okluzję o charakterze frontu chłodnego. W półroczu ciepłym najczęściej pojawiają się chmury Cb. Ze względu na zaleganie chmur As i zanikających Ns chmury Cb są często przykryte i niewidoczne, co utrudnia wczesne rozpoznanie zagrożenia. Za górnym frontem chłodnym z reguły zachmurzenie w środkowych i górnych warstwach troposfery zanika, przy ziemi występują jednak niskie chmury St lub Sc. Rozciągłość pozioma frontów okluzji o charakterze frontu ciepłego jest podobna do frontów okluzji chłodnej i waha się od 200 do 400 km, przy czym rozciągłość poziomą, w której obserwuje się chmury o miąższości większej niż 3 km zwęża się do 5-20 km. Wysokość podstawy dolnej zależy od pory roku. Najniższe występują w porze jesienno zimowej i wahają się od 300 do 100 m (niekiedy przy St są niższe). W porze letniej wysokość przeciętnej podstawy dolnej nie spada poniżej 200 m. Przekraczając front okluzji ciepłej należy pamiętać o występowaniu frontu górnego, a więc odwróconemu przebiegowi temperatury. W związku z tym spotyka się liczne inwersje, które sprzyjają występowaniu oblodzenia. Obecność chmur Cb i możliwość wystąpienia burzy powoduje wystąpienia zagrożeń wynikających z tego zjawiska. W przypadku frontów okluzji obydwu rodzajów ze względu na występowanie frontów górnych spotkać można warstwy bez chmur o rozciągłości pionowej w granicach od 500 do 2000 m. Częstość występowania takich warstw zależna jest od pory roku: najczęściej występują zimą, (około 80%), rzadziej latem (około 65%) [Ziarko, 2000]. Strona 31 Przedstawione powyżej rodzaje frontów i opisy pogody związanej z nimi stanowią jedynie zestawienie najczęściej pojawiających się i typowych sytuacji. W rzeczywistości przebieg typów pogody na poszczególnych frontach mogą się różnić, stąd niezmiernie ważne jest zapoznanie się z aktualnie panującymi warunkami atmosferycznymi oraz prognozą meteorologiczną. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 3. CHMURY I ICH RODZAJE. Chmurą nazywa się widoczne nagromadzenie kropelek wody lub kryształków lodu powstałych w wyniku kondensacji lub resublimacji7 pary wodnej w atmosferze [za Flis, 1986]. Według międzynarodowej klasyfikacji chmury podzielono na 10 podstawowych rodzajów oraz kilkanaście gatunków charakterystycznych dla poszczególnych rodzajów (dokładny wykaz wraz z wpływem na warunki lotu zawiera tab. 4). Ze względu na budowę chmur podzielono je na kłębiaste, warstwowe oraz falowe. Następnym kryterium wyróżniania zachmurzenia jest wysokość, tutaj kryterium jest wysokość dolnej podstawy chmury (a nie jej rozciągłość pionowa). Chmury piętra wysokiego (przedział wysokości od 5 do 13 km) to cirrus (Ci), cirrocumulus (Cc), cirrostratus (Cs), do chmur piętra średniego (przedział wysokości od 2,5 do 7 km) zalicza się: altocumulus (Ac), altostratus (As), wreszcie chmury piętra niskiego (wysokość podstawy do 2,5 km) do których zalicza się: stratus (St), stratocumulus (Sc), nimbostratus (Ns)8, cumulus (Cu) oraz cumulonimbus (Cb). Ryc. 16. Piętrowość zachmurzenia oraz wpływ rodzaju, procesów ogrzewania i ochładzania oraz typu podłoża na gatunek chmury Kondensacja – przejście pary wodnej w stan ciekły (krople wody); Resublimacja – przejście pary wodnej bezpośrednio w stan stały (lód). 8 Chmura Nimbostartus (Ns) – tutaj zaliczona została do chmur piętra niskiego, jednak w Międzynarodowym Atlasie Chmur tę chmurę zalicza się do chmur piętra średniego ze względu na to że większość objętości chmury znajduje się w granicach piętra średniego [Matuszko, 2009]. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 7 32 Zachmurzenie określane jest także wielkością, tj. miarą pokrycia nieba. W wymianie międzynarodowej stosuje się przedziały zachmurzenia wyrażone w oktantach, czyli ósmych częściach nieba. Zarówno w depeszach lotniczych SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP METAR, TAF jak i w prognozach tekstowych stosuje się jednakowe wartości przedziałów zachmurzenia: SKC - sky clear – 0/8 – niebo bezchmurne; FEW – few -1-2/8 – zachmurzenie małe; SCT – scattered – 3-4/8 – zachmurzenie umiarkowane; BKN – broken – 5-7/8 – zachmurzenie duże; OVC – overcast – 8/8 - zachmurzenie całkowite. Chmury są wynikiem działania procesów fizycznych takich jak: konwekcja termiczna, procesy frontowe, ruchy falowe, mieszanie turbulencyjne oraz wypromieniowanie ciepła (ryc. 16). Poniżej przedstawiono na zdjęciach główne rodzaje i niektóre gatunki chmur. A B Strona 33 C Ryc. 17 Chmury piętra waysokiego: A – cirrus (Ci), fot. Walter J. Pilsak - http://www.wolkenonline.de/wolkenatlas/cirrus/images/cirrus_uncinus.htm, B – cirrostratus (Cs) fot: http://www.on.ec.gc.ca/skywatchers/swtc_docs/cloud_guide/cirrostratus_e.html#2, C – cirrocumulus, fot.: Uwe Reiss - http://www.wolkenonline.de/wolkenatlas/cirrocumulus/images/cirrocumulus_lacunosus.htm METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP A B Ryc. 18 Chmury piętra średniego: A - Altocumulus (Ac) fot. Peter Hoffmann http://dailysky.yakohl.com/pop.php?pid=383, B – Altostratus (As) – fot. Janne Naukkarinen C Ryc. 19 Chmury piętra niskiego: A – nimbostratus (Ns) fot. Simon Eugster, B – stratocumulus (Sc) fot. Laura Schaible, C – stratus (St) fot. Alicja Wójcik -http:/ galeria.digitalcamerapolska.pl/ Galerie/architektura/710:...to_nie_chmury_to_palac_kultury.html METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK 34 B Strona A B C D E F Ryc. 20 stadia rozwoju chmur kłębiastych: A – cumulus humilis (Cu hum) fot. Stefan Bauer http://www.wolken-online.de/wolkenatlas/cumulus/images/cumulus_humilis_2.htm, B – cumulus mediocris (Cu med) fot. Jim Foster; Thierry Lombry - http:// epod.usra.edu /blog/2004 /06/ cumulus- mediocrisclouds.html, C – cumulus congestus (Cu con) fot. J. Bidgee, D – cumulonimbus calvus (Cb cal) fot. Alexander Sieverding - http:// www.wolken-online.de/wolkenatlas/cumulonimbus/ images/ cumulonimbus_ calvus_8.htm, E – cumulonimbus capilatus (Cb cap) źródło: http://pl.violentweather.wikia.com/wiki/Capillatus, F – zjawisko mamma towarzyszące chmurom Cb fot. Heike Eichler http:// www.wolken-online.de /wolkenatlas /cumulonimbus/images/cumulonimbus_ mamma_7.htm Tab. 4 Rodzaje i gatunki chmur oraz warunki lotu w chmurach. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona A 35 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Rodzaj Opis Gatunek Oblodzenie/ Turbulencja Warunki lotu Oblodzenie nie występuje, brak turbulencji. Chmury cienkie, prześwitujące wysokość od 7 do 13 km. Brak istotnego wpływu na lot Oblodzenie nie występuje, występuje turbulencja słaba do umiarkowanej. Jeżeli chmury Cc związane są z prądem strumieniowym turbulencja silna. Chmury cienkie, prześwitujące występują nieco niżej od Ci. Brak istotnego wpływu na lot Fibratus (fib) cienka zasłona lub oddzielne chmury złożone z włókien, nie zakończone haczykami lub kłaczkami; Ci Cirrus wygląd jedwabistych pasm, ławic lub dużej liczby chaotycznie splątanych delikatnych włókien; niekiedy postać przecinków zakończonych haczykami lub niezaokrąglonymi kłaczkami; rzadziej występuje jako małe, zaokrąglone kłaczki; chmury zwykle tak cienkie że nie zmniejszają natężenia promieniowania słonecznego; składają się z kryształków lodu; Uncinus (unc) kształt przecinka z haczykiem lub kłaczkiem u wierzchołka; Spisatus (spi) gęste; podczas obserwacji w kierunku Słońca mają wygląd szarawy; Castellanus (cas) miejscowo w górnej części chmury wypukłości w postaci wieżyczek o wspólnej podstawie, ułożonych wzdłuż pewnych linii; Floccus (flo) Małe kłębiaste kłaczki, o postrzępionej dolnej części; Castellanus (cas) miejscowo w górnej części chmury wypukłości w postaci wieżyczek o wspólnej podstawie, ułożonych wzdłuż pewnych linii; Floccus (flo) Stratiformis (str) rozległa pozioma warstwa lub płat; Lenticularis (len) postać wyraźnie zarysowanych, wydłużonych soczewek lub migdałów; niekiedy iryzujące; 36 Cirrocumulus małe kłębiaste kłaczki, o postrzępionej dolnej części; Strona Cc postać płatów o różnej wielkości, składających się z małych ziaren lub zmarszczek; człony chmury często pofalowane; niekiedy wygląd wyraźnie zarysowanych i wydłużonych soczewek; chmury koloru białego, przejrzyste, nie utrudniające obserwacji Słońca lub Księżyca; zbudowane prawie wyłącznie z kryształków lodu; METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Fibratus (fib) Cs Cirrostratus postać cienkiej, białawej zasłony w formie gładkiej lub włóknistej; brzeg chmur Cs często zakończony chmurami Ci; przejrzyste na tyle, że widać przez nie zarysy Słońca lub Księżyca; składają się głównie z kryształków lodu; cienka zasłona lub oddzielne chmury złożone z włókien, nie zakończone haczykami lub kłaczkami; Nebulosus (neb) postać mglistej warstwy lub zasłony, bez wyraźnie zaznaczających się szczegółów; Oblodzenie nie występuje, na ogół brak. Słaba turbulencja rzadko obserwowana w dolnej podstawie. Wysokość podstawy chmury od 6 do 8 km, zwykle grubość nie większa od 1 km. Prześwitująca, tak że wiać przez chmurę gwiazdy Księżyc i Słońce. Turbulencja w większości przypadków słaba, w przypadku Ac cas do umiarkowanej, jedynie w przypadku Ac len możliwa silna Oblodzenie jeśli występuje waha się od 0,1 mm do 0,4 mm/min, w przypadku Ac cas dochodzi do 1 mm/min Występują w przedziale wysokości od 2,5 – 7 km, grubość zwykle nie przekracza 500m, w przypadku Ac cas dochodzi do 1,5 km. Widzialność w chmurach przeciętnie od 20 do 1000 m. Z Ac flo możliwy opady virga9 Oblodzenie słabe do umiarkowanego głównie w ciepłej porze roku. Występuje ogółem w 30-35% w porze ciepłej przeciętnie od 0,1mm do 0,5 mm/min. Dolna podstawa w granicach 20003000m, górna dochodzi nawet do 7 km. Widzialność w chmurach od 20 do 1000m, możliwe opady vrga, zimą opady śniegu lub śniegu ziarnistego. Castellanus (cas) Ac Altocumulus As miejscowo w górnej części chmury o wypukłości w postaci wieżyczek o wspólnej podstawie, ułożonych wzdłuż pewnych linii; Floccus (flo) małe kłębiaste kłaczki, o postrzępionej dolnej części; Stratiformis (str) rozległa pozioma warstwa lub płat; Lenticularis (len) postać wyraźnie zarysowanych, wydłużonych soczewek lub migdałów; niekiedy iryzujące; postać płatu lub warstwy o dużej rozciągłości; barwa szarawa lub niebieskawa; płat chmur może mieć wygląd prążkowany, jednolity bądź włóknisty; składają się z kropelek wody i kryształków lodu, przy czym mogą zawierać również krople deszczu i płatki śniegu; mogą dawać opad deszczu, śniegu lub ziaren lodowych o charakterze ciągłym lub słaby opad deszczu, który ciepłą porą wyparowuje przed dotarciem do powierzchni Ziemi; 9 Virga – opad nie docierający do powierzchni ziemi. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 37 Altostratus postać płatów, zaokrąglonych brył, walców; zwykle pomiędzy poszczególnymi członami prześwituje błękit nieba, niekiedy krawędzie są połączone; uporządkowane człony chmur tworzą grupy pasm; posiadają zróżnicowany stopień przenikania światła; wykazują cieniowanie; często zaobserwować w nich można wieńce lub iryzację; składają się głównie z kropelek wody, kryształki lodu pojawiają się jedynie w bardzo niskich temperaturach; SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ns Nimbostratus postać niskiej, ciemnoszarej warstwy chmur o rozmytej podstawie i dużej rozciągłości poziomej; znaczna rozciągłość pionowa sięgająca od piętra niskiego do średniego, niekiedy górnego; najczęściej dają ciągły opad deszczu lub śniegu składają się z kropelek wody (czasem przechłodzonych), w dolnej części również płatków śniegu, a w górnej kryształków lodu; Oblodzenie umiarkowane i silne w porze letniej na przeciętnej wysokości od 2500 do 4000 m, w porze chłodnej oblodzenie od podstaw nawet powyżej 0,7mm/min, oblodzenie zanika powyżej izotermy -10,0ºC. Turbulencja w Ns mała do umiarkowanej, zależna od występowania innych rodzajów chmur. Dolna podstawa przeciętnie w granicach 400-600m, podczas opadów obniża się nawet do poniżej 100m, górna granica przeciętnie przebiega na wysokości 6 km. Widzialność w chmurze 10-20 m, w górnej części chmury dochodzi do 100 m, chmury Ns dają opad deszczu, śniegu ziaren lodowych. W chłodnej porze roku w Ns w pomiędzy izotermą -5 a +5 ºC występują kropelki wody przechłodzonej dającej opad marznący na powierzchni. Oblodzenie tylko w porze chłodnej słabe do umiarkowanego występuje w 80-90%. Turbulencja słaba do umiarkowanej, występuje głównie w środkowej części chmur. Podstawy przeciętnie na wysokości 400 – 600m, górna granica do 2000m, widzialność w chmurze od 10 do 80 m, zależna od gęstości chmury. Mogą dawać słabe opady deszczu lub śniegu. Oblodzenie tylko w porze chłodnej, wysokie prawdopod. wystąpienia do 100%, przeważnie słabe do umiarkowanego w szczególnych przypadkach (gdy na nad zimne powietrze zalegające przy ziemi napływa ciepłe) intensywne. Podstawa dolna przeciętnie w zakresie 30-200 m., górna granica dochodzi do 1200m, widzialność w chmurze 10-30m, najmniejsza przy górnej granicy. Mogą dawać opady marznace. Stratocumulus St Stratus miejscowo w górnej części chmury wypukłości w postaci wieżyczek o wspólnej podstawie, ułożonych wzdłuż pewnych linii; postać szarej, mglistej warstwy, czasami fragmentów lub strzępów o różnej jasności, wymiarach i zmieniających się kształtach; dolna podstawa często na tyle niska, że zasłania wierzchołki gór; dają opad w postaci mżawki, słupków lodowych lub śniegu ziarnistego; składają się z kropelek wody, przy niskiej temperaturze z kryształków lody; Nebulosus (neb) Stratiformis (str) rozległa pozioma warstwa lub płat; Lenticularis (len) postać wyraźnie zarysowanych, wydłużonych soczewek lub migdałów; niekiedy iryzujące; postać mglistej warstwy lub zasłony, bez wyraźnie zaznaczających się szczegółów; Fractus (fra) kształty nieregularne, wygląd postrzępiony; METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Sc płat chmur zbudowany z regularnie ułożonych, zaokrąglonych brył; często pokrywa całe niebo, różnią się od chmur St jedynie budową falową; kolor szary lub białawy, z ciemniejszymi przebarwieniami; dość rzadko daje słabe opady deszczu, śniegu, krup śnieżnych; składa się z jednorodnych, przechłodzonych kropelek wody; 38 Castellanus (cas) SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Fractus (fra) Cu Cumulus chmura o wyraźnych zarysach, zwartej postaci, rozwijająca się w kierunku pionowym; podstawa często ciemna i prawie pozioma, a części oświetlone przez Słońce lśniąco białe; niekiedy postać szeregów równoległych do kierunku wiatru; opad jedynie z chmury o dużej rozciągłości pionowej, przy czym ma on charakter przelotny; Cu składa się głównie z kropelek wody, w partiach chmur gdzie temperatura jest znacznie niższa od 0°C tworzą się także kryształki lodu; kształty nieregularne, wygląd postrzępiony; Humilis (hum) kształt nieco spłaszczony, mała rozciągłość pozioma; Mediocris (med) wierzchołki chmur o niewielkich wypukłościach, umiarkowana rozciągłość pionowa; Congestus (con) chmura o dużej rozciągłości pionowej, wyraźnie rosnąca, w górnej części wyglądem przypominająca kalafiora; Calvus (cal) Cb Cumulonimbu s gęste chmury o znacznej pionowej rozciągłości i kształcie wielkich wież; część wierzchołka na ogół gładka, włóknista lub prążkowana i zazwyczaj spłaszczona; spłaszczona część wyglądem zbliżona jest często do kowadła lub pióropusza; występują jako osobne jednostki bądź szereg chmur; dają opad przelotny, zwykle o dużym natężeniu i charakterze burzowym, przy jednoczesnym występowaniu gwałtownych porywów wiatru; pączkujące fragmenty chmury i wypukłości mają tendencję to tworzenia białego, pionowo prążkowanego masywu; niekiedy wypukłości w swoich górnych częściach tracą zarysy kłębiaste; Capillatus (cap) chmury, w częściach szczytowych pierzaste o budowie włóknistej lub prążkowanej, często mają kształt kowadła lub pióropusza; na ogół towarzyszy im opad przelotny lub burza, z gradem i szkwałem; Oblodzenie w chmurach Cu fra, hum, tylko w porze chłodnej, w pozostałych chmurach w ciągu całego roku. W dolnej części chmury przeciętnie 0,40,6 mm/min, w górnej 1,0-2,0 mm/min. Turbulencja słaba i umiarkowana w chmurach Cu fra, hum, med, (prądy pionowe 3-6 m/s) silna w Cu con. (prądy pionowe do 15 m/s), Średnio podstawa dolna zawiera się pomiędzy 600 a 1000m, górna granica sięga przy Cu con. do 7500 m, widzialność w chmurze 0-10 m, Oblodzenie 100%. Najwyższe w środkowej części chmury a także w zakresie izotermy -5 ≈-10ºC, ze względu na wymieszanie oblodzenie możliwe jest w każdym fragmencie chmury przeciętnie waha się w zakresie 1,53,0mm/min, w skrajnych przypadkach przekracza 6mm/min. Turbulencja umiarkowana i silna prędkość prądów pionowych niekiedy przekracza 80 m/s Podstawa dolna przeciętnie w zakresie 300-600m, górna granica chmur dochodzi do 14000 m, widzialność w chmurach 0-10 m. Niebezpieczeństwo lotu wynika ze zjawisk: turbulencja, oblodzenie (patrz obok), opad atmosferyczny (praktycznie każdy rodzaj opadu oprócz mżawki) opady opuszczają chmurę przy prądach zstępujących o prędkościach do 30 m/s, porywy wiatru o prędkości powyżej 20 m/s, porywy wiatru mogą występować w promieniu 20-30km wokół chmury, uskok wiatru na różnych poziomach w chmurze, trąba powietrzna. Wiecej informacji o chmurach Cb w rozdziale 5. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Powstawanie znaczącej większości chmur związane jest z unoszeniem się powietrza. Dochodzi wówczas do kondensacji pary wodnej. Unoszenie mas powietrza związane jest z głównie z frontami atmosferycznymi (rozdz. 