Гололед представляет собой явление, при котором в результате замерзания выпадающих капель переохлажденного дождя или мороси на наземных предметах (аэродромных постройках, подъездных путях, взлетно-посадочной полосе, на самолетах, проводах линий связи и электропередачи и др.) образуется лед. Гололед осложняет деятельность авиации по двум причинам. Во-первых, затрудняется подготовка материальной части к полету, а аэродрома—к выпуску и приему самолетов. Во-вторых, в результате отложения льда на самолете становятся опасными взлет и посадка, а также возрастает вероятность дальнейшего его обледенения при полете в переохлажденных облаках.

Температура воздуха у поверхности земли при гололеде чаще всего находится в пределах от 0 до -3° С, в отдельных случаях до —16°.

По аэросиноптическим условиям различают внутримассовый и фронтальный гололед. Внутримассовый гололед образуется обычно в зонах адвекции теплого и влажного воздуха при отрицательной температуре в приземном слое.

Благоприятными условиями для его образования являются:

¾выпадение моросящих осадков из достаточно мощной слоистой облачности, на верхней границе которой отмечается положительная температура;

— наличие слоя инверсии, нижняя граница которого располагается на высоте около 500—1000 м, а верхняя—на высоте около 1500 м.

Такие условия создаются в холодное время года в теплом секторе циклона, а также на западной и северной перифериях антициклона (гребня).

Если слоистые облака снижаются, достигая земной поверхности (адвективный туман), то гололед может возникать и без моросящих осадков в результате оседания на наземные предметы капель облачности или адвективного тумана.

Фронтальные гололеды наблюдаются преимущественно перед теплыми фронтами и теплыми фронтами окклюзии при выпадении переохлажденного дождя. Такие гололеды наиболее интенсивны и опасны. Для фронтальных гололедов характерна резкая смена отрицательных температур перед фронтом на положитель-ные, за линией фронта, когда в холодном воздухе приземные температуры находятся в пределах от —1 до —8°, а в теплом— от +5 до +10°. Как правило, значительные гололеды возникают при медленном смещении теплого фронта (20—25 км/ч). Для европейской части СНГ гололедные образования на теплых фронтах наиболее часты при выходе южных циклонов.

В отдельных случаях гололеды связаны с медленно перемещающимися холодными фронтами (10—20 км/ч), особенно при возникновении на них волновых возмущений. Возникает гололед на участках, расположенных вблизи оси гребня, где происходит смена знака фронта, а также у вершины волны. Такие условия образования гололеда характерны для южных районов СНГ, особенно для Северного Кавказа.

Независимо от причин образования гололеда интенсивность его возрастает с усилением ветра.

При прогнозе гололеда необходимо оценить аэросиноптические условия, определить возможность выпадения осадков и их фазовое состояние, спрогнозировать температуру воздуха у поверхности земли.

Если по прогнозу ожидается выпадение переохлажденного дождя пли мороси при отрицательных температурах у земли, то следует ожидать гололед.

При наличии на синоптической карте зоны гололеда необходимо рассчитать ее перемещение и оценить эволюцию в соответствии с ожидаемой эволюцией воздушной массы или атмосферного фронта.

МЕТОД ЯГУДИНА

Для прогноза фронтального гололеда используется расчетный метод, разработанный Р. А. Ягудиным для юго-востока Западной Сибири, но с успехом применяемый и в других районах. Заблаговременность метода 12—36 ч.

Для прогноза по этому методу необходимо:

1. Определить прогностическую температуру воздуха у земли (Т_З).

2. Рассчитать, какой участок фронта пройдет через пункт прогноза. На нем определить по данным радиозондирования температуру на уровне изобарической поверхности 850 гПа (T₈₅₀) и высоту изотермы—10° С (H _-10⁰).

3. По графику на рис. 1(а )определить возможность образования гололеда, а по графику на рис. 1( б) оценить его интенсивность.