2), konwekcją 39 Tabela na podstawie: Holec, Tymański, 1973, Szewczak, 2007, Ziarko, 2000 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP lub turbulencją termiczną, wznoszeniem orograficznym lub też wznoszeniem wielkoskalowym [Rettalack, 1991]. Z obecnością poszczególnych rodzajów chmur wiąże się występowanie hydrometeorów lub fotometeorów (tab. 5). Hydrometeorem nazywa się cząsteczki wody lub lodu które opadają lub są unoszone przez wiatr oraz są osadzane na różnych powierzchniach, fotometeor to zjawisko świetlne powstałe w wyniku odbicia, załamania, interferencji fali światła widzialnego. Wyszczególnione w tab. 5 hydrometeory to: deszcz – stanowiący opad cząsteczek wody o średnicy powyżej 0,5 mm; mżawka - stanowiący opad cząsteczek wody o średnicy poniżej 0,5 mm; śnieg – opad kryształków lodu o rozgałęzionej budowie często gwiaździstej; krupa śnieżna – opad nieprzeźroczystych kryształków lodu często o budowie stożkowej dochodzących do 2,5 mm średnicy; śnieg ziarnisty – opad małych i nieprzeźroczystych ziaren lodowych o średnicy mniejszej od 1 mm; pył diamentowy – opad nierozgałęzionych kryształków lodowych w kształcie igiełek lub płytek tak małych, że często są niewidoczne, opad ten pojawiać się może także przy bezchmurnym niebie, inaczej zwany także słupkami lodowymi; grad – opad bryłek lodu najczęściej kulistych o średnicy przeciętnie od 5 do 50 mm, czasem większych; krupa lodowa - opad przeźroczystych kryształków lodu; ziarna lodowe – opad przeźroczystych i przeświecających ziaren lodowych często o kształcie kulistym o średnicy poniżej 5 mm; METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona halo – pierścień świetlny widoczny wokół Słońca lub Księżyca tworzący się dzięki załamaniom promieni świetlnych w niektórych chmurach, najczęściej biały rzadziej kolorowy w kolorach tęczy; wieniec – pierścień świetlny powstający w chmurach przed Słońcem lub Księżycem o zabarwieniu niebieskawym; iryzacja – barwy obserwowane na chmurach powstałe w wyniku załamania promieni na kryształkach lodu stanowiących skład chmury; tęcza – załamanie promieni świetlnych w opadzie o kształcie łuku, obserwowane w kierunku przeciwnym do promieni słonecznych, 40 Z wyszczególnionych fotometeorów to: SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP układ barw i ich przenikanie zależne jest od wielkości kropel wody, niekiedy powstaje także tęcza wtórna (drugi łuk). Tab. 5 Meteory występujące przy poszczególnych rodzajach chmur ● zjawisko typowe; ▲ zjawisko możliwe. [Matuszko, 2009] Zjawiska Ci Cc Cs Ac deszcz RODZAJE CHMUR As Ns ▲ ● Sc ▲ Cb ▲ ● ▲ śnieg ▲ ▲ śnieg ziarnisty krupy śnieżne ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ pył diamentowy ▲ grad ● krupy lodowe ▲ halo wieniec iryzacja ▲ ▲ ▲ ▲ ● ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ tęcza ▲ ▲ Szczególnym gatunkiem zachmurzenia są chmury związane z falą orograficzną (ryc. 25) występujące na obszarach górskich, kiedy pasmo wzniesień stanowi barierę dla swobodnego przemieszczania się powietrza. Noszą one nazwę lencitularis (skrót: len.) związane są z ruchem falowym powietrza po stronie zawietrznej pasma górskiego. Czasem obserwowane są bez wyraźnego wpływu orografii, kiedy falowe ruchy powietrza spowodowane są przechodzeniem frontu atmosferycznego. Chmury tego gatunku nazywane są też chmurami rotorowymi. Rodzajem chmury nie umieszczonej w tabeli 4 jest arcus, zwany także z literatury angielskiej chmurą szelfową (shelf cloud) lub także z opracowań polskich wałem burzowym. Jest zalegająca przy chmurze Cb lub (rzadziej) Cu wał poziomy o postrzępionych brzegach znajdujący się na czole chmury, czasem przyjmujący kształt półpierścienia. Wał chmur arcus świadczy o występujących z czoła chmury silnym wirowym ruchom powietrza. Kolejnym zjawiskiem towarzyszącym chmurom jest mamma (ryc. 20F) występuje przy chmurach rodzaju: Ci, Cc, Ac, As, Sc i Cb. Jest wynikiem wirowego ruchu powietrza w dolnej warstwie chmur. W przypadku chmur Cb lub Cu mamma czasem jest pierwszą formą rozwijającej się tuby. Zjawisko tuby charakterystyczne jest dla chmur Cb rzadziej Cu i stanowi wir powietrza schodzący w dół od podstawy chmury kiedy osiągnie powierzchnię ziemi lub wody nazywany jest trąbą powietrzną lub wodną (patrz rozdz. 5). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK 41 ziarna lodowe Strona HYROMETEORY Cu ● mżawka FOTOMETEORY St SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Zjawiskiem szczególnym występującym w wyniku lotów statków powietrznych są smugi kondensacyjne. Są podobne do chmur Ci, Cs lub Cc. Powstanie ich wiąże się z nagłym ochłodzeniem spalin z silników samolotu zawierających znaczne ilości pary wodnej. W atmosferze zawierającej znaczne ilości wilgoci smugi kondensacyjne utrzymywać się mogą nawet kilka godzin z czasem zacierając wyraźny ślad smugi i nie różnią się wówczas od chmur Ci, Cs lub Cc. Niekiedy zanikają zaraz po przelocie samolotu. W literaturze meteorologicznej czasem spotyka się łacińską nazwę tych chmur tractus (skrót tra). Bardzo krótkotrwałe smugi obserwuje się na końcach skrzydeł lub śmigieł statków powietrznych. Ryc. 21 Struktura podstawy chmur warstwowych. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 42 Istotnym zagadnieniem przy omawianiu zachmurzenia jest podstawa chmury. Wysokość podstawy chmury może różnić się od tej podawanej przez synoptyka ze stacji od podawanej przez pilota. Różnica ta wynika z cech podstawy chmury i różnej gęstości kropel wodnych lub kryształków lodu budujących dolną część chmury (ryc. 21). Pierwszą możliwością popełnienia błędu jest nierówność podstawy chmur, w warunkach naturalnych podstawa chmury nie do końca odpowiada linii poziomu kondensacji, lecz jest sfalowana. Wielkość nierówności podstawy zależy między innymi od intensywności ruchów turbulencyjnych w dolnej części chmury. Druga możliwość błędu polega na różnicy w „postrzeganiu” podstawy chmury przez pilotów (pilot przyjmuje za podstawę chmury poziom całkowitej utraty widoczności ziemi), wiązka świetlna przyrządu pomiarowego obija się zazwyczaj w połowie warstwy podchmurowej. Przeciętnie warstwa podchmurowa wraz z warstwą zamglenia nie przekracza 50 m grubości. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 4. WIATR. Wiatr jest wynikiem różnicy termiki i ciśnienia atmosferycznego. Prądy powietrza mogą być poziome i pionowe (wstępujące i zstępujące). Wartościami opisującymi wiatr jest prędkość oraz kierunek. Prędkość wiatru podawana może być w metrach na sekundę (m/s), kilometrach na godzinę (km/h), węzłach (1Mm/h – skrót kt) w państwach gdzie funkcjonuje niemetryczny system miar spotyka się także prędkość wiatru podawaną w milach lądowych na godzinę (mph). W lotnictwie podaje się także prędkość w machach (Ma), lecz w przypadku prędkości wiatru jednostka ta nie jest stosowana. 1 m/s = 3,6 km/h = 1,94 kt = 2,23 mph; 1 km/h = 0,27 m/s = 0,54 kt = 0,62 mph; 1 kt = 0,51 m/s = 1,85 km/h = 1,15 mph; 1 mph = 0,45 m/s = 1,61 km/h = 0,87 kt; 1 Ma = 330 m/s = 1188 km/h = 642 kt = 738 mph METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona W meteorologii kierunek wiatru podawany jest w stopniach lub z podaniem kierunku z którego wiatr wieje według róży wiatru (ryc. 22). Podany w prognozie meteorologicznej kierunek wiatru np. NW oznacza, że wiatr wieje z sektora 304-326º, a masa powietrza przemieszcza się z północnego zachodu na południowy wschód (z NW na SE). Prędkość wiatru zależy od gradientu barycznego. Jest to miara przyrostu (lub spadku) ciśnienia na jednostkę odległości. W przypadku poziomego gradientu ciśnienia jednostką odległości jest odległość 60 Mm (czyli jednostopniowy 43 Ryc. 22 Róża wiatrów. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP łuk ortodromy), czyli 111,2 km, w przypadku gradientu barycznego poziomego jest to odległość 100 m. W obu przypadkach jednostką ciśnienia jest hektopaskal. Kiedy gradient ciśnienia poziomego jest duży prędkość jest znaczna i odwrotnie jeśli gradient jest nieduży prędkość wiatru jest niewielka. Kierunek wiatru jest wypadkową kilku sił działających odchylająco na jego kierunek. Są to: siła gradientu barycznego siła inicjująca ruch cząsteczek powietrza; siła Coriolisa (odchylająca kierunek ruchu powietrza na półkuli północnej w prawo, na półkuli południowej w lewo) powoduje, że masa powietrza nie przemieszcza się wzdłuż linii prostej od ośrodka wysokiego ciśnienia do układu niskiego ciśnienia; siła tarcia wynikająca z chropowatości powierzchni nad którą przemieszcza się masa powietrza, kierunek siły tarcia jest zawsze odwrotny do kierunku wiatru, siła tarcia powoduje że wiatr nie wieje równolegle do izobar, a przecina je pod kątem około 30º (nad lądem) lub 15º (nad morzem) w kierunku ciśnienia niższego, siła tarcia zanika na wysokości około 1500 metrów nad poziomem gruntu; siła odśrodkowa siła działająca na ruch krzywoliniowy cząsteczki, w przypadku przemieszczania się masy powietrza siła ta skierowana jest na zewnątrz stycznej do izobary. W praktyce siła ta nie odgrywa większej roli. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Na granicy troposfery oraz w dolnej stratosferze występuje niekiedy wiatr o bardzo dużej prędkości. Odkryte stosunkowo niedawno (podczas II Wojny Światowej) te silne prądy powietrza nazwano prądami strumieniowymi (ang. jet stream). Prędkość wiatru w prądach strumieniowych przekracza 30 m/s, dochodząc w skrajnych przypadkach do 140 m/s. Prądy strumieniowe występują w rejonach frontów klimatologicznych (frontu arktycznego, polarnego – średnich szerokości geograficznych). W rejonach okołorównikowych prądy strumieniowe oplatają całą kulę ziemską. Niekiedy wysokość prądu strumieniowego może się obniżyć nawet do 1-4 km. Występuje wówczas silna turbulencja, wzrasta prędkość i porywistość wiatru przyziemnego. W rejonie średnich szerokości geograficznych przeciętna wysokość prądu strumieniowego 44 Jeżeli zniwelujemy siłę tarcia to cząsteczka powietrza poruszać się będzie torem początkowo prostoliniowym w kierunku ciśnienia niższego, w momencie oddziaływania siły Coriolisa tor cząstki odchylany będzie w prawo (na półkuli północnej), aż do zniwelowania działania siły gradientu barycznego, wówczas cząsteczka poruszać się będzie torem równoległym do izobar. Taki wiatr nazywamy wiatrem geostroficznym. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP waha się od 6 do 9 km. Z występowaniem prądów strumieniowych wiążą się silne zawirowania przyległych warstw powietrza, co skutkuje pojawieniem się zjawiska określanego jako turbulencja nieba bezchmurnego (ang. CAT – clear air turbulence). Oprócz wiatru wielkoskalowego obejmującego układy wysokiego i niskiego ciśnienia nie bez wpływu na bezpieczeństwo wykonywania lotów pozostają wiatry lokalne oraz wpływ rzeźby terenu na kierunek i prędkość wiatru. Wiatr lokalny wynika z uwarunkowań termicznych lub orografii terenu. W warunkach klimatu Polski najczęściej występują: Ryc. 23 Bryza dzienna (morska) i nocna (lądowa). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 45 bryza morska lub jeziorna – powstaje w wyniku różnicy temperatury powietrza nad obszarem lądowym i wodnym. W ciągu dnia powietrze szybciej nagrzewa się nad lądem unosząc się do góry powoduje to zassanie powietrza znad chłodniejszych obszarów wodnych. Wiatr ma kierunek znad wody na ląd. Odwrotna sytuacja ma miejsce nocą. Powierzchnia lądowa szybciej oddaje ciepło i staje się chłodna, powietrze znad cieplejszej wody unosi się powodując napływ znad lądu. Bryza morska występuje najczęściej podczas bezwietrznej pogody w wyżu atmosferycznym. Wystąpienie bryzy może mieć wpływ na przemieszczanie się mgły znad morza w kierunku lądu lub tworzenie się chmur (ryc. 23) SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP cyrkulacja górsko dolinna – podobnie jak bryza jest wiatr wywołany termiką dlatego w starszej literaturze meteorologicznej nazywany jest bryzą górską. Podobnie jak w bryzie morskiej układ kierunków wiatru ma przebieg dobowy. W ciągu dnia powietrze na stokach górskich nagrzewa się stosunkowo szybko (większy kąt nachylenia względem promieni słonecznych), po czym unosi się wzdłuż stoków, z kolei w osi doliny następuje osiadanie chłodniejszego powietrza. Wiatr ma kierunek od doliny ku wierzchowinie. Niemal identyczny jak w bryzie morskiej proces zachodzi w ciągu nocy: zbocza doliny oddają więcej ciepła dzięki czemu chłodniejsze powietrze jako cięższe opada na dno doliny. Taka sytuacja sprzyja inwersjom termicznym a co za tym idzie utrzymywaniem się niskiego zachmurzenia, mgieł itp. W okresie zimowym zjawisko to szczególnie uwidocznione jest w Obniżeniu Orawsko Nowotarskim kiedy temperatura powietrza w Nowym Targu często jest niższa niż na szczytach otaczających gór (ryc. 24). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona fen – znany bardziej jako halny (ryc. 25). Nazwa pochodzi od wiatru z rejonu Alp o nazwie föhn. Jest to wiatr charakterystyczny dla wielu pasm górskich w tym polskich Karpat i Sudetów. W Polsce góry położone są równoleżnikowo, w związku z tym aby wystąpił wiatr halny układ niskiego ciśnienia znajdować się musi na północ od pasma górskiego, na południe powinien znajdować się układ wysokiego ciśnienia. Ruch powietrza w kierunku niżu barycznego powoduje, że napotyka ono barierą górską. Wspinając się po stronie nawietrznej następuje ochłodzenie powietrza i kondensacja pary wodnej, w wyniku której powstają chmury. Jeśli wystąpią dogodne warunki po stronie nawietrznej obserwuje się także opady. Powyżej wymuszonego poziomu kondensacji znajduje się wał chmur sięgający szczytu górskiego. Unoszące się po stronie zawietrznej pasmo chmur zwane w literaturze 46 Ryc. 24 Cyrkulacja górsko dolinna. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP szybowcowej jest jako mur halny. Po osiągnięciu szczytu górskiego wiatr zaczyna opadać wzdłuż powierzchni wzniesienia ogrzewając się, na skutek rozprężenia powietrza osiągając niekiedy znaczne prędkości. Ryc. 25 Wiatr fenowy. Oprócz prądów opadających za wzniesieniem tworzy się fala, charakterystyczne chmury Ac len. której uwidocznieniem są Poniżej występującej fali orograficznej ruch powietrza ma kształt kolisty. W tych kręgach mogą utworzyć się charakterystyczne chmury rotorowe roll clouds (Cu rot). Lot w strefie rotorów może być niebezpieczny szczególnie dla mniejszych statków powietrznych ze względu na możliwość nagłej zmiany nośności, w przypadku podchodzenia do lądowania także przyziemienia. Długość i wysokość strefy niebezpiecznej po stronie zawietrznej można obliczyć znając wysokość względną wzniesienia i prędkość wiatru dla długości stosując wzór: L = kHV; gdzie: L – długość strefy niebezpiecznej; k – współczynnik bezpieczeństwa (2 s/m); H – wysokość względna wzniesienia; V – prędkość wiatru (w m/s) METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Przykład: Wysokość wzniesienia = 900 m, prędkość wiatru = 8 m/s L = 2X900X8 = 14400 m; Hs = 4/3X900 = 1200 m. Długość strefy wynosi zatem 14,4 km od szczytu, wysokość 1200 m 47 Hs = 4/3H, gdzie: Hs – wysokość strefy nad poziomem powierzchni ziemi; H – wysokość względna wzniesienia (ryc. 26). SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Innym potencjalnym niebezpieczeństwem wynikającym z występowania wiatru fenowego po stronie zawietrznej jest wzrost temperatury powietrza atmosferycznego (niekiedy znaczny), a co za tym idzie zmiejszenie gęstości powietrza i zmiana m.in. długości drogi startowej (por. rozdz. 1.3.). Należy pamiętać, że pojawienie się wiatru fenowego powoduje nagły wzrost temperatury powietrza przyczyniając się w okresie zimowym do szybkiego tajania śniegu a nawet rozmarzania powierzchni gruntu. Należy mieć to na uwadze wykonując zadania w terenie przygodnym. Wiatr fenowy nazywany jest także wiatrem anabatycznym (prąd wznoszący przy stoku nawietrznym) i wiatrem katabatycznym (prąd zstępujący w dół stoku po stronie zawietrznej). Jak wspomniano wiatr zmienia zarówno prędkość jak i kierunek po napotkaniu na przeszkody terenowej. W opracowaniu to zjawisko omówiono na przykładzie przeszkód naturalnych, jednak każda inna przeszkoda powoduje podobne zawirowania powietrza. Tymi przeszkodami mogą być np wysokie budynki, odwzorowaniem cyrkulacji wiatru w dolinie na mniejszą skalę może być także np polana leśna. W przypadku wykonywania zadań w terenie leśnym i lądowania na polanach należy pamiętać o spadku prędkości wiatru od wysokości koron drzew do podłoża i wzroście prędkości wiatru ponad koronami drzew. Różnica w prędkości wiatru dochodzić może nawet do 25% w stosunku do prędkości wiatru średniego. W przypadku dolin prędkość wiatru maleje na zawietrznym stoku doliny, wzrasta na stoku dowietrznym (nawietrznym), przy czym różnice w prędkości wiatru zwykle nie przekraczają 30-40% w stosunku do wiatru średniego (ryc. 27). Spadek prędkości wiatru sięga w przybliżeniu osi doliny po stronie zawietrznej, 48 Ryc. 26 Szacowanie wielkości strefy niebezpiecznej dla statków powietrznych po stronie zawietrznej pasma górskiego. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP wzrost od osi doliny do szczytu wyniesienia a największa prędkość wiatru notowana jest przy samej granicy wyniesienia. Ryc. 27 Rozkład prędkości wiatru w przekroju doliny. Ryc. 28 Rozkład prędkości wiatru w przekroju wzniesienia. Strona 49 W przypadku rozkładu prędkości wiatru pokonującego wzniesienie (ryc. 28) największa prędkość wiatru występuje na stoku nawietrznym. Przy samym szczycie prędkość wiatru może być wyższa nawet o 100%. Po pokonaniu stoku prędkość wiatru przyziemnego maleje (wyjątkiem jest omówiony wcześniej wiatr fenowy), a prąd powietrza o większej prędkości odchylony jest ku górze (patrz ryc. 25). Za każdą przeszkodą terenową występują ruchy wirowe, których zasięg jak i prędkość zależy od wysokości przeszkody oraz prędkości wiatru (ryc. 29 i 30). Zawirowania wiatru związane z pokonywaniem przeszkody są groźne głównie dla małych i lekkich statków powietrznych, a także nie pozostają bez wpływu na start i lądowanie śmigłowców. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 29 Zawirowania wiatru przy przeszkodach naturalnych. Strona 50 Ryc. 30 Zawirowania wiatru przy przeszkodach sztucznych. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Niebezpieczne dla lotnictwa zjawiska związane z wiatrem: uskok wiatru (ang. wind shear) definiowany jest jako nagła zmiana kierunku i prędkości wiatru, może doprowadzić do nagłych przyrostów i spadków siły nośnej na skrzydłach samolotu, najgroźniejszy jest w momencie startu, lądowania lub lotu na małych wysokościach. Występuje najczęściej: w obrębie chmur Cb, aktywnych niżów i frontów atmosferycznych (szczególnie chłodnego II rodzaju), bliskości prądów strumieniowych; turbulencja – burzliwy przepływ mas powietrza (dokładne omówienie patrz rozdz. 5); poryw wiatru (ang. gust) – to chwilowy wzrost prędkości wiatru o co najmniej 5 m/s względem średniej prędkości wiatru bez zmiany kierunku. Istnieje ścisły związek pomiędzy turbulencją a porywami wiatru, im wiatr jest bardziej porywisty tym większa jest turbulencja. Prędkość wiatru o sile huraganu na świecie oceniany jest według skali Saffira – Simpsona (tab. 6), w Polsce stosuje się także klasyfikację prędkości wiatru opracowaną przez H. Lorenc (tab. 7) Tab. 6 Skala intensywności huraganów Saffira - Simpsona Prędkość wiatru [m/s] Minimalne przyziemne ciśnienie atmosferyczne [hPa] Wysokość spiętrzenia sztormowego [m] I 33 - 42 > 980 1,0 - 1,7 II 43 - 49 979 - 965 1,8 - 2,6 III 50 - 58 964 - 945 2,7 - 3,8 IV 59 - 69 944 - 920 3,9 - 5,6 V 70 + < 920 5,7 + Opis uszkodzeń Uszkodzenia minimalne. Nie powoduje szkód w budynkach. Uszkadza zakotwiczone domy ruchome. Przybrzeżne powodzie i mało istotne uszkodzenia pomostów i molo. Uszkodzenia średnie. Uszkodzenia listowia i krzewów, małe drzewa połamane. Nieliczne zniszczenia dachów budynków, drzwi i okien. Znaczne uszkodzenia ruchomych domów. Powalone niektóre drzewa. Pożądana ewakuacja nisko położonych terenów. Uszkodzenia rozległe. Budynki o słabej konstrukcji praktycznie całkowicie zniszczone. Uszkodzenia budynków. Powalone duże drzewa. Ruchome domy i słabo zbudowane znaki zniszczone. Teren w głębi lądu do 8 mil może być zalany. Wymagana ewakuacja z linii wybrzeża, przed przybyciem huraganu. Uszkodzenia ekstremalne. Bardziej obszerne uszkodzenia, zniszczone dachy budynków, zalanie terenów wewnątrz lądu. Uszkodzenia katastrofalne. Całkowicie zniszczone dachy. Niektóre duże budynki uszkodzone przez mniejsze, które uległy zniszczeniu. Ruchome domy całkowicie zniszczone. Wymagana całkowita ewakuacja terenów zamieszkałych w odległości do 15 mil od wybrzeża. Strona 51 Kategoria huraganu METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Tab. 7 Skala Beauforta oraz klasy prędkości wiatru wg Lorenc. Stopień skali Beauforta Nazwa wiatru Prędkość wiatru na standardowej wysokości 10 m nad płaskim otwartym terenem [węzły] [m/s] [km/h] 0 Cisza <1 0–0,2 <1 1 Powiew 1–3 0,3–1,5 1–5 2 Słaby wiatr 4–6 1,6–3,3 6–11 3 Łagodny wiatr 7–10 3,4–5,4 12–19 4 Umiarkowany wiatr 11–16 5,5–7,9 20–28 5 Dość silny wiatr 17–21 8–10,7 29–38 6 7 Silny wiatr 22–27 Bardzo silny wiatr 28–33 10,8–13,8 13,9 –17,1 Klasa wiatru wg Haliny Lorenc Prędkość wiatru na standardowej wysokości 10 m nad płaskim otwartym terenem [m/s] [km/h] I Wiatr gwałtowny ≥ 17–20 61–72 II Wichura ≥ 21–24 73–86 III Wiat huraganowy ≥ 25–28 87–101 IV Gwałtowny wiatr huraganowy ≥ 29–32 102–116 V Huragan lub trąba powietrzna ≥ 33 ≥ 118 V–1 Huragan ≥ 33–50 ≥ 118–180 V–2 Huragan bardzo silny ≥ 51–69 ≥ 181–249 V–3 Huragan dewastujący i niszczycielski ≥ 70 ≥ 250 39–49 50 –61 Gwałtowny wiatr 34–40 17,2–20,7 62–74 9 Wichura 41–47 20,8–24,4 75–88 10 Silna wichura 48–55 24,5–28,4 89–102 11 Gwałtowna wichura 56–63 28,5–32,6 103– 117 12 Huragan 64 i więcej 32,7 i więcej 110 i więcej Strona 52 8 METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 5. NIEBEZPIECZNE ZJAWISKA POGODY. Do niebezpiecznych dla lotnictwa zjawisk pogody zalicza się m.in. : Burzę, w tym burzę pyłową; Mgłę; Intensywne oblodzenie; Silną turbulencję; Szkwał; Uskok wiatru; Trąbę powietrzną i tornado; Grad; Opady zmniejszające widzialność poniżej minimalnych atmosferycznych; Zakrycie wierzchołków gór przez chmury przy lotach VFR. warunków Ze względu na to, że cześć zjawisk niebezpiecznych występuje lub są współzależne omówiono je łącznie w kolejnych rozdziałach. razem 5.1. ZJAWISKA ZWIĄZANE Z BURZĄ (szkwał, uskok wiatru trąba powietrzna, tornado, grad). Według definicji zamieszczonej w Międzynarodowym Atlasie Chmur burza to jedno lub więcej wyładowań atmosferycznych występujących jako „rozbłysk” – błyskawica, oraz suchym trzaskiem lub dudnieniem (grzmot). Burze zawsze związane są z występowaniem chmury lub chmur Cb. Budowa, struktura oraz niebezpieczne zjawiska związane z chmurami Cb omówione zostały w rozdziale 3. 5.1.1. POWSTAWANIE CHMUR Cb I RODZAJE BURZ. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona stadium rozwoju (cumulus stage) w którym następuje rozwój chmur Cu do rodzaju Cu con, prędkość prądów wewnątrz chmur przeciętnie nie przekracza 15 m/s, sporadycznie dochodzi do 25 m/s. Prędkość prądów wznoszących oszacować można na podstawie krawędzi chmur Cu, jeżeli są ostre, prędkość prądów jest znaczna, jeśli są rozmyte 53 Chmury Cb i burze powstają w warunkach chwiejnej równowagi atmosfery, przy istnieniu stosunkowo silnych prądów konwekcyjnych. W rozwoju chmur burzowych wyróżnia się trzy stadia (ryc. 31): SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP prędkości są mniejsze. Stadium rozwoju trwać może od kilkunastu minut do kilku godzin. Pod koniec trwania tego okresu rozmiary chmury mogą być znaczne, dochodzić nawet do 6 – 8 km w pionie i rozciągłości poziomej do kilku kilometrów; stadium dojrzałe (mature stage) podczas którego chmura Cb osiąga pełnię swoich rozmiarów, silne prądy wstępujące jak i zstępujące (prędkość powyżej 15 m/s). Taka prędkość prądów powoduje wymieszanie się cząstek budujących chmurę, stąd cząsteczki lodowe mogą znaleźć się poniżej poziomu zamarzania, z kolei kropelki wody mogą być wyniesione powyżej poziomu zamarzania. W tej fazie wszystkie zjawiska niebezpieczne związane z chmurą Cb i burzą są najbardziej prawdopodobne i najbardziej intensywne. W miarę trwania okresu dojrzałości zaczynają dominować prądy zstępujące. W zależności od warunków zewnętrznych stadium dojrzałości trwać może od kilkunastu do kilkudziesięciu minut; stadium zaniku (dissipating stage) w którym w całym przekroju chmury dominują słabnące ruchy zstępujące (poniżej 10 m/s). Rozmywają się krawędzie chmury, stopniowo zmieniając się w chmury innego rodzaju (w górnej części przeważnie Cs – Cc), w środkowej Ac, w dolnej przejściowo w chmury warstwowe tego piętra. W początkowym okresie trwania tego stadium nadal możliwe są wszystkie niebezpieczne zjawiska towarzyszące chmurom Cb i burzom. Stopniowo jednak zanikają, a podstawy chmur podnoszą się. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Chmury Cb i burze związane mogą być z układem frontów atmosferycznych (burze frontowe), z procesami konwekcji zachodzącymi wewnątrz jednorodnej masy powietrza (burze wewnątrzmasowe). Z poprzednich rozdziałów wiadomo, że burze 54 Ryc. 31. Rozwój chmur kłębiastych. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP i chmury Cb mogą wystąpić na wszystkich rodzajach frontów atmosferycznych, najczęściej jednak związane są z frontem chłodnym. Z analizy częstości występowania burz wynika, że z frontów chłodnych burze najczęściej pojawiają się na froncie chłodnym II rodzaju. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Burze wewnątrzmasowe można podzielić na dwa rodzaje. Pierwsze z nich powstają w ciepłych masach powietrza z termicznego uniesienia mas powietrza (burze wewnątrzmasowe termiczne), drugie powstają z ogrzania mas powietrza od podłoża w powietrzu chłodniejszym (burze termiki naniesionej). W obydwu przypadkach rozwój chmur kłębiastych następuje według schematu przedstawionego na rycinie 31. W przypadku obserwacji chmur Cu con można spodziewać się dalszego rozwoju pionowego chmur kłębiastych i utworzenia chmur rodzaju Cb. Chmury Cb tworzące się wewnątrz ciepłej masy powietrza osiągają większą rozpiętość pionową od chmur Cb powstałych na froncie atmosferycznym, która dochodzić może do wysokości nawet 12 km, chmury Cb powstałe w wyniku oddziaływania termiki naniesionej są znacznie mniejszych rozmiarów i nie przekraczają zwykle 7-8 km wysokości. Występowanie burz wewnątrzmasowych związane jest wyraźnie z cyklem dobowym. Najczęściej występują w godzinach popołudniowych lub wczesnych wieczornych, stopniowo zanikając w godzinach nocnych. W tym przypadku należy pamiętać, że w przypadku bliskości zbiorników wodnych o znacznych rozmiarach burze tworzące się nad powierzchnią wodną mogą się utrzymywać w godzinach nocnych. Burze wewnątrzmasowe występują najczęściej jako wyizolowane komórki burzowe stąd widoczne są z daleka i stosunkowo łatwo można je wyminąć. Ze względu na rozmiary chmur Cb oraz wielkość prądów wstępujących wyróżnia się superkomórki burzowe. Oprócz zwykłych warunków niezbędnych do powstania 55 Burze frontowe występują najczęściej jako wał chmur wzdłuż linii fontu lub przed nią. Szerokość takiego wału waha się od kilku do kilkudziesięciu kilometrów, długość może dochodzić do kilku tysięcy kilometrów. Wysokość chmur Cb mieści się w przeważającej większości przypadków w przedziale 7 – 9 km. Burze frontowe charakteryzują się większą intensywnością niż burze wewnątrzmasowe. W chmurach burzowych związanymi z frontem atmosferycznym (głównie chłodnym) obserwuje się najczęściej: wzrost prędkości wiatru (nawet do 15m/s), wzrost porywistości wiatru (częste porywy powyżej 20 m/s), zmiana kierunku wiatru, spadek temperatury powietrza, częściej występują także opady gradu. Z chmurami frontowymi (Cb) związane są także zjawiska takie jak trąba powietrzna lub wodna (patrz rozdz. 5.1.4). Chmury Cb występujące na frontach: okluzji lub froncie ciepłym, rzadziej chłodnym mogą być zasłonięte przez inne rodzaje chmur i niewidoczne, co zwiększa ryzyko przypadkowego znalezienia się samolotu w chmurze (dokładniejsze informacje zawarte są w rozdziale 2.4.). SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP chmur burzowych w przypadku superkomórki burzowej czynnikiem niezbędnym do powstania jest znaczna zmiana prędkości wiatru wraz z wysokością, która wraz z oddziaływaniem siły Coriolisa i siły ośrodkowej wprawiają wstępujące powietrze w ruch wirowy, tworząc mezocyklon. Zjawiska towarzyszące superkomórce burzowej mają często charakter katastrofalny. Superkomórki burzowe dzieli się na trzy główne typy: typ klasyczny (classical supercell storm) charakteryzuje się potencjalnie największym prawdopodobieństwem wystąpienia trąb powietrznych i tornada, z wyraźną strefą opadową i występującym gradem; typ HP (heavy precitipation supercell storm), w którym opady są niezwykle intensywne powodując podtopienia, a niekiedy także powodzie, strefa opadów niezwykle silnie wyrażona, opady gradu często o charakterze powodują, katastrofalnym. Intensywne opady deszczu często że trąby powietrzne mogą być późno zauważone, choć w porównaniu z typem klasycznym trąby i tornada są rzadsze; typ LP (low precitipation supercell storm) tworzące się w suchej masie powietrza, charakteryzującym się stosunkowo niewielkim opadem, możliwy jednak jest opad gradu o znacznych rozmiarach, zarówno trąba powietrzna jak i tornado jest widoczne z daleka. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Niekiedy komórki burzowe są skupione wokół siebie, noszą wówczas nazwę wielokomórkowej chmury burzowej. W takim skupisku chmury burzowe znajdują się w różnych stadiach rozwoju, co sprzyja regeneracji chmur w stadium zaniku i wydłużenia czasu trwania nawet do kilkunastu godzin. Wielokomórkowe chmury burzowe zwykle nie zanikają nocą, lub zanikają bardzo powoli. Inną cechą charakterystyczną jest bardzo duża liczba wyładowań wewnątrzchmurowych lub pomiędzy sąsiadującymi komórkami burzowymi. 56 Średnica superkomórki burzowej niekiedy przekracza 40-50 km, a rozciągłość pionowa dochodzi do granicy troposfery (nawet do 16 km). Superkomórki burzowe w warunkach klimatu Polski obserwowane są dość rzadko, są przyczyną mniej niż 10% wszystkich burz. Inną cechą pomocną w rozróżnieniu superkomórki Cb od normalnej chmury Cb to m.in.: przebicie wierzchołka chmury (kowadła) przez wir powietrza (overshooting top), wał chmur arcus zwany także chmurą szelfową (z ang. shelf cloud), niekiedy superkomórka Cb poprzedzona jest zespołem chmur kłębiastych Cu con a nawet Cb nazywanym linią chmur bocznych lub oskrzydlających (flanking clouds line). SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP O możliwości powstania burz mówią nam także wskaźniki burzowe przedstawione m.in. na diagramie aerologicznym (ryc. 8), które wyliczane są w różny sposób, przeważnie z sondaży wyższych warstw atmosfery. Do najczęściej stosowanych wskaźników burzowych (lub wskaźników konwekcji) należą: Przykładem ekstremalnej wartości wskaźnika CAPE jest 5000, kiedy to wystąpiło tornado o sile F5 w skali Fujity (prędkość wiatru powyżej 419 km/h) w Oklahoma City (3.05.1999)[NOAA] 11 Indeks ten sprawdza się najbardziej na terenach nizinnych bowiem jednym z parametrów do obliczeń jest temperatura powietrza i temperatura punktu rosy z dość niskiego poziomu izobarycznego 850 hPa METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 10 57 wskaźnik Whitinga (KI index), którego wartości progowe wynoszą W > 20 brak burz lub bardzo małe prawdopodobieństwo wystąpienia (poniżej 20%); od 20 do 25 pojedyncze komórki burzowe, izolowane Cb (prawdopodobieństwo 20-40%); od 26 do 30 rozproszone komórki burzowe (prawdopodobieństwo 40 – 60%); od 31 do 35 liczne burze w całym regionie (prawdopodobieństwo 60 – 80%) powyżej 35 silne burze w całym regionie (prawdopodobieństwo powyżej 80%, przy W powyżej 40 istnieje niemal 100% pewność zjawiska burzy); wskaźnik Fausta jest wskaźnikiem potwierdzającym zjawisko burzy, przy wartościach F< 0 brak burz i opadów przelotnych; przy 0 < F < 3 opady przelotne bez burz; przy F > 3 burze; CAPE (Convective Available Potential Energy) jest wskaźnikiem energii potencjalnie dostępnej konwekcyjnie i wyrażony w J/kg przy wartości poniżej 300 bardzo słaba konwekcja, 300 – 1000 słaba konwekcja, 1000 – 2500 średnia konwekcja, 2500 -3000 silna konwekcja, powyżej 3000 bardzo silna konwekcja10; TTI (Total Totals Index) jest indeksem stabilności atmosfery składającym się z sumy dwóch innych indeksów: VTI (Vertical Total Index) oraz CTI (Cross Total Index), przy wartościach poniżej 50 konwekcja jest mało prawdopodobna, przy wartościach powyżej 55 występuje silna konwekcja i bardzo prawdopodobne są intensywne zjawiska burzowe11 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 5.1.2. SZKWAŁ, USKOK WIATRU, DOWNBURST. Według definicji szkwał (squall) to nagły wzrost prędkości wiatru o wartości powyżej 15 – 20 węzłów (8 – 11 m/s) osiągający wartość niekiedy 30-40 m/s trwający kilka sekund, któremu towarzyszy zmiana kierunku wiatru od kilkunastu do 180°. Szkwał związany jest z chmurą Cb, lecz także może występować na obrzeżach frontów chłodnych (tzw. linie szkwałów, lub linie niestałości – rozdz. 2.4.1.), w przeciwieństwie do uskoku wiatru szkwał przebiega w poziomie. Uskok wiatru (wind shear) jako nagła zmiana kierunku i prędkości wiatru przebiegać może zarówno w poziomie jak i w pionie powodując nagłą utratę lub wzrost siły nośnej (por. rozdz. 4). Z kolei poryw wiatru (gust) stanowi nagły wzrost prędkości wiatru bez zmiany kierunku. Zarówno szkwał, uskok jak i poryw wiatru spowodowane są cyrkulacją prądów powietrza pod chmurą Cb. W stadium dojrzałym (ryc. 32) prądy zstępujące ograniczają się do środkowej części chmury, z czasem ogarniając jej przód, wówczas poryw wiatru i szkwał12 występuje z czoła chmury burzowej, natomiast uskok wiatru spotkać można w całym przekroju chmury. 12 W cyrkulacji prądów powietrza przedstawionej przez Chromowa [1969] szkwał w stadium dojrzałości chmury Cb występuje tylko z czoła chmury burzowej a poprzedza go tzw. kołnierz burzowy (arcus). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 58 Ryc. 32 Cyrkulacja w chmurze Cb. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Osiągając stadium zaniku w przekroju całej chmury burzowej występują ruchy zstępujące, których prędkość zależna jest od rozciągłości pionowej chmury, przy zależności im wyższa chmura tym większe prędkości osiągają prądy zstępujące. 13 Według źródeł Królewskiego Instytutu Meteorologicznego Australii prędkość przyziemna wiatru dochodzić może do 80 m/s (155 kt), jednak w warunkach klimatu Polski osiągnięcie takiej wartości jest mało prawdopodobne. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ryc. 33 Zjawisko nagłego prądu zstępującego „downburst”. 59 Zjawiskiem szczególnym jest nagły prąd zstępujący zwany w literaturze angielskiej jako downburst [NOAA]. Opis tego zjawiska biorąc pod uwagę literaturę światową jest dość niejednoznaczny, często także opisywany jako znany z języka potocznego „biały szkwał”. Przyziemna prędkość wiatru związana z tym zjawiskiem jest często niszczycielska osiągając nawet w skrajnych przypadkach 50 m/s (ryc. 33). Mechanizm powstania prądów zstępujących znanych jako „downburst” rozpoczyna się w wyższych warstwach chmury Cb, kiedy chłodne cięższe powietrze zaczyna zsuwać się w dół. W chmurze prędkość ruchu powietrza nie przekracza 10 m/s (19 kt), jednak w dolnych częściach chmury przyspiesza do około 30 m/s (60 kt), po opuszczeniu chmury na skutek rozprężenia powietrza osiągając niekiedy prędkość przekraczającą 40 m/s (78 kt)13. Czynnikiem sprzyjającym jest opad deszczu nie osiągający powierzchni ziemi (virga). Po osiągnięciu powierzchni ziemi prąd powietrza rozchodzi się w różnych kierunkach. Największą prędkość wiatru notuje się na wysokości około 20 – 30 metrów nad poziomem gruntu. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Zjawisko „downburst” jest szczególnie niebezpieczne dla samolotu znajdującego się w pobliżu ziemi lub wykonującego manewr startu lub lądowania. Znane są przypadki katastrof samolotów pasażerskich podchodzących o lądowania w warunkach występowania zjawiska „downburst”. A B Ryc. 34 Wpływ zjawiska downburst na lądowanie (A) i start (B) objaśnienia w tekście. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Podczas startu w warunkach występującego zjawiska „downburst” (ryc. 34B) początkowo samolot znajduje się w warunkach silnego wiatru o kierunku przeciwnym do kierunku lotu , którego prędkość stopniowo maleje (pozycja 1 – 2), w końcu znajduje się w silnym opadającym strumieniu powietrza (pozycja 3 – 4) 60 Przy lądowaniu (ryc. 34A) podczas zjawiska silnego prądu zstępującego w pozycji 1 samolot zniża lot i podchodzi do lądowania, z czasem dostaje się w silny prąd powietrza wiejący w kierunku przeciwnym do lotu (większa siła nośna), aby utrzymać zniżanie pilot redukuje prędkość samolotu (pozycja 2). W trakcie lądowania samolot dostaje się w strefę prądów zstępujących (pozycja 3) oraz silnego wiatru od tyłu samolotu (zgodnym z kierunkiem lotu – pozycja 4), powodując nagłe zmniejszenie siły nośnej i gwałtowne opadanie, co może przyczynić się do niekontrolowanego kontaktu z ziemią. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP powodującego obniżenie wysokości. W końcowej fazie samolot znajduje się w warunkach silnego wiatru o kierunku zgodnym z kierunkiem lotu, co powodować może dalsze opadanie samolotu (pozycja 5). Ze względu na podobne warunki przy powierzchni ziemi (nagły wzrost prędkości wiatru, przy zmianie kierunku) zjawisko to może być mylone ze szkwałem. Jedyną różnicą pomiędzy szkwałem a downburst jest czas trwania, w przypadku szkwału jest to kilka najwyżej kilkanaście sekund. Czas trwania downburst szacowany jest na 3 do 5 minut. Często także skala zniszczeń spowodowanych omawianym prądem zstępującym może przypominać tornado. Należy pamiętać, że tornado (rozdz. 5.1.3.) charakteryzuje się odwrotnym kierunkiem prądów powietrza (ryc. 35). W tym przypadku różnica jest zasadnicza: prąd powietrza w trąbie powietrznej (tornado) skierowany jest w kierunku leja (zakrzywiony przez siłę Coriolisa oraz odśrodkową), a w przypadku zjawiska downburst jest to prąd powietrza skierowany na zewnątrz. Jednak dla obserwatora znajdującego się w pobliżu wygląd obu zjawisk może być podobny. Z powodu znacznej skali zniszczeń spowodowanych przez niektóre prądy zstępujące niektórzy autorzy (Fujita, 1981) zalecają stosowanie skali intensywności tornad (patrz rozdz. 5.1.3.) Ryc.35 Zjawisko downburst i trąba powietrzna, kierunki ruchu powietrza. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Trąby powietrzne lub wodne stanowią wirujący lej powietrza wychodzący z podstawy chmury burzowej. W przypadku trąby powietrznej lej ten dochodzi do powierzchni ziemi, w przypadku trąby wodnej u dołu dociera do lustra wody. Należy zauważyć, że zarówno trąba powietrzna i tornado z punktu widzenia fizycznych mechanizmów powstania i rozwoju jest pojęciem tożsamym. 61 5.1.3. TRĄBA POWIETRZNA, TORNADO. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Tornado jest określeniem trąby powietrznej w Stanach Zjednoczonych. Z pojęciem trąby powietrznej często mylone są tzw. wiry pyłowe lub piaskowe (dust devil) pojawiające się nawet przy bezchmurnym niebie, jednak charakteryzują się one znacznie mniejszą prędkością wiatru na krańcach słupa wiru. Należy pamiętać, że trąba powietrzna (tornado) zawsze związane jest z chmurą Cb (ryc. 36). Lot w bliskości trąby powietrznej jest niemożliwy, stąd niezwykle ważne jest wczesne oszacowanie możliwości wystąpienia trąby powietrznej. Oprócz ostrzeżenia o możliwości powstania trąby powietrznej można obserwując chmurę Cb oszacować możliwość powstania trąby powietrznej. Ryc. 36 Trąba powietrzna. Ryc. 37 Chmura stropowa (wall Cloud), z prawej z widoczną strefą RFD. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona podstawa chmury pofalowana na kształt wybrzuszeń i zagłębień (mamma - ryc. 20F); strefa wolna od opadów atmosferycznych lub opad gradu; pojawienie się chmury stropowej (wall cloud, ryc. 37) 62 Oznakami potencjalnej możliwości powstania trąby powietrznej są: SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP ruch wirowy lub pionowy (zanikanie i ponowne pojawianie się) chmury stropowej; wiatr wiejący w kierunku chmury stropowej; strefa przejaśnień z tyłu chmury burzowej świadczącą o występowaniu silnego prądu zstępującego RFD14 występuje bezpośrednio przed pojawieniem się trąby powietrznej. 14 RFD – z ang. rear flank downdraft. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 63 Siła trąb powietrznych (tornad) określana jest według oceny zniszczeń i szacowanej prędkości wiatru (prędkość wiatru wirze rzadko jest zmierzona, szczególnie przy tornadach skali F3-F5). Najpopularniejsza jest skala Fujity, nieco dokładniejsza jest skala angielskiego stowarzyszenia badaczy trąb powietrznych TORRO (tab. 8). SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Tab. 8 Skala określania siły tornada Fujity i TORRO Skala Fujity Skala Prędkość wiatru [m/s] F0 < 33 F1 33 - 50 F2 51 - 70 F3 71 - 92 F4 93 - 116 F5 117 - 142 Typowe szkody Lekkie szkody: połamane gałęzie drzew, powyrwane słabo zakorzenione drzewa, zniszczone szyldy i reklamy Umiarkowane szkody: zerwanie poszycia dachów, ruchome domy (niezwiązane z podłożem) przesuwane lub poprzewracane, jadące samochody zdmuchiwane z drogi, garaże mogą być zniszczone Znaczne szkody: zerwane dachy z domów, ruchome domy zdemolowane, duże drzewa wyrwane z korzeniami, samochody unoszone ponad ziemię Gwałtowne szkody: dachy i niektóre ściany domów o wzmocnionej konstrukcji zerwane lub zniszczone, poprzewracane pociągi, większość drzew w lesie powyrywanych, ciężkie samochody uniesione nad ziemię i rzucone w dal Niszczące szkody: domy o mocnej konstrukcji zrównane z ziemią, budowle o słabych fundamentach zdmuchnięte i przeniesione na pewną odległość, Niewyobrażalne szkody: domy o silnej konstrukcji zrównane z ziemią, zerwana kora z drzew, przedmioty wielkości samochodów rzucone na odległość ponad 100 metrów. Konstrukcje żelbetowe poważnie uszkodzone. Skala intensywności tornad TORRO Prędkość wiatru [m/s] T0 17 - 24 T1 25 - 32 T2 33 - 41 T3 42 - 51 T4 52 - 61 T5 62 - 72 T6 73 - 83 T7 84 - 95 T8 96 - 107 T9 108 - 120 Opis tornada Opis szkód Unoszenie z powierzchni ziemi i nadanie spiralnego ruchu lekkim śmieciom, uszkodzenia markiz i dużych namiotów, wyrywanie pojedynczych dachówek, łamanie małych gałązek, dostrzegalny tor zniszczeń Leżaki, małe rośliny, ciężkie śmieci wprawiane w ruch i unoszone w powietrzu, drobne uszkodzenia budynków, wyrywanie Łagodne tornado dachówek, lekkie uszkodzenia kominów, wywracanie płotów drewnianych, lekkie uszkodzenia żywopłotów i drzew, odłamywanie pojedynczych konarów Przestawianie ciężkich ruchomych (niezwiązanych z podłożem) domów, wywiewane lekkie przyczepy turystyczne, zniszczone Umiarkowane ogrodowe altany, dachy garaży pozrywane, duże szkody w tornado drzewostanie, wirowanie niektórych gałęzi, wyrywanie małych drzew Poprzewracane ruchome domy, lekkie przyczepy zniszczone, Mocne tornado garaże i budynki o lekkiej konstrukcji zniszczone, niektóre duże drzewa połamane lub wyrwane Lewitowanie samochodów, domy ruchome unoszone w powietrze, Gwałtowne tornado zerwane dachy, ściany szczytowe budynków porozrywane, powyrywane lub połamane drzewa Intensywne Lewitowanie ciężkich pojazdów, poważniejsze szkody budynków niż w T4, zawalone stare, słabe budynki, stoją ściany domów tornado Umiarkowanie Utracenie przez domy dachów i ścian, zawalona większość niszczące tornado budynków Zdemolowane całkowicie drewniane domy, niektóre kamienne Silnie niszczące ściany domów zawalone, konstrukcje stalowe lekko powyginane. tornado Lokomotywy wywrócone, dostrzegalnie zrywanie kory z drzew przez latający gruz Ostro niszczące Samochody rozrzucone na dużą odległość, domy kompletnie tornado zniszczone, konstrukcje stalowe powyginane Budynki o konstrukcji stalowej bardzo zniszczone. Lokomotywy i Intensywnie wagony kolejowe porozrzucane na duże odległości, kompletnie niszczące tornado pozrywana kora z pni drzew Lekkie tornado Strona 64 Intensywność tornada METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 5.1.4. WYŁADOWANIA ATMOSFERYCZNE. Wyładowania atmosferyczne charakterystyczne są tylko dla chmury Cb. warunkiem koniecznym dla powstania wyładowania jest jonizacja atmosfery. Do jonizacji powietrza atmosferycznego, będącym naturalnym izolatorem, dojść może jedynie przy znacznej różnicy potencjałów dochodzącej niekiedy do 50000V. W przypadku dojścia do wyładowania atmosferycznego tworzy się tzw. lider inicjujący wyładowanie. Lider tworzy się od chmury w kierunku ziemi (górny), a także od ziemi w kierunku chmury (dolny). W przypadku połączenia się dwóch liderów dochodzi do wyładowania atmosferycznego, czyli wyrównania różnicy potencjałów (ryc. 38). Ryc. 38 Schemat wyładowań atmosferycznych w chmurze Cb. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona płaskie – są wyładowaniami zachodzącymi wewnątrz chmury burzowej lub zespołu chmur (cloud to cloud discharges), teoretycznie są najbardziej niebezpieczne ze względu na potencjalne duże prawdopodobieństwo uderzenia w statek powietrzny; 65 Wyróżnia się kilka rodzajów wyładowań atmosferycznych, do najważniejszych należą: SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP wstęgowe – występuje wówczas kiedy na skutek silnych prądów poziomych następuje połączenie kilku ścieżek wyładowań (liderów) w jeden, czego efektem jest kilka wyładowań w jednej ścieżce; liniowe –najpopularniejsze i najbardziej efektowne wyładowania doziemne mogące występować w postaci jednej lub kilku rozgałęzionych linii. Dodatkowo występujące sporadycznie wyładowania: METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Wyładowania atmosferyczne dzielą się ze względu na ładunek na dodatnie (positive) i ujemne (negative). Obydwa te rodzaje wyładowań mogą być inicjowane zarówno z ziemi jak i z chmury, jednak szacuje się że ponad 90% wyładowań ujemnych to wyładowania doziemne. Najbardziej niebezpieczne są wyładowania dodatnie. Liczba wyładowań wewnątrzchmurowych doziemnych jest zmienna zależna od szerokości geograficznej. W rejonach równikowych liczba wyładowań wewnątrzchmurowych jest znacznie większa od wyładowań doziemnych. Im wyższa szerokość geograficzna tym większa jest liczba wyładowań doziemnych. Efekt świetlny – błyskawica - związany z wyładowaniem spowodowany jest świeceniem gazów zawartych w atmosferze w warunkach wysokiej temperatury. Efekt dźwiękowy – grzmot – to wynik nagłego rozprężenia gazów wokół kanału wyładowania (przy temperaturze do 30000°K). W samym wyładowaniu 66 perełkowe (paciorkowe) – w których kanał wyładowania składa się z jasnych i ciemnych punktów układających się dla obserwatora jako perełki. Mimo, że pierwszej udokumentowanej obserwacji dokonano w 1916 roku do tej pory istota powstania tego typu wyładowania nie znalazła wyjaśnienia; piorun kulisty – o kształcie kuli, dysków o średnicy wahającej się od kilku centymetrów do kilku metrów, są obserwowane w czasie kilku sekund, do kilku minut, kończąc istnienie wybuchem lub też zwykłym wygaśnięciem. Jest to jeden z najmniej poznanych wyładowań mimo, że pierwsze wzmianki o jego istnieniu sięgają starożytności. Może utrzymywać się samolotu do czasu zaniknięcia. Podobnie jak w przypadku wyładowań perełkowych nie ma spójnej teorii jego powstania. Do najbardziej prawdopodobnych zalicza się: reakcję jądrową rozczepienia ksenonu pod wpływem kanału wyładowania, egzotermicznej reakcji utlenienia azotu, a także związkiem materii i antymaterii. Zarówno piorun kulisty jak i wyładowanie perełkowe należą do bardzo rzadko spotykanych wyładowań; ognie św. Elma – obserwowane na szczytach masztów żaglowców, skrzydeł samolotów i innych ostrych krawędziach, zwane także wyładowaniami koronowymi lub cichymi. Zachodzą pomiędzy ostrymi krawędziami o łatwo do rozpoznania ładunku przy dodatnich wyładowaniach stanowią płomienie odstające nawet do 10 cm od krawędzi, kiedy wyładowanie jest ujemne mają kształt skondensowanych płomieni. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP może dochodzić do kilku faz wyrównywania ładunków elektrycznych. Zwykle jedno wyładowanie nie trwa dłużej niż 1,5 sekundy, ale wartości fizyczne wyładowania świadczą o jego sile: natężenie prądu w wyładowaniu waha się od 10000 do 100000 A, różnica potencjałów dochodzić może do 500 kV, a kanał wyładowania może mieć nawet 20 km długości w chmurze oraz do 10 km poza chmurą. Nieco innym rodzajem wyładowania atmosferycznego są wyładowania ponad chmurami. W przypadku wyładowań chmura – ziemia i chmura – chmura wyładowania ponad chmurami stanowią mało poznaną dziedzinę. Ryc. 39 Wyładowania ponad chmurami burzowymi [Krehbiel i in., 2008] 15 Nazwy BJs i GJs zależą od zasięgu pionowego wyładowania. Przyjmuje się, że blue jet (BJs) ma mniejszy zasięg pionowy. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 67 Według najbardziej rozpowszechnionych teorii wyładowanie ponad chmurami zwane także jako blue jet (BJs) lub gigantic jet (GJs) 15(ryc. 39) powstaje na skutek wyładowań doziemnych lub wewnątrz chmury Cb przy zachwianiu potencjałów w górnej części chmury. Przyjmuje się, że różnica potencjałów przy wyładowaniu ponad chmurami jest podobna do wyładowań konwencjonalnych, stąd zagrożenia dla statku powietrznego są podobne. Jednak dla pilotów wyładowanie ponad chmurami może stanowić element zaskoczenia, w przypadku kiedy omijają chmurę burzową zgodnie z zaleceniami. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 40 Strefa niedozwolonych lotów w pobliżu chmur Cb. Ze względu na znaczny obszar niebezpiecznych zjawisk meteorologicznych jakie niesie ze sobą chmura Cb wytyczono obszar, w którym zabrania się lotów statków powietrznych (ryc. 40). Wg RL-2010 w punkcie 4 i 5 § 51 zapisano: „Wykonywanie lotu w silnie wypiętrzonych chmurach kłębiastych oraz zbliżanie się do chmur burzowych na odległość poziomą mniejszą niż 10 km jest zabronione. Zabroniony jest także lot pod silnie wypiętrzonymi chmurami kłębiastymi dającymi intensywny opad deszczu, gradu, śniegu lub wyładowania atmosferyczne.” METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Potencjalne niebezpieczeństwa dla samolotu spowodowane przekroczeniem kanału wyładowania (trafienia przez piorun) są w przeważającej większości przypadków stosunkowo niegroźne, jednak w skrajnych sytuacjach na skutek splotu wielu niekorzystnych zjawisk atmosferycznych towarzyszących burzom doprowadzić mogą do katastrofy. Prawdopodobieństwo uderzenia samolotu przez wyładowanie atmosferyczne jest niewielkie, rośnie jednak wraz z masą statku powietrznego. Podobnie jak w przypadku wyładowań trafiających w ziemię także w samolocie najbardziej narażone są wysunięte części kadłuba (anteny, skrzydła, stateczniki) stanowiąc około 80% wszystkich uderzeń w samolot. W kadłub wyładowanie atmosferyczne trafia z częstością około 15%. Najwięcej wyładowań atmosferycznych w statek powietrzny ma miejsce w granicach izotermy (temperatury OAT) od -10 do 10°C, z maksimum w okolicach wartości 0°C. Z udokumentowanych uszkodzeń samolotu przy „uderzeniu pioruna” większość dotyczy urządzeń pokładowych elektrycznych i/lub elektronicznych, jednak w niektórych źródłach 68 „Nad napotykanymi w locie chmurami burzowymi zezwala się przelatywać z przewyższeniem nie mniejszym niż 1 000 m.” SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP [m.in. Szewczak, 2007] wskazuje się na możliwość nagrzewania się kompozytowych konstrukcji kadłuba na skutek różnicy potencjałów. Naelektryzowane części kadłuba mogą także wzbudzać wyładowanie chmura – samolot, wówczas kiedy samolot znajdzie się w części chmury o odmiennym znaku potencjału. 5.2. MGŁA. Mgła definiowana jest jako zawieszone w powietrzu kropelki wody lub kryształki lodu (mgła lodowa) dochodzące do powierzchni ziemi ograniczające widzialność poziomą do poniżej 1 km. Ze względu na ograniczenie widzialności rozróżnia się według międzynarodowej skali: bardzo silną mgłę przy widzialności poniżej 50 m, silną mgłę przy widzialności od 50 do 200 m, umiarkowaną mgłę (od 200 do 500 m) i słabą mgłę przy widzialności od 500 do 1000 m. Mgły dzielą się także ze względu na fizyczny charakter powstania. Poznanie mechanizmów powstawania różnych rodzajów mgieł pozwala na oszacowanie czasu trwania tego zjawiska a także intensywności. 5.2.1. MGŁA ADWEKCYJNA. Strona 69 Mgła adwekcyjna (napływowa) powstaje na skutek przemieszczania się cieplejszej i bardziej wilgotnej masy powietrza nad chłodniejszym podłożem. Mgła tego typu powstaje w sytuacji kiedy temperatura powietrza w masie chłodniejszej jest niższa od temperatury punktu rosy powietrza napływającego. W warunkach klimatu Polski mgły adwekcyjne najbardziej charakterystyczne są dla okresu jesienno – zimowego (ryc. 42), nieco rzadziej zdarzają się wiosną. Przemieszczająca się ciepła masa powietrza prowadzi do powstania przyziemnej inwersji temperatury powietrza, która stanowi barierę dla unoszącego się powietrza cieplejszego (ryc. 41). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 41 Powstanie mgły adwekcyjnej. Mgła adwekcyjna charakteryzuje się przeważnie dość długim okresem trwania, który zależy od prędkości wyrównania różnic temperatury powietrza oraz zanikiem inwersji. Przy sprzyjających warunkach meteorologicznych mgły tego typu w Polsce mogą się utrzymywać nawet powyżej jednaj doby. W przypadku dodatkowego obniżenia się temperatury powietrza na skutek wypromieniowania ciepła może dojść do utrwalenia się zalegania mgły adwekcyjnej, a ze względu na proces wypromieniowania ciepła mgłę taką określa się jako adwekcyjno – radiacyjną. Strona 70 Ryc. 42 Sytuacja synoptyczna sprzyjająca powstawaniu mgieł adwekcyjnych (21.10.2002) [źródło archiwum DWD]. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 5.2.2. MGŁA RADIACYJNA. Mgła radiacyjna powstaje w wyniku wypromieniowania ciepła w okresie od zachodu do wschodu słońca, kiedy ustaje dopływ energii słonecznej. Warunkami sprzyjającymi powstaniu tego rodzaju mgły jest obszar podwyższonego ciśnienia, nocne rozpogodzenia, zalegająca blisko powierzchni ziemi wilgotna masa powietrza, prędkość wiatru nie przekraczająca 3 m/s (brak lub nieznaczne mieszanie powietrza) oraz chłodniejsza od otaczającego powietrza powierzchnia gruntu. Mgły radiacyjnie tworzą się także szczególnie często na obszarach o urozmaiconej rzeźbie terenu w dolinach (sprzyjają zaleganiu chłodnego powietrza – patrz ryc. 24). Mgły radiacyjne powstają częściej na polanach leśnych, rejonach bagiennych w tym także trawiastych pasów startowych. Z racji mechanizmów powstawania zależnych w dużym stopniu od warunków lokalnych mgła radiacyjna jest zjawiskiem o małym zasięgu. W warunkach klimatu Polski mgła radiacyjna najczęściej pojawia się w godzinach porannych (zbliżonych do wschodu słońca) w miesiącach jesiennych, rzadziej w końcu lata (sierpień) i stosunkowo szybko zanika. W szczególnych przypadkach (głęboka inwersja) mgły radiacyjne mogą utrzymywać się przez całą pierwszą część dnia stopniowo podnosząc się i przekształcając w chmury St. Mgła radiacyjna niekiedy występuje w postaci niskiej zasłony mgły często w postaci płatów. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona W takiej sytuacji widzialność pozioma podawana przez lotniskową stację meteorologiczną jest wyższa od widzialności podczas mgły. Mgła radiacyjna jest zjawiskiem występującym blisko powierzchni ziemi a jej rozciągłość pionowa z reguły nie przekracza 100 metrów. Zjawisko to podobnie jak inne rodzaje mgieł występuje przy zrównaniu temperatury powietrza z temperaturą punktu rosy, kiedy dochodzi do kondensacji pary wodnej. 71 Ryc. 43 Powstawanie mgły radiacyjnej. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 44 Sytuacja synoptyczna sprzyjająca powstawaniu mgieł radiacyjnych (03.09.2003) [źródło archiwum DWD]. Mgły radiacyjne najczęściej występują w sytuacji synoptycznej, kiedy wyż znajduje się na południu Polski, co warunkuje napływ powietrza o temperaturze niższej z zachodu (ryc. 44). Widzialność ziemi z powietrza we mgle radiacyjnej jest stosunkowo dobra, jednak zalegająca na pasie startowym mgła może utrudnić lub uniemożliwić wykonywanie zadań lotniczych [Szewczak, 2007]. 5.2.3. MGŁA FRONTOWA. Strona Mgła przedfrontowa powstaje najczęściej w warunkach przemieszczania się frontu ciepłego lub frontu okluzji ciepłej. Najbardziej intensywnie zjawisko to występuje w półroczu chłodnym, szczególnie w miesiącach grudzień – marzec. Wolno przemieszczające się cieplejsze powietrze naciera na zalegające nad wychłodzoną powierzchnią powietrze chłodne. Następuje ochłodzenie powietrza do temperatury punktu rosy i pojawia się mgła. 72 Mechanizm powstawania mgły frontowej (ryc. 45) jest podobny do mgły adwekcyjnej, z zasadniczą różnicą że związana jest z frontem atmosferycznym, a więc dwoma masami powietrza. Mgły frontowe pojawiać się mogą przed linią frontu (przedfrontowe), na linii frontu (frontowe) oraz za linią frontu (zafrontowe). Zdecydowana większość mgieł frontowych powstaje przy powolnym przemieszczaniu się frontu. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 45 Powstawanie mgły frontowej. Mgła frontowa powstaje na linii frontu atmosferycznego. Zjawisko tego typu powstaje głównie na frontach ciepłych. Najczęściej mgłę frontową stanowią podstawy chmur niskich sięgające powierzchni ziemi. Mgły te zanikają wraz z przemieszczaniem się linii frontu, choć w niektórych przypadkach mogą występować także za linią frontu (mgła zafrontowa). Mgła zafrontowa pojawia się za linią frontu i dotyczy głównie frontu ciepłego lub okluzji ciepłej. Powstaje wówczas, kiedy ciepłe powietrze płynące za frontem przemieszcza się nad chłodną powierzchnią ziemi (termika naniesiona) i obniża swoją temperaturę aż do osiągnięcia temperatury punktu rosy. W niektórych źródłach za mgłę zafrontową przyjmuje się mgłę z parowania opadu atmosferycznego przy rozpogodzeniach (i spadku temperatury powietrza) występujących za linią frontu jednak taki rodzaj mgły powinien być raczej zaliczany do mgły radiacyjnej. 5.2.4. INNE RODZAJE MGIEŁ. Strona 73 Oprócz wymienionych w poprzednich rozdziałach podstawowych rodzajów mgły spotyka się także inne wynikające głównie z lokalnych uwarunkowań geograficznych. Jak wspomniano wcześniej sprzyjającym czynnikiem do powstania mgły są doliny, w których tworzą się zastoiska chłodnego powietrza. Poza tym powstawaniu mgieł sprzyjają duże powierzchnie wodne (rzeki, jeziora naturalne i sztuczne a nawet stawy rybne), mokradła i bagna, rodzaj pokrycia terenu, polany leśnie, obszary trawiaste a nawet miasta (większa liczba jąder kondensacji). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 46 Powstawanie mgły orograficznej. Jednym z przykładów takich mgieł jest mgła orograficzna (nazywana także mgłą zboczową) będąca skutkiem ochładzania się wznoszącego powietrza wzdłuż stoku górskiego. Z punku widzenia obserwatora stojącego w dolinie górskiej jest to chmura, jednak w górach stanowi ona mgłę (ryc. 46). Na mapach istotnych zjawisk pogody zjawisko to może być przedstawiane jako zakrycie wierzchołków gór przez chmury (patrz ryc. 46). Mgła z wyparowania (ryc. 47) nazywana jest czasem dymieniem morza (jeziora lub rzeki). W odróżnieniu od mgły adwekcyjnej tworzy się w jednorodnej masie powietrza przy różnicy w ochładzaniu się powietrza nad powierzchnią lądu (szybciej) oraz powierzchnią wody (wolniej). Strona 74 Ryc. 47 Mgła z wyparowania. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Jeżeli różnica temperatury pomiędzy wodą a powietrzem nad nią jest znaczna (około 10°C) dochodzi do intensywnego parowania i powstania mgły. Unoszące się jako cieplejsze powietrze znad obszarów wodnych powoduje powstanie ruchów turbulentnych, czyniąc w przyziemnej warstwie masę chwiejną, przyczyniając się do powstania słabej turbulencji i oblodzenia (dotyczy znacznej wielkości powierzchni wodnych jezior, mórz i oceanów). Jeżeli ponad warstwą turbulencji zalega inwersja mgła przechodzi stopniowo w chmury St nad powierzchnią lądową. Mgła z wyparowania opadu tworzy się przy intensywnym parowaniu wody z opadów atmosferycznych. Opad atmosferyczny spadając na cieplejszy grunt szybko paruje, taka sytuacja związana jest z frontem chłodnym (w okresie letnim) przy występujących za nim rozpogodzeniach i należy do zjawisk krótkotrwałych. W podobny sposób tworzy się mgła z wyparowania opadów na froncie ciepłym, wówczas zjawisko to jest bardziej długotrwałe i przyjmuje znamiona mgły adwekcyjnej lub adwekcyjno-radiacyjnej. Mgła lodowa (praktycznie bardzo rzadko spotykana w warunkach klimatu Polski) powstaje na skutek zamarzania cząsteczek wody w warunkach bezwietrznej pogody związanej z niską temperaturą powietrza ( poniżej -20°C). W szczególnie sprzyjających warunkach mgła lodowa może ograniczyć widzialność do poniżej 100 m, jednak w większości przypadków widzialność we mgle lodowej waha się w okolicach 1 km. Związane z mgłą lodową cząsteczki zamarzniętej wody nie tworzą kryształków o regularnej budowie, stad brak zjawisk towarzyszącym np. igiełkom lodowym zjawisk optycznych jak pył diamentowy czy halo. Strona 75 Pozostałe rodzaje mgły omówiono w tab. 9. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Tab. 9. Opis mgieł ze względu na geografię terenu (za Roth, 200016). Opis terenu Miejsce powstania Czas powstania Uwagi Nad jeziorem w głębi lądu Powierzchnia wody Godziny wieczorne, nocne i poranne w okresie od jesieni do wiosny. Przy temperaturze powietrza w okolicach 0°C śliskość szronowa i gołoledź. Przyziemna Obszary równinne i doliny górskie Godziny wieczorne, nocne i poranne w okresie od jesieni do wiosny. Może pojawiać się szybko, zimą możliwe mgły całodobowe. Wywołana parowaniem Może powstawać wszędzie, głownie przy drogach Zaraz po opadzie deszczu, przy jednoczesnych rozpogodzeniach. Zwykle nie przekracza wysokości kilku metrów. Często w lecie po burzy. Od późnego lata do wiosny, przeważnie wieczorem, nocą i w godzinach porannych Mgła pojawia się do momentu powstania stałej pokrywy lodowej. Ze względu na mieszanie wód nad rzekami zjawisko trwa dłużej. Łąki i pola uprawne Zima przy silnym mrozie Zbudowane z kryształków lodu, jednak nie powodują oblodzenia. Dolinna Dna dolin, tereny pagórkowate. We wszystkich porach roku w godzinach wieczornych, nocnych i porannych, przy bezwietrznej pogodzie. Pierwszą oznaką powstania są strzępki mgły unoszące się blisko powierzchni ziemi Smog Tereny wielkomiejskie. Okres jesienno zimowy. Często całodobowe, nasycona zanieczyszczeniami. Wszystkie pory roku. Mgła ze zmieszania powietrza, najczęściej ogranicz się do wąskiego pasa wybrzeża. Nad wodami (jeziora, rzeki) i mokradłami Mrozowa Powierzchnia morza i tereny nadbrzeżne. 16 Wymienione w tabeli mgły mieszczą się w omówionych wcześniej rodzajach mgieł jednak opisy odnoszą się do lokalnego charakteru tego zjawiska. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 76 Morska Powierzchnia wody lub mokradeł SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 5.2.5. ZAMGLENIA Za zamglenie przyjęto widzialność poziomą powietrza poniżej 10 km, przy czym w depeszach lotniczych (METAR, TAF) zamglenie (BR) zaznaczone jest przy widzialności poniżej 4000 m. Zamglenia tworzą się podobnie jak mgły jednak nie ograniczają w sposób tak znaczący widzialności. Zamglenia mogą sięgać wysokości nawet 5000 m. Zamglenia występują najczęściej wokół gęsto zaludnionych obszarów miejskich, niezamarzniętych zbiorników wodnych oraz związane są z przemieszczaniem się mas powietrza o różnej charakterystyce termicznej. Najczęściej tworzą warstwę jednorodną, pomiędzy którą widzialność jest dobra. 5.2.6. INNE ZJAWISKA OGRANICZAJĄCE WIDZIALNOŚĆ. Zamieć pyłowa tworzy się zwykle nad obszarami o luźnej strukturze skalnej (pyły) w wyniku działania wiatru w niestabilnej atmosferze. Skutki zamieci pyłowej (ograniczenie widzialności) mogą być przenoszone na znaczne obszary (powyżej 100 km) i wysokości nawet do 5-6 km. Zamieć pyłowa ograniczać może widzialność nawet poniżej 50 m. W warunkach klimatu Europy zamieć pyłowa często występuje w południowych obszarach Europy, bądź też na tym obszarze przenoszona jest znad północnej Afryki. Burza piaskowa (sucha burza) występuje zwykle na obszarach pustynnych lub półpustynnych a także w regionach objętych suszą. Występuje w mniejszej skali niż zamieć pyłowa, jednak ograniczać może widzialność nawet do poniżej 50 m. Uniesiony pył i piasek z reguły osiada po przejściu burzy. Strona Zamieć śnieżna występuje kiedy wiatr unosi leżące płatki śniegu Zamieć śnieżna często mylona jest z zawieją śnieżną, która występuje kiedy wiatr unosi padający śnieg, nie musi wówczas występować pokrywa śnieżna. W przypadku zamieci śnieżnej wiatr unosi padający śnieg na wysokość powyżej 2 m nad poziom gruntu. Widzialność przy niektórych zamieciach śnieżnych wynosi nawet do poniżej 50 m. 77 Zamiecie piaskowe występują na obszarach pustynnych i półpustynnych w wyniku działania silnego wiatru (powyżej 8-10 m/s). W przeciwieństwie do zamieci pyłowej unoszony jest zarówno piasek jak i pył. Pionowy zasięg zamieci piaskowej wynosi około 100 m, jednak wzniecone przez wiatr pyły sięgać mogą nawet 6 km. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 5.3. OBLODZENIE. Pod pojęciem oblodzenia należy rozumieć powstawanie zwartej warstwy lodu na powierzchni statku powietrznego znajdującego się w ruchu lub stojącego na ziemi. Oblodzenie statków powietrznych stanowi jedne z najniebezpieczniejszych zjawisk pogody. Występujące oblodzenie może doprowadzić do zmiany własności aerodynamicznych statku powietrznego a w skrajnych przypadkach doprowadzić do uszkodzenia bądź zgaśnięcia jednego lub więcej silników (ryc. 48). Do najważniejszych skutków występowania oblodzenia zalicza się: pogorszenie zdolności aerodynamicznych, zmniejszenie mocy silnika, niewłaściwe działanie sterów, podwozia i hamulców, pogorszenie widoczności (zamarzanie, zeszronienie szyb), fałszywe wskazania przyrządów, utratę łączności. Ryc. 48 Zmiana sił aerodynamicznych w związku z występującym oblodzeniem. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona oblodzenie profilowe; występuje w przypadku zamarzania niewielkich kropel wody w chmurach o niskiej wodności pokrywając krawędzie jednorodną warstwą lodu, przez co nie wpływa bardzo znacząco na parametry lotu, przeważnie tworzy się w temperaturze powietrza (OAT) poniżej -20,0°C; oblodzenie bryłowate; obserwowane jest przy zamarzaniu dużych kropel wody (chmury o znacznej wodności), przeważnie w zakresie temperatury 78 Ze względu na charakter i strukturę lodu narastającego na samolocie wyróżnia się różne rodzaje oblodzenia: SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP OAT od 0,0 do -7,0°C. W tym zakresie temperatury powietrza cząsteczki wody nie zamarzają w sposób gwałtowny powodując, że niezamarznięte cząsteczki wody spływają wzdłuż płatów i innych częściach samolotu i zamarzają. Powierzchnia tego typu oblodzenia jest nieregularna i w sposób znaczący zmienia warunki aerodynamiczne statku powietrznego, oblodzenie tego typu jest nietrwałe i łatwo kruszy się pod wpływem drgań; szron; tworzący się głównie na samolotach stojących na powierzchni ziemi w warunkach sprzyjających powstawaniu tego zjawiska. Zjawisko oszronienia samolotu może występować przy bezchmurnym niebie. Szron może tworzyć się także na szybach lecącego samolotu w sposób znaczny ograniczając widoczność. Oblodzenie samolotu może powstać także podczas zmiany poziomu lotu, kiedy samolot obniża lot i z wychłodzoną powierzchnią kadłuba wchodzi w warstwy o znacznej wodności. Lód może przyjmować charakter: szklisty, matowy, mieszany (szklisto – matowy) oraz szronu lub szadzi. Lód szklisty (clear ice, glaze ice)ma powierzchnię przeźroczystą powstaje na skutek powolnego zamarzania cząsteczek wody na kadłubie samolotu. Najczęściej powstaje w zakresie temperatury powietrza od 0,0 do -10,0°C. Pokrycie lodem szklistym jest jednym z najniebezpieczniejszych typów oblodzenia ze względu na trudną ocenę grubości lodu oraz stosunkowo dobrą przyczepność do powierzchni samolotu. Najczęściej pojawia się w chmurach Cb, Cu lub Ns, a także podczas opadów marznących. Lód matowy (rime ice) tworzy się na skutek gwałtownego zamarzania kropel wody przechłodzonej w temperaturze poniżej -10,0°C. Jest kruchy i stosunkowo łatwo odpada od części samolotu. Może tworzyć się w niemal każdym rodzaju zachmurzenia a także we mgle lodowej. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Szadź (hoar frost) stanowi jednorodną warstwę pokrywającą powierzchnię samolotu. Powodować może wzrost oporów, a także ograniczać widoczność jeśli pojawia się na szybach (w niehermetyzowanych statkach powietrznych powstaje także po wewnętrznej stronie szyby). 79 Lód mieszany (mixed ice) stanowi połączenie dwóch wyżej wymienionych typów oblodzenia. Tworzy się w chmurach kłębiastych (głównie Cb), gdzie obserwuje się silne wymieszanie małych i dużych kropel wody. Według niektórych autorów [m.in. Szewczak, 2007] lód mieszany tworzy się w chmurach Cb i Cu w zakresie temperatury -15,0°C, Ns w zakresie temperatury -10,0°C (przy wyniesieniu orograficznym -20,0°C). SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Warunki meteorologiczne sprzyjające występowaniu oblodzenia to: temperatura powietrza wynosząca 0,0°C lub mniej (najczęściej oblodzenie występuje w zakresie temperatury powietrza w zakresie 0,0 do -20,0°C przy czym szczególnie często obserwowane jest w zakresie temperatury powietrza od -5,0 do -12,0°C; brak lub oblodzenie śladowe przy temperaturze powietrza -35,0 °C i niższej); niewielki deficyt wilgotności17; występowanie chmur, opadów szczególnie w strefie występowania kropel przechłodzonych; występowanie kliku poziomów izotermy 0,0°C, liczne inwersje; ujemna temperatura powierzchni samolotu. Ze względu na prędkość narastania grubości powierzchni lodu wyróżnia się oblodzenie śladowe, słabe, umiarkowane i silne (tab. 10). Tab. 10 Intensywność narastania lodu (intensywność oblodzenia). Intensywność oblodzenia Prędkość narastania lodu Śladowe Słabe do 0,5 mm/min Umiarkowane 0,5 – 1,0 mm/min Silne 1,0 – 2,0 mm/min Akumulacja na powierzchni samolotu Lód staje się dostrzegalny. Tempo akumulacji lodu jest nieznacznie większe od tempa straty z powodu sublimacji. Tempo akumulacji lodu może stwarzać problem dla lotu trwającego powyżej 1 godziny. Z powodu znacznego tempa akumulacji lodu, niebezpieczny jest nawet krótkotrwały lot. Z powodu bardzo dużego tempa akumulacji lodu, instalacja przeciwoblodzeniowa nie jest w stanie go usunąć ani zredukować niebezpieczeństwa wywołanego jego obecnością. Przy oblodzeniu śladowym przy dłuższym locie zaleca się włączenie instalacji przeciwoblodzeniowej. W warunkach lotu przy słabym oblodzeniu należy włączyć instalację przeciwoblodzeniową lub zacząć zmianę kursu (poziomu lotu). Przy oblodzeniu umiarkowanym bezwzględnie należy włączyć instalację przeciwoblodzeniową oraz zmienić kurs lub poziom lotu. Przy silnym oblodzeniu należy natychmiast zmienić kurs aby wyjść z rejonu oblodzenia lub zmienić poziom lotu. Zabrania się wykonywania lotów w strefie oblodzenia wojskowych statków powietrznych nie posiadających instalacji przeciwoblodzeniowej. 17 Deficyt wilgotności – różnica pomiędzy temperaturą powietrza a temperaturą punktu rosy. Wartość tę oszacować można z diagramu aerologicznego patrz ryc. 8. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 80 Przyjmuje się, że wszystkie statki powietrzne poruszające się z prędkością poniżej 1000 km/h (540 kt) są narażone na oblodzenie. Dla samolotów, których prędkość przekracza 1000 km/h niebezpieczeństwo to nie występuje ze względu na ciepło tarcia (nagrzewanie kinetyczne). Temperatura nagrzewania kinetycznego w °C SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 40 35 30 25 20 15 10 5 0 prędkość statku powietrznego w km/h (kt) powietrze nasycone powietrze suche Ryc. 49 Wzrost temperatury powierzchni wskutek nagrzewania kinetycznego w powietrzu suchym i nasyconym w funkcji prędkości samolotu. Wartość przyrostu temperatury powietrza na płatach poruszającego się samolotu można oszacować według wzoru [aby otrzymać temperaturę rzeczywistą płatów należy dodać do otrzymanej wartości temperaturę zewnętrzną (OAT)]: ∆T [°C] = (TAS/100)2 gdzie: ∆T – wartość przyrostu temperatury w °C; TAS – prędkość powietrzna samolotu w węzłach (TAS – true airspeed). Przykład: Samolot porusza się z prędkością powietrzną 270 kt (500 km/h). Temperatura zewnętrzna wynosi:- 3,0°C ∆T = (270/100)2 = 7,3°C, zatem temperatura rzeczywista płatów wynosi: Strona 81 Tp = 7,3 – 3,0 = 4,3°C METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Do części samolotu, które najbardziej podatne są oraz których oblodzenie powoduje niebezpieczeństwo lotu należą: na oblodzenie skrzydła i ogon; oblodzenie powoduje zwiększenie oporów samolotu, zmniejszenie siły nośnej; układ sterowania; oblodzenie pojawia się najszybciej na zawiasach powoduje utrudnienia w wykonywaniu manewrów; anteny; oblodzenie powoduje pogorszenie łączności radiowej a w skrajnych przypadkach zanik łączności; rurki Pitot’a i Venturi; fałszywe wskazania prędkości samolotu (rurka Pitot’a), zakłócenia wskazań sztucznego horyzontu i skrętomierza (rurka Venturi); szyba kabiny; ograniczenie widoczności z kabiny pilotów; gaźnik; powoduje dławienie a nawet zgaśnięcie silnika (oblodzenie gaźnika wystąpić nawet w dodatniej temperaturze powietrza może na skutek rozprężenia mieszanki powietrza i paliwa – reakcja endotermiczna); kanały wlotowe powietrza; podobnie jak w przypadku oblodzenia gaźnika także w przypadku oblodzenia kanałów wlotowych powietrza oblodzenie może wystąpić w temperaturze dodatniej i notowane było w temperaturze nawet 10,0°C, powoduje spadek mocy silnika poprzez zwężenie średnicy kanału; łopatki sprężarki; powoduje nadmierne obciążenie łopat nieregularną pracę a nawet samoczynne wyłączenie silnika [Michałowski, 2004]; silniki odrzutowe i turbinowe; występuje na częściach wlotowych i powoduje wzrost temperatury silnika a w skrajnych przypadkach pompażu; śmigła; powoduje zmianę profilu śmigła, drgania, zmniejszenie mocy. Strona 82 Oblodzenie w poszczególnych chmurach zostało omówione w rozdziale 3 (tab. 4), we frontach atmosferycznych (rozdział 2.4.). Osobnym zagadnieniem jest oblodzenie na obszarach górskich. Pokonywanie bariery orograficznej przez systemy zachmurzenia (por. ryc. 24) wiąże się z silnymi prądami wznoszącymi, które stosunkowo szybko unoszą kropelki wody zawarte w chmurze do poziomu, w którym panuje ujemna temperatura powietrza. W chmurze takiej występują wówczas krople wody przechłodzonej a oblodzenie w takiej warstwie jest intensywne. Na stoku nawietrznym krople wody przechłodzonej występują nawet do temperatury -20,0°C. W chmurach Ac len na stronie zawietrznej przechłodzone krople wody spotkać można w warstwach o temperaturze -40,0°C. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 5.4. TURBULENCJA METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona turbulencję termiczną; wywołaną różnicą w nagrzewaniu się podłoża i związaną z tym zmienną pojemnością cieplną. Powierzchnia, która nagrzewa się szybciej (asfalt, pola uprawne, dachy budynków) oddaje ciepło i powoduje unoszenie się powietrza (znane z szybownictwa tzw. „kominy”). Nad obszarem nagrzewającym się wolniej (skała, las, jasny piasek, zbiorniki wodne i obszary podmokłe) zaczynają pojawiać się opadające ruchy powietrza, zwane „studniami”. Taka sytuacja ma miejsce w ciągu dnia, nocą jest odwrotnie powierzchnie chłodniejsze w ciągu dnia stają się cieplejszymi. Istnienie turbulencji termicznej jest dowodem chwiejności masy powietrza. Turbulencja termiczna najbardziej intensywna jest we wczesnych godzinach popołudniowych i w tym okresie ma także największy zasięg pionowy (do 2 km nad poziomem gruntu). Z turbulencją termiczną związane jest także rozwój chmur kłębiastych Cu i Cb. Turbulencja w tych chmurach opisana jest w tab. 4. Turbulencja termiczna występuje także podczas pogody bezchmurnej, jednak nie można jej mylić z turbulencją nieba bezchmurnego CAT (clear air turbulence). turbulencję mechaniczną (dynamiczną); związaną z poziomym ruchem powietrza (wiatrem). Wiejący wiatr napotykając na przeszkody terenowe opływa je zmieniając prędkość i kierunek (ryc. 27 – 30). Intensywność turbulencji mechanicznej zależna jest od prędkości wiatru (im większa prędkość, tym większa turbulencja). Zasięg pionowy turbulencji mechanicznej sięga około 1000 m (w zależności od wielkości przeszkody). Występowanie turbulencji mechanicznej powodować może także występowanie porywów wiatru lub nagłych uskoków wiatru utrudniając wykonywanie manewrów w bliskości powierzchni ziemi szczególnie lekkim statkom powietrznym. 83 Turbulencja jest wynikiem istnienia w atmosferze nielaminarnych ruchów powietrza, czego wynikiem jest chaotyczny ruch powietrza o zmiennej składowej kierunku i prędkości. Liczbowym wyrażeniem turbulencji jest liczba Richardsona (Ri), która wyliczana jest przy uwzględnieniu temperatury powietrza, gradientu pionowego wiatru i temperatury powietrza oraz kilku innych elementów meteorologicznych. Liczba Ri przedstawiana jest na niektórych diagramach aerologicznych. Gdy wartość liczby Ri jest większa od 1 turbulencja zanika, kiedy wartość jest mniejsza od 1 wskazuje na istnienie turbulencji. Ze względu na przyczyny powstania turbulencji wyróżnia się: METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona turbulencję orograficzną, falę górską; związana jest z pokonywaniem przez masę powietrza bariery górskiej. Zjawisko to opisane zostało w rozdziale 4 przy omawianiu wiatru fenowego. W Polsce najsilniejsze zjawiska fenowe występują w Karpatach (głównie w Tatrach), także z nieco mniejszą intensywnością pojawiają się w Sudetach. Zjawisko określone jako pseudo fenowe obserwuje się także wokół wzniesień Pojezierza Kaszubskiego. Zjawisko fali górskiej ma mniejszy zasięg, kiedy kierunek wiatru jest równoległy do pasma górskiego, największy kiedy wieje w kierunku prostopadłym do wzniesień. W Polsce sytuacją synoptyczną sprzyjającą powstaniu fali górskiej jest przemieszczanie się układu niskiego ciśnienia w rejonie północnej Polski lub torem bałtyckim, przy jednoczesnym występowaniu układu wysokiego ciśnienia na obszarze Czech, Słowacji lub Austrii. turbulencja nieba bezchmurnego CAT (clear air turbulence); występuje na dużych wysokościach i związana jest głównie z obecnością prądów strumieniowych, silnie wyrażonych inwersji temperatury powietrza (granica tropopauzy), górnej linii frontu lub także górnych układów barycznych (oś zatoki lub klina). W rejonie prądów strumieniowych turbulencja CAT najintensywniejsza jest nad osią prądu ( w rejonie występowania tropopauzy) oraz poniżej osi prądu w obszarze występowania chłodniejszego powietrza. W górnych układach barycznych turbulencja CAT obserwowana jest w zewnętrznej osi głównie zatok, rzadziej w zewnętrznej osi klina. Obszary występowania turbulencji CAT zaznaczone są na mapach SIGWX (patrz rozdz. 