Рис. 1. График для прогноза гололеда (а) и его интенсивности (б)

Оправдываемость прогнозов гололеда по этому методу составляет 70-80%

Для аналитического решения этой задачи пришлось найти алгебраические выражения всех дискриминатных линий, которые являются полузамкнутыми. Дискриминатная линия рис.1(a) аппроксимирована шестью формулами.

Для Т₃£-1.99 дискриминатная линия аппроксимируется следующими формулами:

; для –8.4-7.8

; для –7.8< 0

; для 0< 1

Для Т₃>-1.99 дискриминатная линия аппроксимируется следующими формулами:

; для –8.4-8.2

; для –8.2<-6.3

; для–6.3<1.

Если прогнозируемое условие (T₃,T₈₅₀) попадает во внешнюю область, ограниченную дискриминатной линией, то прогнозируется отсутствие гололеда и разработка прогноза прекращается.

Если прогнозируемое условие (T₃,T₈₅₀) попадает во внутреннюю область, то следует ожидать образование гололёда и нужно определить его возможность и интенсивность по условию(T₃,H_-10) по рис.1(б).

Дискриминатная линия (слабый гололед) аппроксимирована 6 формулами.

Для Т₃£-3.75 дискриминатная линия аппроксимируется следующими формулами:

; для 1.72 1.98

; для –8.2< -6.3.

Для Т₃>-3.75 дискриминатная линия аппроксимируется следующими формулами:

; для 1.72 1.76

; для–1.76<-1.3

; для 1.3<4

; для 4<4.3.

Если прогнозируемое условие (T₃,H_-10) попадает во внешнюю область, ограниченную дискриминатной линией (слабый гололед), то прогнозируется отсутствие гололеда и разработка прогноза прекращается.

Если прогнозируемое условие (T₃,H_-10) попадает во внутреннюю область, то следует определить его интенсивность.

Дискриминатная линия (умеренный гололед) аппроксимирована 6 формулами.

Для Т₃£-2 дискриминатная линия аппроксимируется следующими формулами:

; для 2.31 2.45

; для 2.45<4.04

; для 4.04<4.3.

Для Т₃>-2 дискриминатная линия аппроксимируется следующими формулами:

; для 2.31 2.5

; для 2.5<4

; для 4<4.3.

Если прогнозируемое условие (T₃,H_-10) попадает во внешнюю область, ограниченную дискриминатной линией (умеренный гололед), то прогнозируется слабый гололед.

Если прогнозируемое условие (T₃,H_-10) попадает во внутреннюю область, то следует ожидать образование умеренного гололёда.

ОЦЕНКА СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Для прогноза гололеда можно воспользоваться оценкой средней температуры в слое от земли до уровня поверхности 850 гПа (Т_ср):

При -8°С<T_ср<+4°С и отрицательной температуре у земли следует ожидать гололед.

ВЕРОЯТНОСТНЫЙ МЕТОД

Рис. 2. График для определения вероятности гололеда

Вероятность образования гололеда определяется с помощью графика, представленного на рис.2. Входным параметром в график является прогностическое значение относительного геопотенциала поверхности 850 гПа над поверхностью 1000 гПа (), определенное путем переноса исходного значения вдоль изогипс карты AT_{850 .}

Величина является одновременно характеристикой интенсивности гололеда. При менее 128 дкм сильный гололед не наблюдается. Если составляет 130 – 132 дкм и T₈₅₀ больше или равно 1^oС, то при отрицательной температуре воздуха у земли следует ожидать сильный гололед.

Используемая литература :

1.”Руководство по практическим работам метеорологических подразделений авиации вооружённых сил”, Москва, Воениздат, 1992 г, стр.291-294, график: рис.120 стр. 294.

2.Отчёт о НИР ”Исследования по математическому и программному обеспечению специализированных вычислителей, предназначенных для решения задач метеорологического обеспечения авиации”, ВВВАИУ, Воронеж 1992 г, стр.89-95.

3.Методические рекомендации “Прогноз опасных явлений погоды”, Москва, Воениздат, 1988г., стр.60-63; график рис.5.2 стр.62.