6). turbulencja śladu samolotu; występuje za statkiem powietrznym zarówno samolotem jak i śmigłowcem (ryc. 50). Turbulencja śladu samolotu powstaje na obrzeżach skrzydeł w postaci dwóch przeciwstawnych (zawirowania mają przeciwny kierunek ruchu) wirów powietrza, które w pewnej odległości za samolotem łączą się. Prędkość wiatru w tych wirach dochodzi nawet do 100 m/s, stopniowo zawirowania te opadają na wysokość do około 300 m poniżej poziomu lotu. Wielkość tego rodzaju turbulencji zależy od masy samolotu oraz kształtu skrzydeł. Największe zawirowania występują za samolotami dużymi (pasażerskie lub cargo) lecącymi z niewielką prędkością i mającymi dużą rozpiętość skrzydeł. Turbulencja śladu powstaje także za wirnikami śmigłowca. Intensywność tego rodzaju turbulencji podobnie jak w przypadku samolotu zależy od masy śmigłowca, ale także fazy lotu. Najintensywniejsza turbulencja występuje poniżej śmigłowca będącego 84 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP w zawisie, mniejsza za się w kierunku poziomym. śmigłowcem w czasie przemieszczania Ryc. 50 Turbulencja za samolotem (śladu samolotu). Określenie intensywności turbulencji jest oceną subiektywną, co może generować błędy. Niestety do tej pory nie określono jednoznacznych metod matematycznych w określaniu intensywności turbulencji. W określeniu potencjalnej intensywności przydatna może być tab. 10 opracowana na podstawie zalecanych przez ICAO obserwacji samolotu, pasażerów lub przedmiotów wewnątrz samolotu. Dodatkową informacją może być także wartość przeciążenia występującego w przypadku różnych przedziałów intensywności: słaba – poniżej 0,2g; umiarkowana – od 0,2 do 0,5g; silna – od 0,5 do 1,5g; ekstremalna (bardzo silna) – powyżej 1,5g W ocenie intensywności turbulencji pomocne mogą być także nomogramy opracowane przez US Air Force Weather Agency (ryc. 51 i 52 oraz tab. 11) Zestawienie w tab. 11 nie uwzględnia samolotów wyposażonych w system łagodzenia skutków turbulencji (gust – alleviation system – GAS, np. w system ten wyposażone są niektóre samoloty pasażerskie jak Boeing 787 Dreamliner ) [Kraft, 1956]. Strona 85 . METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Należy pamiętać, że za niebezpieczne zjawisko pogody uznaje się silną turbulencję. Określenie turbulencji ekstremalnej w systemie ostrzegania w Polsce nie występuje. Tab.11 Wpływ turbulencji o różnym stopniu intensywności na samolot i pasażerów. Intensywność Występowanie Słaba - w rejonach górskich, nawet przy słabym wietrze - przy bezchmurnym niebie w prądach konwekcyjnych nad powierzchniami nagrzanymi - w małych chmurach cumulus i ich pobliżu - w słabych warstwach mieszania w przypadku: górnych niżów i zatok, prądów strumieniowych, tropopauzy - do wysokości 1600 m od powierzchni ziemi, w przypadku gdy: napływające powietrze jest chłodniejsze od powierzchni ziemi, wiatry przekraczają 8 m/s Ekstremalna Niewielkie zmiany wysokości i kursu lotu Przedmioty niezamocowane mogą się nieznacznie przesuwać. Pasażer może odczuwać delikatny nacisk wywierany pasami bezpieczeństwa. Możliwe swobodne spacerowanie po pokładzie samolotu. Niewielkie zmiany wysokości i kursu lotu, o intensywności większej niż w przypadku turbulencji słabej. Występują zwykle zmiany prędkości powietrznej. Przedmioty niezamocowane przesuwają się. Pasażer odczuwa nacisk wywierany pasami bezpieczeństwa. Spacerowanie po pokładzie samolotu jest wyraźnie utrudnione. Gwałtowne zmiany kursu i wysokości lotu, powodujące znaczne wahania wskazań prędkościomierza. Możliwa chwilowa niesterowność samolotu. Przedmioty niezamocowane są podrzucane. Pasażer jest gwałtownie dociskany do pasów bezpieczeństwa. Spacerowanie po pokładzie samolotu jest niemożliwe. Samolot traci sterowność, jest gwałtownie rzucany. Możliwość uszkodzenia i zniszczenia samolotu. 86 Silna Objawy wewnątrz samolotu Strona Umiarkowana - w terenach górskich, gdy składowa normalna do grzbietu prędkości wiatru waha się w granicach 13 – 25 m/s (w bliskiej odległości samego grzbietu): a) na wszystkich poziomach od powierzchni do 1500 m ponad tropopauzę, zwłaszcza: w warstwie o grubości 1500 m wokół grzbietu górskiego, przy podstawie względnie stałej warstwy poniżej tropopauzy oraz wewnątrz tropopauzy b) w odległościach 200 – 400 km w obie strony od grzbietu górskiego - w wypiętrzonych chmurach kłębiastych oraz ich pobliżu - do wysokości 1600 m w warunkach, gdy: prędkość wiatru przekracza 13 m/s, powierzchnia ziemi jest bardzo silnie nagrzana oraz przy adwekcji bardzo chłodnego powietrza - w strefie frontów górnych - w warunkach, w których pionowa zmiana prędkości wiatru przekracza 3 m/s na 300 m lub poziomy skok prędkości wiatru przekracza 10 m/s na 300 km, przy czym warunki te mogą zachodzić równocześnie - w terenach górskich, w przypadkach gdy składowa normalna prędkości wiatru do grzbietu w jego pobliżu przekracza 25 m/s: a) w warstwach o grubości 1500 m: poniżej i powyżej grzbietu w chmurach rotorowych, na poziomie tropopauzy, niekiedy u podstawy stabilnej masy powietrza poniżej tropopauzy b) w odległości 100 – 200 km przed i za grzbietem - w rozwiniętych i rozwijających się chmurach burzowych i ich pobliżu - niekiedy w innych wypiętrzonych chmurach kłębiastych - w odległości 100 – 200 km po chłodnej stronie od centrum prądu strumieniowego, w górnych niżach i zatokach, gdy skoki pionowe prędkości wiatru przekraczają 3 m/s na 300 m, a poziome 20 m/s na 200 km - w falach górskich na wysokości grzbietu i poniżej, w dobrze rozwiniętych chmurach rotorowych - w rozwijających się silnych chmurach burzowych, przy jednoczesnym występowaniu: gradzin o dużych rozmiarach (przekraczających 20 mm), silnych gradientów na echu radarowym, nieprzerwanych błyskawic Reakcja samolotu METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP A Strona 87 B Ryc. 51 Nomogramy do oceny skali intensywności turbulencji: A – frontowej, za pomocą różnicy temperatury powietrza przed i za linią frontu oraz prędkości wiatru (kt) w °C; B – turbulencji orograficznej za pomocą różnicy ciśnienia (mb) przed oraz za pasmem górskim, a także prędkości wiatru (kt). W obu przypadkach wartości temperatury powietrza, ciśnienia atmosferycznego oraz prędkości wiatru mogą być rzeczywiste lub prognozowane [za: Mireles i in., 2003; Kraft, 1957] METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 5.5. OPADY I WIDZIALNOŚĆ W OPADACH. Z opadem atmosferycznym związane są niskie podstawy chmur, ograniczenie widzialności i oblodzenie, stąd występowanie niektórych typów opadów lub opadów o znacznej intensywności wiąże się z niebezpieczeństwem wykonywania zadań lotniczych lub na ich ograniczenie (tab. 12). Sam opad atmosferyczny nie jest zjawiskiem niebezpiecznym dla lotnictwa. Tab. 12 Widzialność przy różnych rodzajach opadów atmosferycznych w zależności od ich intensywności. Widzialność w km Zjawiska intensywność słaba intensywność umiarkowana intensywność silna Mżawka 3-2 2-1 mniej niż 1 Przelotny deszcz 10-6 6-4 mniej niż 1 Deszcz jednostajny 5-4 4-2 2-1 3-1,5 1,5-0,5 10-4 4-2 2-1 Mgła 1-0,5 0,5-0,2 0,2-0,0 Strona 88 >3 Zamglenie Śnieg METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 6. LOTNICZE INFORMACJE METEOROLOGICZNE W STANDARDZIE ICAO. Rozdział ten opracowany jest zgodnie z Załącznikiem 3 ICAO – „Służba meteorologiczna dla międzynarodowej żeglugi powietrznej” wydanie siedemnaste. Celem lotniczej służby meteorologicznej jest udział w zapewnieniu bezpieczeństwa, regularności i efektywności międzynarodowej żeglugi powietrznej. Cel jest osiągany przez dostarczenie użytkownikom, załogom lotniczym, organom służb poszukiwania i ratownictwa, kierownictwom lotnisk oraz innym zainteresowanym działalnością i rozwojem międzynarodowej żeglugi powietrznej informacji meteorologicznych potrzebnych do wykonywania tych funkcji. (wg Załącznika 3) WAŻNE Z powodu czasowej i przestrzennej zmienności elementów meteorologicznych, ograniczeń związanych z metodami prognozowania i ograniczeń powodowanych definicjami niektórych elementów, określona wartość danego elementu, podana w prognozie, musi być rozumiana przez odbiorcę jako najbardziej prawdopodobna wartość, której należy się spodziewać, że dany element przyjmie w okresie ważności prognozy. Podobnie jeśli w prognozie jest podany czas wystąpienia lub zmiany elementu, powinien on być rozumiany jako czas najbardziej prawdopodobny. PAMIĘTAJ Wydanie przez biuro meteorologiczne nowej prognozy jak np. regularnej prognozy dla lotniska automatycznie unieważnia każdą prognozę wydaną wcześniej dla tego samego miejsca i na ten sam okres ważności lub jego część. Strona 89 Powyższe reguły stosuje się również przy prognozach opracowywanych przez Wojskową Służbę Meteorologiczną. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 6.1. PROGNOZY OBSZAROWE GAMET Podstawą opracowywania prognoz obszarowych GAMET dla lotów wykonywanych na niskich poziomach lotu są następujące dokumenty: Załącznik 3 do Konwencji o międzynarodowym lotnictwie cywilnym, Służba meteorologiczna dla międzynarodowej żeglugi powietrznej, wydanie siedemnaste – Lipiec 2010; Technical Regulations, Basic Documents No. 2, Volume II – Meteorological Service for International Air Navigation, WMO-No. 49, 2007 edition” Kody i skróty stosowane w międzynarodowym lotnictwie cywilnym PANSABS (Doc 8400), Wydanie siódme – 2007 r. Ryc. 52 Rejony FIR na obszarze Polski METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 90 Prognozy GAMET w Polsce opracowywane są dla poszczególnych sektorów FIS w Warsaw FIR: A1-FIS GDAŃSK, A2-FIS POZNAŃ, A3-FIS OLSZTYN, A4-FIS OKĘCIE, A5-FIS KRAKÓW. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Prognozy opracowywane są dla przestrzeni powietrznej od poziomu gruntu do poziomu lotu 100 (FL100) dla sektorów A1, A3, A4, a w rejonach górskich do poziomu lotu 150 (FL150) dla sektorów A2 i A5. Ważność prognoz GAMET wynosi 6 godzin i są opracowywane cztery razy na dobę. Prognozy GAMET są redagowane w języku angielskim zgodnie z międzynarodowymi skrótami. Prognoza obszarowa GAMET składa się z dwóch sekcji: sekcja I zawiera informacje o zjawiskach pogodowych niebezpiecznych dla wykonywania lotów na niskich poziomach lotu; sekcja II zawiera informacje wymagane dla wykonywania lotów na niskich poziomach lotu. Sekcja I składa się z grup: prędkość wiatru przyziemnego – grupa SFC WSPD zamieszczana jest tylko wtedy, gdy prędkości (średnia lub w porywach) nad rozległym obszarem przekracza 30 kt. Podawana jest tylko prędkość wiatru, nie zamieszcza się informacji o kierunku wiatru przyziemnego. widzialność pozioma przy powierzchni ziemi – grupa SFC VIS zamieszczana tylko wtedy, gdy widzialność pozioma przy powierzchni ziemi nad rozległym obszarem jest mniejsza niż 5000 m. Podawana jest wartość widzialności oraz zjawisko powodujące ograniczenie widzialności. istotne zjawiska pogody – grupa SIGWX uwzględniane są tylko burze lub burze z gradem, silne burze piaskowe oraz pyłowe, pył wulkaniczny. W celu określenia ilości i sposobu występowania burz używane są wyłącznie terminy: ISOL, OCNL, FRQ, SQL, OBSC, EMBD (patrz rozdz. 6.3.). góry zakryte – grupa MT OBSC zamieszczana gdy prognozuje się, że szczyty gór będą zakryte przez chmury. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona zamieszczana, jeśli zachmurzenie o wielkości BKN lub OVC i wysokości podstawy niższej od 1000 ft (300 m) nad poziomem gruntu będzie występować nad rozległym obszarem i/lub będą występować chmury cumulonimbus (CB) lub wypiętrzone chmury cumulus congestus (TCU). Oprócz wielkości zachmurzenia podawane są również wysokości podstaw i wierzchołków chmur (powyżej średniego poziomu morza). Jeżeli wierzchołki chmur znajdują się powyżej górnej granicy obszaru, wtedy ich wysokość nie jest podawana, 91 zachmurzenie – grupa SIG CLD SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP używa się określenia ABV 10000 FT AMSL lub ABV FL100 (dla sektorów A2 i A5: ABV 15000 FT AMSL lub ABV FL150 ). oblodzenie – grupa ICE włączana w przypadku oblodzenia umiarkowanego lub silnego (oprócz tego, które występuje w chmurach konwekcyjnych oraz silnego, dla którego została już wydana depesza SIGMET). Podawana jest intensywność oblodzenia (MOD lub SEV) oraz warstwa, w której będzie występować. turbulencja – grupa TURB włączana w przypadku turbulencji umiarkowanej lub silnej (oprócz tej, która występuje w chmurach konwekcyjnych oraz silnej turbulencji, dla której została już wydana depesza SIGMET). Podawana jest intensywność turbulencji (MOD lub SEV) oraz warstwa, w której będzie występować. fala górska – grupa MTW informacja o fali górskiej jest włączana jeśli będzie występować fala górska (oprócz silnej fali górskiej, dla której została już wydana depesza SIGMET). SIGMET - SIGMET APPLICABLE podawany jest numer informacji SIGMET, aktualnej dla WARSAW FIR. HAZARDOUS lub WX NIL gdy nie prognozuje się zjawisk w Sekcji I i nie została wydana żadna informacja SIGMET. Sekcja II składa się z następujących grup: sytuacja baryczna – grupa PSYS podawane jest położenie ośrodków ciśnienia i/lub frontów, kierunek przemieszczania się (określenia róży wiatru) i prędkość przemieszczania się (w węzłach) oraz ich rozwój. Położenie istotnych systemów barycznych jest podawane dla terminów głównych, tzn. o 00, 06, 12, 18 UTC. wiatr przyziemny – grupa SFC WIND kierunek i prędkość (oraz porywy) wiatru przyziemnego reprezentatywne dla danego rejonu lub jego części. wiatr i temperatura w wyższych warstwach atmosfery– grupa WIND/T uwzględnia się zachmurzenie, którego podstawa znajduje się poniżej górnej granicy obszaru, a informacja o nim nie została przekazana w Sekcji I. Podawana jest; METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona zachmurzenie – grupa CLD 92 kierunek i prędkość wiatru oraz temperatura na następujących wysokościach: 1000 FT AMSL, 2000 FT AMSL, 3300 FT AMSL, 5000 FT AMSL, 10000 FT AMSL. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP wielkość zachmurzenia, rodzaj oraz wysokość podstawy i wierzchołków nad poziomem morza, jak w grupie SIG CLD Sekcji I. Jeśli prognozowana jest zwarta warstwa chmur (w pionie) to podawana jest wysokość podstawy i wysokość wierzchołków całej warstwy. poziom izotermy zero – grupa FZLVL poziom (lub poziomy) izotermy 0 ºC nad średnim poziomem morza, jeśli poziom izotermy 0 ºC jest poniżej górnej granicy obszaru. temperatura powierzchni morza i stan morza – grupa SEA podawane są: temperatura i stan morza (dla SEKTORA A1). Przykład prognozy obszarowej GAMET. EPWW GAMET VALID 221000/221600 EPKKEPWW WARSAW FIR/A5 BLW FL150 SECN I SFC WSPD: 11/16 NEAR CB IN GUSTS 31-37KT SFC VIS: 11/16 2000-5000M SHRA SIGWX: 13/16 OCNL TS TSGR MT OBSC: 11/16 TEMPO IN PRECIPITATION ABV 5000FT AMSL TATRY LCA BESKIDY SIG CLD: 11/16 OCNL CB 3000-4000/ABV 15000FT AMSL ICE: 10/16 MOD INC FL090/110 N-PART TURB: 10/16 MOD GND/5000FT AMSL SIGMET APPLICABLE: AT TIME OF ISSUE NIL SECN II PSYS: 12 H 1027HPA OVER BELARUSIA STNR WAVING FRONT OVER S POLAND AND W UKRAINE STNR WKN SFC WIND: 10/16 040-070/06-14KT BUT IN SE-PART 350-040/05-10KT WIND/T: 10/16 1000FT AMSL 060/09KT PS17 2000FT AMSL 050/13KT PS13 3300FT AMSL 050/13KT PS09 5000FT AMSL 050/15KT PS05 10000FT AMSL 040/14KT 0000 CLD: 10/16 FEW-BKN CU 4000-5000/8000-10000FT AMSL FEW-SCT AC FL090/110 11/16 LCA IN PRECIPITATIONS FEW/SCT ST 1200-2000/2500FT AMSL Strona 93 FZLVL: N-PART FL090, S-PART FL100 CHECK AIRMET AND SIGMET INFORMATION METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP ZNACZENIE Strona 94 Prognoza obszarowa dla lotów na niskich poziomach lotu (GAMET) wydana dla sektora A5 regionu informacji powietrznej Warsaw (identyfikowanego przez centrum kontroli powietrznej EPWW Warsaw), dla obszaru poniżej poziomu lotu 150, przez Centralne Biuro Prognoz Meteorologicznych (EPKK); informacja jest ważna od 10.00 UTC do 16.00 UTC 22 dnia miesiąca. Sekcja I Prędkości wiatru przyziemnego: Pomiędzy 11.00 UTC a 16.00 UTC w zasięgu chmur cumulonimbus, w porywach 31 do 37 węzłów Widzialność przy powierzchni ziemi: Pomiędzy 11.00 UTC a 16.00 UTC 2000 do 5000 metrów, z powodu opadu deszczu przelotnego Istotne zjawiska pogody: Pomiędzy 13.00 UTC a 16.00 UTC odseparowane burze z gradem lub burze z gradem Góry zakryte: Pomiędzy 11.00 UTC a 16.00 UTC okresami w opadach zakryte wierzchołki Tatr, lokalnie Beskidów, powyżej 5000 stóp powyżej średniego poziomu morza Zachmurzenie: Pomiędzy 11.00 UTC a 16.00 UTC odseparowane chmury cumulonimbus o wysokości podstaw 3000 do 4000 i wysokości wierzchołków powyżej 15000 stóp powyżej średniego poziomu morza Oblodzenie: Pomiędzy 10.00 UTC a 16.00 UTC umiarkowane w chmurach pomiędzy 90 a 110 poziomami lotu Turbulencja: Pomiędzy 10.00 UTC a 16.00 UTC umiarkowana od gruntu do 5000 stóp powyżej średniego poziomu morza Informacja SIGMET: Nie ma w momencie wydania prognozy GAMET Sekcja II Sytuacja baryczna: O 12.00 UTC stacjonarny wyż z centrum 1027 hPa nad Białorusią, falujący stacjonarny front nad południową Polską i zachodnią Ukrainą, ulega frontolizie Wiatr przyziemny: Pomiędzy 10.00 UTC a 16.00 UTC kierunek wiatru 40 do 70 stopni, prędkość wiatru 6 do 14 węzłów, ale w części południowo wschodniej kierunek 350 do 40 stopni, prędkość 5 do 10 węzłów Górne wiatry i temperatury: (w całym okresie ważności) na wysokości 1000 stóp powyżej średniego poziomu morza 60 +/- 20 stopni, prędkość 9 +/-5 węzłów, temperatura plus 17 stopni Celsjusza, na wysokości 2000 stóp powyżej średniego poziomu morza 50 +/- 20 stopni, prędkość 13 węzłów, temperatura plus 13 stopni Celsjusza, … Zachmurzenie: Pomiędzy 10.00 UTC a 16.00 UTC 1/8-2/8 do 5/8-7/8 (wzrost wielkości zachmurzenia) chmur cumulus o podstawach 4000 do 5000 i wierzchołkach od 8000 do 10000 stóp powyżej średniego poziomu morza Pomiędzy 10.00 UTC a 16.00 UTC 1/8-2/8 do 3/8-4/8 (wzrost wielkości zachmurzenia) chmur altocumulus o podstawach na 90 poziomie lotu i wierzchołkach na 110 poziomie lotu Pomiędzy 11.00 UTC a 16.00 UTC lokalnie przy opadach 1/8-4/8 chmur stratus o wysokościach podstaw od 1200 do 2000 i wysokościach wierzchołków 2500 stóp powyżej średniego poziomu morza Poziom izotermy zero: w części północnej na 90 poziomie lotu, w części południowej na 100 poziomie lotu Sprawdź informacje AIRMET i SIGMET. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 6.2. MAPY ISTOTNYCH ZJAWISK POGODY SIGWX (SIGNIFICANT) Mapy istotnych zjawisk pogody SIGWX są ogólnymi obszarowymi prognozami pogody w formie graficznej i zawierają tylko istotne zjawiska i elementy pogody mające wpływ na lot i nie uwzględniają wszystkich występujących parametrów meteorologicznych. Mapy istotnych zjawisk pogody SIGWX opracowywane są głównie dla trzech poziomów: mapa istotnych zjawisk pogody (poziom niski) – SWL (ryc. 54); mapa istotnych zjawisk pogody (poziom średni) – SWM (ryc. 56); mapa istotnych zjawisk pogody (poziom wysoki) – SWH (ryc. 55). Strona 95 Informacje przedstawione na mapach istotnych zjawisk pogody dotyczą przede wszystkim: - burz, - cyklonów tropikalnych, - linii silnych szkwałów, - umiarkowanej lub silnej turbulencji, - umiarkowanego lub silnego oblodzenia, - rozległych burz piaskowych (pyłowych), - chmur burzowych, - przyziemnego położenia dobrze wyrażonych stref zbieżności, - przyziemnego położenia układów frontowych, którym towarzyszą istotne zjawiska pogody, oraz kierunku i prędkości ich przemieszczania, - wysokości tropopauzy, - prądów strumieniowych, - erupcji wulkanicznych, - miejsc przypadkowego uwolnienia do atmosfery materiałów radioaktywnych, - na mapie istotnych zjawisk pogody niskiego poziomu przedstawia się również informacje o widzialności i zjawiskach, które ją ograniczają, oraz o wietrze na FL 050. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Mapa istotnych zjawisk pogody (poziom niski) – SWL Mapy te obejmują poziom od powierzchni ziemi (SFC) do wysokości FL 100, a w obszarach górzystych do FL 150. Mapy te opracowują biura meteorologiczne wyznaczone do osłony meteorologicznej na terenie danego państwa. SIGWX SWL mogą się różnic co do formy graficznej, jednakże wykonane są zgodnie ze standardami ICAO. Opracowywane są dla następujących terminów: 00.00 UTC (ważność od 21.00 do 03.00); 06.00 UTC (ważność od 03.00 do 09.00); 12.00 UTC (ważność od 09.00 do 15.00); 18.00 UTC (ważność od 15.00 do 21.00). Legenda znajduje się w rogu mapy. Zawiera informacje: dla jakiego poziomu jest to mapa, termin ważności, w jakich jednostkach wyrażona jest wysokość oraz czy wysokość mierzona jest od poziomu gruntu (AGL) czy też morza (AMSL) oraz informacja o wietrze dla jakiej wysokości podana jest prędkość i kierunek wiatru oraz jednostki (ryc. 53) Przedział wysokości SFC - 700hPa (inne spotykane oznaczenie dla map SWL SFC – 10000FT, SFC – FL100) Oznacza mapę niskiego poziomu od powierzchni ziemi do wysokości 3000m. Informacja o chmurach CB. Chmurą tym towarzyszyć mogą następujące zjawiska burza, turbulencja, oblodzenie i grad. Oddzielnych znaczków dla wymienionych zjawisk się nie stosuje. Informacja o wietrze. Wiatr na poziomie FL050 (1500m) prędkość w węzłach. Ważność data i godz. 17.10.2011 godz. 06 UTC. Oznacza to, że sytuacja na mapie jest na godz. 06, a ważność prognozy od 03 do 09. 96 Ryc. 53 Nagłówek map SWL Strona Wysokości podawane na tej mapie w setkach stóp od poziomu morza (AMSL) . METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ryc. 54 Mapa istotnych zjawisk pogody (SIGWX) z poziomu niskiego opracowywana przez IMGW. 97 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ryc. 55 Mapa istotnych zjawisk pogody (SIGWX) dla poziomu niskiego – połączenie czenie graficznej formy z opisową 98 SZEFOSTWO SŁUŻBY SŁU BY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Mapa istotnych zjawisk pogody (poziom średni SWM i wysoki SWH) Strona 99 Informacje przedstawione na mapach istotnych zjawisk pogody dla poziomu średniego i wysokiego dotyczą przede wszystkim: cyklonów tropikalnych; linii silnych szkwałów; umiarkowanej lub silnej turbulencji; umiarkowanego lub silnego oblodzenia; rozległych burz piaskowych (pyłowych); chmur Cumulonimbus; przyziemnego położenia dobrze wyrażonych stref zbieżności; przyziemnego położenia układów frontowych, którym towarzyszą istotne zjawiska pogody, oraz kierunku i prędkości ich przemieszczania; wysokości tropopauzy podana jako poziom lotu; prądów strumieniowych; erupcji wulkanicznych; miejsc przypadkowego uwolnienia do atmosfery materiałów radioaktywnych. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ryc. 55 Mapa istotnych zjawisk pogody (SIGWX) z poziomu wysokiego (powyżej FL 250) 100 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ryc. 56 Mapa istotnych zjawisk pogody (SIGWX) z poziomu średniego (FL 100 - 450) 101 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ryc. 57 Przykład mapy SIGWX łączącej trzy poziomy od powierzchni (SFC) do poziomu FL 400 [źródło SMHI]. 102 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP SYMBOLE STOSOWANE NA MAPACH SIGNIFICANT Thunderstorm s (Burza) , Rain (Deszcz) Tropical cyclone (Cyklon tropikalny) Severe sqall line* (Linia silnej naw ałnicy) Drizzle (Mżaw ka) * Snow (Śnieg) Moderate turbulence (Turbulencja umiarkow ana) Show er (Opad przelotny) Severe turbulence (Turbulencja silna) Widespread blow ing snow (Obszar zaw iei śnieżnej) Mountain w aves (Fala górska) Severe sand or dust haze (Zmętnienie pyłow e lub piaskow e) Moderate aircraft icing (Oblodzenie umiarkow ane) Widespread sandstorm or dust storm (Burza pyłow a lub piaskow a) Severe aircraft icing (Oblodzenie intensyw ne) Widespread haze (Zmętnienie opalizujące) Widespread fog (Mgła) Widespread m ist (Zamglenie) Radioactive m aterials in the atm osphere** (Materiały radioaktyw ne w atmosferze) Widespread sm oke (Zadymienie na w iększym obszarze) Volcanic eruption *** (Erupcja w ulkaniczna) Freezing preacipitation **** (Opad marznący) Mountain obscuration (Zakrycie w ierzchołków gór przez chmury) Visible ash cloud ***** (Chmura pyłu) Hail (Grad) *In flight documentation or flights operating up to FL100. This symbol refers to “sqall line”. W dokumentacji lotu dla lotów operacyjnych FL100 symbol ten odnosi się do „linii nawałnicy” ** The following information should be included at the side of the chart: radioactive materials symbol; latitude/longitude of accident site; date and time of accident; check NOTAM for further information. Z boku mapy powinny być zawarte: symbole materiałów radioaktywnych; długość/szerokość geograficzna; data i godzina miejsca zdarzenia , a także sprawdzić NOTAM w celu uzyskania pozostałych informacji. *** The following information should be included at the side of the chart; volcanic eruption symbol; name and international number of volcano (if known); latitude/longitude; date and time of the first eruption (if known); Z boku mapy powinno być zawarte: symbol erupcji wulkanicznej; nazwa i międzynarodowy numer wulkanu (jeśli posiadamy informacje); długość/szerokość geograficzna; data i czas pierwszej erupcji (jeśli wiemy); Check SIGMET’s and NOTAM or ASHTAM for volcanic ash Przy erupcji wulkaniczej trzeba sprawdzić SIGMET’s i NOTAM dla ASHTAM. **** This symbol does not refer to icing due to preacipitation coming into contact with an aircraft which is at a very low temperature Symbol ten nie odnosi się do oblodzenia wynikającego z powodu kontaktu opadów ze statkiem powietrznym, który ma bardzo niska temperaturę. Strona 103 ***** Visible ash cloud symbol applies only to model VAG not to SIGWX charts NOTE: Height indication between which phenomena are expected, top above base as per chart legend. Symbol chmury pyłu dotyczy tylko modelu VAG, a nie SIGWX. Uwaga: Wskaźnik wysokości pomiędzy którym zjawisko jest oczekiwane, znajduje się poniżej górnej granicy jak na legendzie. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Cold front at the surface (Front chłodny przy ziemi) Position, speed and level of m ax. w ind (Pozycja, prędkość i poziom w iatru maksymalnego) Warm front at the surface (Front ciepły przy ziemi) Convergence line (Linia zbieżności) Occluded front at the surface (Front okluzji przy ziemi) Freezing level (Poziom zamarzania) Quasi-stationary front at the surface (Front quasi-stacjonarny) Intertropical convergence zone (Miedzyzw rotnikow y rejon zbieżności) Tropopause High (Wyż tropopauzy) State of the sea (Stan morza) Tropopause Low (Niż tropopauzy) Sea-surface tem perature (Temperatura pow ierzchni morza) Tropopause Level (Poziom tropopauzy) Widespread Strong surface w ind* Wind arrow s indicate the m axim um w ind in jet and the light level at w hich it occurs. Significant changes (speed of 20 knots or m ore, 3000 ft (less ir pracitable) in night level) are m arked by the double bar, in the exam ple, at the double bar the w ind speed is 220 km /h - 120 kt Strzałka w iatru w skazuje maksymalny w iatr i najw yższy poziom na jakim w ystąpi w prądzie strumieniow ym. Znaczne zmiany (prędkość 20 w ęzłów lub w ięcej, poziom 3000 stóp (żadziej w praktyce)) okreslaja podw ójne kreski. W przykładzie pow yżej podw ójne kreski określają prędkosc w iatru 220 km/h - 120 w ęzłów . The heavy line delneating the jet axis begins/ends at the pointa w hera a w ind speed of 150 km /h - 80 kt is forecast Grube linie określaja osi prądów strumieniow ych zaczynające się/kończące nad punktami gdzie prognoza prędkości w iatru w ynosi 150km/h - 80 w ęzłów . * This sym bol refers to w idespread surface w ind speeds exceeding 60 km /h (30kt) Strona 104 *Symbol ten odnosi się do prędkości w iatru przyziemnego na w iększym obszarze osiagającego prędkosc 60km/h (30 w ęzłów ). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP SKRÓTY UŻYWANE DO OPISU ZACHMURZENIA RODZAJ ZACHMURZENIA Symbol CI CC CS AC AS NS SC ST CU CB Rodzaj Cirrus Cirrocumulus Cirrostratus Altocumulus Altostratus Nimbostratus Stratocumulus Stratus Cumulus Cumulonimbus WIELKOŚĆ ZACHMURZENIA BEZ CHMUR CB Symbol SKC FEW SCT BKN OVC Explanation sky clear (0/8) few (1/8 to 2/8) scattered (3/8 to 4/8) broken (5/8 to 7/8) overcast (8/8) Wyjaśnienie niebo bezchmurne (0/8) małe (1/8 to 2/8) rozproszone (3/8 to 4/8) z przerwami (5/8 to 7/8) całkowite (8/8) WIELKOŚĆ ZACHMURZENIA DLA CHMUR CB FRQ EMBD Explanation individual CBs (isolated) well-separated CBs (occasional) CBs with little or no separation (frequent) CBs embedded in layers or other clouds or concealed by haze (embedded) Wyjaśnienie izolowane okazjonalne częste wbudowane Strona Wysokości są podane na mapach SWH i SWM w poziomach lotu (FL), górna nad dolną granicą. Gdy jest użyte XXX, górna lub dolna granica są poza warstwą atmosfery, do której mapa się odnosi. Na mapach SWL: I) Wysokości są podane ponad średnim poziomem morza; II) Skrót SFC jest używany do wskazania poziomu terenu 105 Symbol ISOL OCNL METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP PRZEDSTAWIENIE LINII I UKŁADÓW NA MAPACH (ANG.) Models SWH and SWM – Significant weather charts (high and medium) Symbol Scalloped line Heavy broken line Heavy solid line interrupted by wind arrow and flight level Figures on arrows Explanation Demarcation of areas of significant weather. Delineation of area of CAT. Position of jet stream axis with indication of wind direction, speed in kt or km/h and height in flight levels. Speed in kt or km/h of movements of frontal system. Flight levels inside small rectangles Height in flight levels of tropopause at spot locations. Low and High points of the tropopause topography are indicated by the letters L or H respectively inside a pentagon with the height in flight levels. Model SWL – Significant weather charts (low level) Symbol Explanation X Position of pressure centres given in hectopascals L Centre of low pressure H Centre of high pressure Scalloped lines Demarcation of area of significant weather Dashed lines Altitude of 0°C isotherm in feet (hectofeet) or metres NOTE: 0°C level may also be indicated by ,i.e. 0°C level is at an altitude of 6000 ft 0º : 060 Figures on arrows Speed in kt or km/h of movement of frontal systems, depressions or antycyclones Figure inside the state of the sea symbol Total wave height in feet or metres Figure inside the sea-surface temperature symbol Sea-surface temperature in °C Figures inside the strong surface wind symbol Wind in kt or km/h Strona 270°/115 kt (equivalent to 213 km/h) Pennants correspond to 50 kt or 93 km/h Feathers correspond to 10 kt or 18 km/h Half – feathers correspond to 5 kt or 9 km/h 106 Arrows indicate direction. Number of pennants and/or feathers correspond to speed. Example: METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP PRZEDSTAWIENIE LINII I UKŁADÓW NA MAPACH (POL.) Mapy istotnych zjawisk pogody (wysokiego i średniego poziomu) Symbol Linia muszelkowa Linia gruba przerywana Gruba linia pojedyncza przerywana przez strzałkę wiatru i poziom lotu Liczby przy strzałkach Wyjaśnienie Oznacza rejon istotnych zjawisk pogody Określa rejon CAT Położenie osi prądów strumieniowych ze wskazaniem kierunku i prędkości wiatru w kt lub km/h i wysokości w poziomach lotu Prędkość w kt lub km/h przesuwania się frontu Poziomy lotów wewnątrz małych prostokątów Wysokość tropopauzy w poziomach lotu. Niż i wyż topografii tropopauzy podane są przez litery L i H, każda osobno w pięcioboku wraz ze wskazaniem wysokości w FL Mapa istotnych zjawisk pogody (dolny poziom) Symbol Wyjaśnienie X Położenie ośrodków ciśnienia w hPa L Ośrodek niskiego ciśnienia H Ośrodek wysokiego ciśnienia Linie muszelkowe Oznacza rejon istotnych zjawisk pogody Linie kreskowane Wyskość izotermy 0°C w stopach (hektostopach) lub metrach UWAGA: Poziom 0°C może być podany w postaci 0º : 060 0°C jest na wysokości 6000ft Liczby przy strzałkach , tj. Prędkość posuwania się frontów, niżów lub wyżów w kt lub km/h Liczby zawarte wewnątrz symbolu stanu morza Wysokość fali w stopach lub metrach Liczby zawarte wewnątrz symbolu temperatury powierzchni morza Temperatura powierzchni morza w °C Liczby zawarte wewnątrz symbolu wiatru Wiatr w kt lub km/h Strzałki i piórka Strzałki wskazują kierunek. Liczba chorągiewek i/lub piórek odpowiada prędkości. Przykład: Strona 107 270°/115 kt (213 km/h) Chorągiewka odpowiada 50 kt (93 km/h) Piórko odpowiada 10 kt (18 km/h) Połowa piórka odpowiada 5 kt (9 km/h) METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY SŁU BY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP MAPY WIATRÓW GÓRNYCH I TEMPERATURY NA STANDARDOWYCH WYSOKOŚCIACH ŚCIACH CIACH POWIERZCHNI IZOBARYCZNYCH. Ryc. 57 Mapa wiatru i temperatury (przykład z poziomu FL 300) METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 1. Chorągiewki oznaczają prognozowany kierunek i prędkość pr ść wiatru (w węzłach w siatki) na danym poziomie: a) długa kreska oznacza kierunek, z którego wieje wiatr do punktu siatki; b) poprzeczne kreseczki i trójkąty trójk wyrażają prędkość wiatru: • krótsza kreseczka to 5 kt (2m/s) • dłuższa sza kreseczka to 10 kt (5 m/s) • trójkątt to 50 kt (25 m/s). 108 Objaśnienia: SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 2. Liczby umieszczone w węzłach siatki (na końcu kresek wyrażających kierunek wiatru) to prognozowane wartości temperatury na danym poziomie w stopniach Celsjusza. 3. Punkty oznaczone dużymi literami to największe miasta zaznaczone dla łatwiejszej orientacji (na niektórych mapach). Dostępne są mapy wiatrów górnych i temperatury na wysokościach dla następujących poziomów standardowych wyrażonych w setkach stóp: FL 050, FL 100, FL 180, FL 240, FL 300, FL 340, FL 390. UWAGA: Mapy wiatru i temperatury mogą być przedstawione w różnych odwzorowaniach geograficznych (stereograficznym lub Mercatora) a także w postaci liczbowej (ryc. 58): gdzie (w wersji stosowanej w Australii) od góry podana jest wysokość tropopauzy (FL); kolejny wiersz to poziom (FL) kierunek (w dziesiątkach stopni) prędkość wiatru w węzłach – dla maksymalnej prędkości wiatru; kolejne opasują kierunek wiatru (w dziesiątkach stopni), prędkość wiatru w węzłach, oznaczenie znaki temperatury P dla temperatury dodatniej, (M) dla temperatury ujemnej, następnie wartość temperatury w pełnych stopniach Celsjusza. Przykład zapisu: Ryc. 58 Fragment mapy wiatru i temperatury w postaci tabelarycznej (w wersji stosowanej w Australii). METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 109 Wysokość tropopauzy FL 540, maksymalna prędkość wiatru na poziomie FL 430 z kierunku 060 stopni o prędkości 20 węzłów; na poziomie FL 450 wiatr z kierunku 060 stopni o prędkości 15 węzłów, temperatura -66°C; na poziomie FL 390 wiatr z kierunku 350 stopni o prędkości 10 węzłów, temperatura -56°C itd. Opis poziomów znajduje się z prawej strony mapy. SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Przykład rozkodowania informacji MET OFFICE (Wielka Brytania): Na poziomie FL 240 kierunek wiatru 290 stopni, prędkość 55 węzłów, temperatura -32°C, na poziomie FL 180 kierunek wiatru 290 stopni, prędkość 40 węzłów, temperatura -22°C, na poziomie FL 100 kierunek wiatru 340 stopni, prędkość 10 węzłów, temperatura -9°C, na poziomie FL 050 kierunek wiatru 050 stopni, prędkość 10 węzłów, temperatura -3°C, na poziomie FL 020 wiatr zmienny, prędkość 5 węzłów, temperatura +3°C Ryc. 59 Fragment mapy wiatru i temperatury w postaci tabelarycznej (w wersji stosowanej w Wielkiej Brytanii). 6.3. DEPESZE METAR I TAF. Strona 110 Do przekazywania aktualnych informacji meteorologicznych służą m.in. depesze METAR (podstawowe informacje o kluczu METAR zawiera załącznik 1). Oprócz elementów przedstawionych w załączniku 1 klucz METAR zawierać może szereg dodatkowych grup dołączonych do depeszy (grupy opcjonalne – ryc. 60) METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona Ryc. 60 Grupy opcjonalne w dpeszy METAR [źródło: IMGW – zmodyfikowane]. 111 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Depesza TAF (Terminal Aerodrome Forecast) w odróżnieniu od depeszy METAR stanowi prognozę warunków meteorologicznych dla danego lotniska (załącznik 2). Depesze TAF opracowywane są co 3 godziny z ważnością na 6 lub 9 godzin (TAF FC w Polsce TAF FC opracowywany jest z ważnością prognozy na 9 godzin). Niektóre lotniska wystawiają depesze TAF na dłuższe terminy prognoza obejmuje wówczas 18 lub 24 godziny, w niektórych krajach nawet 30 godzin. W Polsce TAF FT obejmuje 24 godziny. Według zaleceń ICAO ważność prognozy TAF nie powinna być krótsza od 9 godzin oraz dłuższa od 24 godzin. PRZYKŁADY: TAF 24 godzinny TAF EPPO 210500Z 2106/2206 26006KT CAVOK PROB30 2106/2109 5000 BR SCT005 BKN010 PROB40 2109/2118 BKN015 PROB30 2118/2206 3000 BR SCT005 BKN007= TAF EPWA 210613Z 2106/2206 25007KT 3000 BR BKN005 BECMG 2106/2109 5000 BR BKN015 BECMG 2109/2111 9999 SCT030 PROB40 2121/2206 1500 BR BKN003= TAF 9 godzinny TAF EPBY 210800Z 2109/2118 25007KT 8000 BKN010 BECMG 2109/2111 BKN02 METAR Strona 112 METAR EPWA 210900Z 24006KT 210V290 9999 BKN010 05/04 Q1027 BECMG BKN015= METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 6.4. DEPESZE SIGMET Informacje SIGMET wydawane są przez meteorologiczne biuro nadzoru i podają tekstem otwartym, z użyciem obowiązujących skrótów, zwięzły opis, występujących i/lub przewidywanych, określonych, istotnych zjawisk meteorologicznych na trasie lotu, mogących wpływać na bezpieczeństwo statków powietrznych, a także obraz rozwoju tych zjawisk w czasie i w przestrzeni. Informacje opracowuje się z wykorzystaniem, wymienionych w tabeli skrótów: Informacje SIGMET sporządzane są tekstem otwartym, z wykorzystaniem skrótów zaakceptowanych przez ICAO i wartości liczbowych, nie wymagających opisu. Depesze zawierające informacje SIGMET dla potrzeb poddźwiękowych statków powietrznych oznaczane są jako „SIGMET", zaś zawierające informacje SIGMET dla naddźwiękowych statków powietrznych w trakcie lotu z prędkościami przy- lub naddźwiękowymi, oznacza się "SIGMET SST". Kolejny numer opracowania depeszy z informacją SIGMET, odpowiada liczbie informacji SIGMET wydanych dla rejonu informacji powietrznej, od godziny 0001 UTC danego dnia. Dla informacji "SIGMET" i "SIGMET SST" wykorzystuje się oddzielne serie numerów porządkowych. Okres ważności depeszy zawierającej informację SIGMET nie powinien przekraczać 6 godzin, przy preferowanych 4 godzinach. Okres ważności powinien być zaznaczony przez użycie słowa „VALID". PRZYKŁAD: YUCC SIGMET 5 VALID 221215/221600 YUDO- AMSWELL FIR SEV TURB OBS AT 1210Z YUSB FL250 MOV E 40 KMH WKN ZNACZENIE: Strona Lokalizacje podane w przykładzie są fikcyjne. 113 Piąta informacja SIGMET, wydana dla AMSWELL FIR (YUCC) przez meteorologiczne biuro nadzoru Donlon/International (YUDO), od godziny 0001 UTC; informacja jest ważna od godziny 1215 UTC do 1600 UTC dnia 22 bm.; intensywna turbulencja była obserwowana o godzinie 1210 UTC nad lotniskiem Siby/Bistock (YUSB) na poziomie lotu 250; oczekiwane jest przemieszczanie turbulencji w kierunku wschodnim z prędkością 40 km/h i osłabienie jej intensywności. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Skróty stosowane w informacjach SIGMET dla poddźwiękowych poziomów lotu burza: • ukryta (zamaskowana) • wbudowana • częsta • linia szkwałów • ukryta (zamaskowana) z gradem • wbudowana z gradem • częsta z gradem • linia szkwałów z gradem cyklon tropikalny: • cyklon tropikalny ze średnią prędkością wiatru przyziemnego 63 km/h (34 kt) w ciągu 10 minut turbulencja: • silna turbulencja oblodzenie: • silne oblodzenie • silne oblodzenie z powodu marznącego deszczu fale górskie: - silne fale górskie burza pyłowa: - silna burza pyłowa burza piaskowa: - silna burza piaskowa popiół wulkaniczny: - popiół wulkaniczny TS OBSC TS EMBD TS FRQ TS SQL TS OBSC TS GR EMBD TS GR FRQ TS GR SQL TS GR TC (+ nazwa cyklonu) SEV TURB SEV ICE SEV ICE (FZRA) SEV MTW HVY DS HVY SS VA ( + nazwa wulkanu, jeśli jest znana) Skróty stosowane w informacjach SIGMET dla okołodźwiękowych i naddźwiękowych poziomów lotu MOD TURB SEV TURB ISOL CB OCNL CB FRQ CB GR VA (+ nazwa wulkanu, jeśli jest znana) Strona 114 turbulencja: - umiarkowana turbulencja - silna turbulencja chmury cumulonimbus: - pojedyncze izolowane chmury cumulonimbus - przypadkowe chmury cumulonimbus - częste chmury cumulonimbus grad: - grad popiół wulkaniczny: - popiół wulkaniczny METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 6.5. DEPESZE AIRMET Informacja AIRMET jest wydawana przez meteorologiczne biuro nadzoru, zgodnie z regionalnym porozumieniem żeglugi powietrznej, uwzględniając intensywność ruchu lotniczego poniżej poziomu lotu FL 100. Informacja AIRMET podaje zwięzły opis (tekstem otwartym z użyciem obowiązujących skrótów) zaobserwowanego i/lub przewidywanego wystąpienia określonych, istotnych zjawisk meteorologicznych na trasie lotu, które mogą mieć wpływ na bezpieczeństwo lotów na małych wysokościach. Informacja uwzględnia również ewolucję zjawisk w czasie i przestrzeni. Informacja AIRMET nie może zawierać zbędnych materiałów opisowych. Do opisu zjawisk pogody, będących przedmiotem informacji AIRMET, nie włącza się żadnego dodatkowego materiału opisowego. W informacji AIRMET dotyczącej burz lub chmur Cumulonimbus, nie uwzględnia się turbulencji i oblodzenia, związanych z tym zjawiskiem. Informacje AIRMET są anulowane, gdy w danym obszarze, istotne zjawisko, nie będzie dłużej występowało lub nie oczekuje się jego wystąpienia. Informacje AIRMET są sporządzane tekstem otwartym, z wykorzystaniem skrótów zaakceptowanych przez ICAO i wartości liczbowych, nie wymagających opisu. Kolejny numer opracowania depeszy z informacją AIRMET, powinien odpowiadać liczbie informacji AIRMET wydanych dla rejonu informacji powietrznej od godziny 0001 UTC danego dnia. Okres ważności informacji AIRMET nie powinien przekraczać 6 godzin, przy preferowanych 4 godzinach. Powinno być to zaznaczone poprzez użycie słowa "VALID". Powyższą informację opracowuje się wykorzystując skróty zawarte w tabeli Na poziomach przelotowych poniżej poziomu lotu FL 100 (lub poniżej poziomu lotu FL 150 w obszarach górzystych lub wyżej, gdzie jest to konieczne) YUCC AIRMET 2 VALID 221215/221600 YUDO- Znaczenie: Druga informacja AIRMET, wydana dla AMSWELL FIR (YUCC) przez meteorologiczne biuro nadzoru Donlon/International (YUDO), od godziny 0001 UTC; informacja jest ważna od godziny 1215 UTC do 16000 UTC dnia 22 bm.; umiarkowana fala górska została zaobserwowana o godzinie 1205 UTC 48 stopni szerokości geograficznej północnej i 10 stopni długości geograficznej wschodniej, na poziomie lotu 080; oczekuje się, że fala pozostanie stacjonarna. Strona Lokalizacja zawarta w depeszy jest fikcyjna 115 AMSWELL FIR MOD MTW OBS AT 1205Z AND FCST N48 E10 FL080 STNR NC METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Skróty stosowane w informacjach AIRMET na poziomach przelotowych poniżej FL 100 prędkość wiatru przyziemnego: • średnia prędkość wiatru przyziemnego znacznym obszarze powyżej 60 km/h (30 kt) na SFC WSPD (+ prędkość wiatru oraz użyta jednostka) widzialność przyziemna: • widzialność na znacznym obszarze poniżej 5000 m, włączając zjawisko meteorologiczne powodujące ograniczenie widzialności SFC VIS (+ widzialność i zjawisko meteorologiczne) burze: • pojedyncze izolowane bez gradu • przypadkowe bez gradu • pojedyncze izolowane z gradem • przypadkowe z gradem ISOL TS OCNL TS ISOL TSGR OCNL TSGR całkowicie zasłonięte wzgórza: • niewidoczne wzgórza MT OBSC zachmurzenie: • całkowite lub poprzerywane zachmurzenie na znacznym obszarze o podstawie poniżej 300 m (1000 ft) nad poziomem ziemi: - poprzerywane BKN CLD (+ wysokość podstawy, górna granica i użyta jednostka) ISOL CB OCNL CB FRQ CB chmury cumulus wypiętrzone: • pojedyncze izolowane • przypadkowe • częste ISOL TCU OCNL TCU FRQ TCU oblodzenie: • umiarkowane oblodzenie (pomijając oblodzenie chmurach konwekcyjnych) MOD ICE turbulencja: • umiarkowana turbulencja (pomijając turbulencję w chmurach konwekcyjnych) MOD TURB fale górskie: • umiarkowane fale górskie MOD MTW Strona chmury cumulonimbus: • pojedyncze izolowane • przypadkowe • częste 116 OVC CLD (+ wysokość podstawy, górna granica i użyta jednostka) - całkowite METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 7. WOJSKOWA SŁUŻBA METEOROLOGICZNA. Wojskowa służba meteorologiczna w obecnej formie powstała od początku 2011 roku po przekształceniu Centrum Hydrometeorologii Sił Zbrojnych RP w Szefostwo Służby Hydrometeorologicznej Sił Zbrojnych RP (SSH SZ RP). SSH SZ RP, dla zapewnienia bezpiecznych startów i lądowań statków powietrznych w dowolnym obszarze świata, zbiera, gromadzi i przetwarza w czasie rzeczywistym dane hydrometeorologiczne z obszaru globu ziemskiego. Służba meteorologiczna SP, której ogniwem wykonawczym jest SSH, połączona w ramach systemu ACEWAX (Allied Command Europe Weather Information Exchange) za pomocą łączy przewodowych i satelitarnych, stanowi integralną część służb meteorologiczno - oceanograficznych (METOC) NATO. Dane spoza obszarów krajów członkowskich NATO pozyskuje i przesyła w ramach Globalnego Systemu Telekomunikacyjnego (Global Telcommunication System – GTS) Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO) i Stałej Lotniczej Sieci Telekomunikacyjnej (Aeronautical Fixed Telecommunication Network – AFTN) ICAO. Od marca 2003 roku SSH SZ wraz z trzema innymi wojskowymi ośrodkami prognoz: USAFE Operational Weather Squadron w Sembach - Niemcy; RNLAF Meteorological Group w Woensdrecht - Holadia; Fleet Weather and Oceanographic Centre w Northwood – Wielka Brytania Strona Zmiany organizacyjne zachodzące w SZ RP stawiają przed jednostką nowe wyzwania, w tym między innymi znaczący udział w osłonie Wojsk Lądowych, dostarczenie danych rzeczywistych i prognostycznych dla ośrodków analizy skażeń, czy opracowanie i wdrożenie metod prognozowania dla nowo wdrażanego sprzętu wojskowego. 117 pełni rolę Regionalnego Centrum Meteorologicznego AFNORTH. Jego zadaniem w tej dziedzinie działalności jest między innymi zapewnienie osłony meteorologicznej sił NATO operujących w rejonie odpowiedzialności AFNORTH – GMGO (German Military Gophysical Office) w Traben-Trarbach (Niemcy), musi zatem przejąć część jego zadania. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Zabezpieczenie meteorologiczne jest wynikiem ciągłego działania zmian dyżurnych: Szefostwa Służby Hydrometeorologicznej SZ RP (SSH SZ RP), Ośrodka Zabezpieczenia Hydrometeorologicznego COM (OZH COM), lotniskowych biur meteorologicznych (LBM), lotniskowych stacji meteorologicznych (LSM) posterunków meteorologicznych (PM), METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona sprawowanie nadzoru nad osłoną meteorologiczną lotnictwa państwowego oraz wojskowych statków powietrznych państw obcych. nadzór i koordynacja działania wojskowych lotniskowych biur prognoz i lotniskowych stacji meteorologicznych. zabezpieczenie pod względem hydrometeorologicznym działań Sił Powietrznych, Wojsk Lądowych oraz innych jednostek organizacyjnych MON. zabezpieczenie meteorologiczne komponentów SZ RP w operacjach poza granicami kraju. opracowywanie ostrzeżeń o niebezpiecznych zjawiskach pogody i niebezpiecznych warunkach atmosferycznych. opracowywanie i rozpowszechnianie lotniczych i specjalnych prognoz pogody dla obszaru całego kraju oraz rejonów zainteresowania. informowanie użytkowników o aktualnym i prognozowanym stanie warunków atmosferycznych na lotniskach i w rejonach zainteresowania. wymiana informacji hydrometeorologicznych między komórkami Służby Hydrometeorologicznej RSZ, ze służbą meteorologiczną NATO oraz z Państwową Służbą Hydrologiczno Meteorologiczną (IMGW). pełnienie funkcji regionalnego węzła telekomunikacyjnego w systemie wymiany danych hydrometeorologicznych NATO na Europę Środkowowschodnią. zabezpieczenie hydrometeorologiczne działań GRK i GO w sytuacjach kryzysowych. opracowywanie charakterystyk klimatycznych lotnisk, rejonu zainteresowania w kraju i za granicą. wdrażanie i opracowywanie w Służbie Hydrometeorologicznej nowych metod prognostycznych i rozwiązań organizacyjno-technicznych. 118 W ramach działalności SSH SZ RP ma za zadanie: SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP zabezpieczenie meteorologiczne DSO COP poprzez wydzielenie oficera ze zmiany dyżurnej SSH SZ RP na salę bojową COP (ćwiczenia, treningi, pokazy itp.) Lotniskowe biuro meteorologiczne (LBM) (w MW, ze względu na odmienną strukturę, LSM pełni jednocześnie rolę i realizuje zadania LBM) jest komórką meteorologiczną, biorącą bezpośredni udział w zabezpieczeniu meteorologicznym. Do jej podstawowych zadań w tym zakresie należy: wykonywanie obserwacji parametrów obowiązującego programu i metodyki; meteorologicznych według opracowywanie lotniczych prognoz pogody z ważnością do 12 godzin; opracowywanie prognoz pogody dla lotniska TAF; ostrzeganie o wystąpieniu lub przewidywanym wystąpieniu niebezpiecznych zjawisk pogody i WA zagrażających bezpieczeństwu lotu nad lotniskiem lub w rejonie wykonywanych zadań lotniczych; prowadzenie konsultacji i odpraw meteorologicznych; opracowywanie dokumentacji lotniczo-meteorologicznej; opracowywanie komunikatów meteorologicznych; przekazywanie wyników obserwacji oraz innych informacji lub danych meteorologicznych do: a) nadrzędnych komórek meteorologicznych (SSH SZ RP, OZH); b) wojskowych lotniskowych organów służby ruchu lotniczego; c) innych właściwych organów wojskowych; Strona 119 nadzorowanie pracy podległego PM w zakresie wykonywania obserwacji meteorologicznych i przekazywania ich wyników oraz realizacji innych zadań METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Lotniskowa stacja meteorologiczna (LSM) jest komórką meteorologiczną biorącą bezpośredni udział w zabezpieczeniu meteorologicznym. Do jej podstawowych zadań w tym zakresie należy: wykonywanie obserwacji meteorologicznych według obowiązującego programu i metodyki; przekazywanie wyników obserwacji oraz innych informacji lub danych meteorologicznych do: a) właściwej nadrzędnej komórki meteorologicznej, b) wojskowych lotniskowych organów służby ruchu lotniczego, c) właściwych organów wojskowych; ostrzeganie o wystąpieniu lub przewidywanym wystąpieniu niebezpiecznych zjawisk pogody (NZP) i WA zagrażających bezpieczeństwu lotu, na lotnisku lub w rejonie wykonywanych zadań lotniczych. Lotnicza prognoza pogody – prognoza tekstowa i/lub graficzna z ważnością do 24 godzin zawiera: Strona 120 • aktualne i przewidywane położenie układów barycznych i frontów atmosferycznych wpływających na WA w rejonie i czasie wykonywanych zadań lotniczych; • kierunek i prędkość adwekcji mas powietrza; • rodzaje mas powietrza i stan ich równowagi termodynamicznej; • wielkość i rodzaj zachmurzenia oraz wysokość podstawy i górnej granicy chmur (również ilość warstw chmur z określeniem ich dolnych i górnych granic, o ile jest to możliwe); • zjawiska pogody – przewidywany czas i rejon ich wystąpienia, intensywność oraz związane z nimi WA; • widzialność poziomą przy powierzchni ziemi; • kierunek i prędkość wiatru przy powierzchni ziemi i na innych potrzebnych wysokościach; • temperaturę maksymalną i minimalną w prognozowanym okresie; • wysokość izotermy 0 °C. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Orientacyjna prognoza pogody – prognoza z ważnością od 24 do 72 godzin zawiera: • tendencję zmian pola barycznego z określeniem położenia centrów układów barycznych i stref frontowych; • szacunkowe wartości elementów meteorologicznych: – wielkości zachmurzenia i jego charakter oraz przewidywany przedział wysokości podstawy chmur; – przedział widzialności poziomej; – możliwość i okres wystąpienia zjawisk pogody, zwłaszcza NZP i WA zagrażających bezpieczeństwu lotu; – kierunek i prędkość wiatru przyziemnego; – temperaturę powietrza. Ryc. 61 Strona główna serwisu SSH SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona 121 Zdecydowana większość produktów meteorologicznych dostępna jest na stronie internetowej SSH SZ RP (http://meteo.mil.pl). Dostęp do serwisu jest ograniczony i wymaga akceptacji Szefa SSH SZ RP. W celu uzyskania dostępu należy wypełnić formularz zgłoszeniowy (dostępny pod linkiem „Rejestracja”), wydrukować wygenerowany przez system dokument i po podpisaniu przesłać faksem do SSH SZ RP na podany na stronie numer. Po zatwierdzeniu wniosku, administrator serwisu aktywuje konto, a informacja o tym zostanie przekazana na podany adres e-mail użytkownika. Konto powinno zostać aktywowane w ciągu jednego dnia roboczego od czasu wysłania formularza zgłoszeniowego. Na stronie głównej dostępne są zakładki tematyczne: meteorologia, hydrologia i klimatologia (ryc. 61). SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP W zakładce „meteorologia” klikając w dział prognozy i ostrzeżenia (ryc. 62) znaleźć można m.in. aktualne prognozy tekstowe, graficzne, mapy significant, ostrzeżenia meteorologiczne, depesze STORM/AVIO, depesze FIR, prognozy graficzne z modelu COAMPS, oraz z biura angielskiego (Met Office) i niemieckiego (DWD). Dostępne są także informacje o pyłach wulkanicznych. Ryc. 62 Widok strony w zakładce meteorologia (dział ostrzeżenia i prognozy) w serwisie internetowym SSH SZ RP Klikając w zakładce „meteorologia” w dział „pogoda” (ryc. 63) możemy pozyskać na temat aktualnych danych meteorologicznych ze stacji wojskowych i cywilnych, mapę aktualnych warunków meteorologicznych, depesze METAR/TAF, obrazy satelitarne i radarowe, przebieg poszczególnych warunków atmosferycznych w postaci meteogramów. Dostępne jest także archiwum danych. Strona 122 Ryc. 63 Widok strony w zakładce meteorologia (dział pogoda) w serwisie internetowym SSH SZ RP METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP W serwisie internetowym SSH SZ RP można także klikając w zakładkę „hydrologia” (ryc. 65) uzyskać informację na temat aktualnej sytuacji hydrologicznej. Dostępna jest m.in.: mapa aktualnych stanów wody na wodowskazach, prognozy stanów wody, stan wody w zbiornikach retencyjnych, wysokość pokrywy śnieżnej i jej zmiany dobowe (zanik, przyrost), ostrzeżenia hydrologiczne z IMGW oraz SSH SZ RP, a także opracowania hydrologiczne i słownik pojęć z zakresu hydrologii. Ryc. 64 Widok strony w zakładce hydrologia (dział pogoda) w serwisie internetowym SSH SZ RP. Strona 123 W zakładce „klimatologia” (ryc. 66) znaleźć można m.in. tabele klimatyczne dla lotnisk i lądowisk, mapy klimatyczne dla Polski (średnia miesięczna temperatura powietrza, wysokość miesięcznego opadu atmosferycznego) oraz w postaci wykresów przebieg temperatury powietrza i wysokości opadów atmosferycznych w Warszawie w porównaniu ze średnią wieloletnią, opracowania klimatyczne (abstrakty) dla lotnisk, lądowisk i rejonów misji zagranicznych. Nowością są ostrzeżenia bioklimatyczne informujące o obciążeniu termicznym organizmu żołnierzy w różnych rodzajach mundurów polowych oraz wartości aktualne i prognozowane indeksów cyrkulacyjnych. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Ryc. 65 Widok strony w zakładce klimatologia (dział pogoda) w serwisie internetowym SSH SZ RP. Pełna wersja opracowań klimatycznych i hydrologicznych dostępna jest po uzyskaniu zgody Szefa SSH SZ. Bliźniaczy serwis funkcjonuje również w sieci WAN Meteo-RL, której stanowiska posiadają komórki służb meteorologicznej i ruchu lotniczego SZ. W sieci WAN Meteo-RL serwis dostępny jest pod adresem: http://150.51.0.52 Strona 124 Serwis ten nie wymaga zakładania konta. METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP 8. LITERATURA Atlas geograficzny, 1999, PPWK, Warszawa Bodzak P., 2006, Detekcja i lokalizacja wyładowań atmosferycznych, IMGW, Warszawa (maszynopis) Caracena F, Holle R.L, Doswell III C.A,. Microbursts: A Handbook for Visual Identification NOAA (maszynopis) Chromow S.P., 1969, Meteorologia i klimatologia, PWN, Warszawa Instrukcja meteorologicznego zabezpieczenia lotów lotnictwa sił zbrojnych Rzeczypospolitej Polskiej IMZL – 2011, WLOP 449/2011, Warszawa 2011; Kraft C.,C.,Jr , 1957, Inwitial results of a flight investigation of a gust – allevation system, Langley Aeronautical Labolatory, US National Advisory Committee for Aeronautics, Washington Krehbiel R.H, Riousset J.A., Pasko V.P., Thomas R.J., RIison W., Stanley M.A., Edens H.E., 2008, Upward electrical discharges from thunderstorms, Nature Geoscience, vol. 1 (april), London Flis J., 1986, Słownik geograficzny, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa Fujita, T. T., 1981, Tornadoes and downbursts in the context of generalized planetary scales: Journal of the Atmospheric Sciences, v. 38(8), p. 1511-1534. Garnier, 1996; Podstawy klimatologii, IMGW, Warszawa Matuszko D., 2009, Chmury i pogoda, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków Mireles M.R; Pederson K.L., Elford C.H., 2003, Meteorological techniques, Air Force Weather Agency/DNT, Nebraska METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona (pobrano z: http://www.eskadra.net/biblioteka/oblodzeniegroz.pdf) 125 Michałowski R., 2004, Oblodzenie wciąż groźne, Przegląd WLOP, kwiecień 2004 SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Molga M, 1986, Meteorologia rolnicza, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa Nadal J.R., 2009, The impact of the NAO index on European Airline Transit, documents de trebail, Economic Research Centre, Paris Praca zbiorowa; 2009, Konspekt falowy, Aeroklub Jeleniogórski, Jelenia Góra Praca zbiorowa, 1998, Atmospheric turbulence and icing criteria, NAVMETOC Instruction 3140.4C US DEPARTMENT OF THE NAVY Regulamin lotów lotnictwa Sił Zbrojnych Rzeczypospolitej Polskiej MON/WLOP Warszawa, sygn. WLOP442/2010 Salomonik S., 1968, Meteorologia lotnicza, Centralny Zespół Lotnictwa Sanitarnego (maszynopis), Warszawa Schmidt M.T., 1982, Meteorologia dla potrzeb szybownictwa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa Snyder Hugh C (red.), 1975, Aviation Weather for pilots and flight operations personnel, ASA publications, Washington DC, Szewczak P, 2007, Meteorologia dla pilota samolotowego, AVIA-TEST, Poznań Torgerson J., 2007, Modeling U-2 Flight Trough Clear Air Turbulence, US AIR FORCE RESEARCH LABORATORY, Hanscom Olivier J. E. (red.), 1987; The encyclopedia of climatology, Van Nostrand Reinchold Company, New York Quantick H.R.,2001 Climatology for airline pilots, Blackwell Science, Oxford Woś A., 1997, Meteorologia dla geografów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Zwieriew A.S., 1965, Meteorologia synoptyczna, Wydawnictwa Łączności i Komunikacji, Warszawa METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK Strona DWLOP 302/2000, Poznań 126 Ziarko J., 2000, Meteorologia lotnicza dla synoptyków i techników meteorologów, SZEFOSTWO SŁUŻBY HYDROMETEOROLOGICZNEJ SZ RP Strony internetowe: http://www.crh.noaa.gov/lmk/soo/docu/supercell.php; http://forecast.weather.gov/glossary.php?word=downburst http://www.imgw.pl/wl/internet/zz/zz_xpages/klimat/klimat_pliki/archiwum/klimat_0203 2005.html http://www.weather.gov/glossary http://www.nssl.noaa.gov/news/may3rd/outbreak.html http://www.pilotfriend.com/av_weather/meteo/thnder.htm Strona 127 http://www.erh.noaa.gov/cae/svrwx/downburst.htm METEOROLOGIA DLA PILOTÓW - PORADNIK
