Méthodes de détermination du vent moyen. Le concept de vent moyen. Détermination de la direction et de la vitesse du vent.

Le vent est le mouvement de l'air qui se produit parallèlement la surface de la terre et est de nature horizontale. La principale propriété d’un tel écoulement est son vecteur vitesse. En pratique, cette valeur représente valeur numérique. Des caractéristiques supplémentaires sont la direction et la force du vent. Il existe plusieurs classifications basées sur ces critères.

Concepts généraux

Le vent sur la planète Terre est un flux d’air qui se déplace principalement horizontalement. Un phénomène similaire est observé dans d’autres corps cosmiques. Cependant, dans ce cas, nous parlons déjà du flux de gaz atmosphériques. C'est ainsi que l'on distingue les vents solaires et planétaires.

Les flux d'air sur Terre sont classés par vitesse, échelle, force, impact sur les objets et zones de distribution. Néanmoins, caractéristique principale la direction du vent demeure toujours. Il ne faut pas non plus oublier sa durée. C'est selon ces critères que les vents sont classés en premier lieu. Par exemple, à court terme et à long terme, fort et faible, etc. Les flux puissants à court terme sont appelés grains. Leur durée dépasse rarement 1 minute. Les plus durables comprennent la brise, la tempête, la tempête, le typhon et l'ouragan. Tous sont en outre caractérisés par les forces d'origine et d'impact. À son tour, la durée du vent peut aller de quelques secondes à plusieurs mois. Ce phénomène dépend de la différence de chauffage des particules d'air, des caractéristiques du terrain et de la circulation atmosphérique.

Dans de rares cas, des vents verticaux se produisent. Leur mouvement est dirigé de bas en haut ou vice versa. De tels flux sont appelés descendants ou ascendants.

Méthodes de mesure des caractéristiques

Pour connaître la direction du vent, vous devez utiliser l'un des appareils spéciaux. Chacun de ces instruments indique l'azimut du point d'origine du courant. Les valeurs résultantes seront de l'ordre de 180 degrés.

La vitesse et la direction du vent peuvent être mesurées avec un anémomètre. Cet appareil a trouvé une application dans l'industrie de l'énergie. Le flux atteint une membrane spéciale. La poussée est détectée par un capteur, les données sont traitées et affichées à l'écran.

Pour mesurer uniquement la direction du vent, vous pouvez utiliser une girouette ordinaire. Cet outil fonctionne même avec la moindre brise. En conséquence, la flèche indiquera la direction du vent. L'erreur dépend de la qualité de la girouette. En moyenne, cela varie entre 2 et 3 %.

Si vous ne disposez pas des outils nécessaires, vous pouvez utiliser l'index. Il suffit de le mouiller et de le mettre en place. Votre doigt sera rapidement frais. Ainsi, il est possible de déterminer dans quelle direction le flux se déplace. En revanche, cette technologie ne fonctionne pas dans les climats chauds et humides.

Direction du vent

Le mouvement du flux d’air est déterminé horizontalement le long du côté d’où il provient. S'il souffle vers le nord, alors la direction du vent est vers le sud. Un tel mouvement dépend directement de la force de rotation de la planète et de la répartition pression atmosphérique. Plus les flux sont proches de la surface terrestre, plus ils sont variables.

Comme vous le savez, l'eau et la terre se réchauffent avec à des vitesses différentes. DANS heure d'été La température de la surface terrestre augmente rapidement. Suite à ce phénomène, l’air se réchauffe, se dilate et devient beaucoup plus léger. À son tour, il fait toujours plus froid au-dessus de la surface de l’eau. Par conséquent, les flux d’air deviennent plus lourds et plus comprimés. C’est donc toujours du côté de l’eau que souffle le vent frais. La nuit, les flux proviennent souvent du rivage.

Un autre endroit où les vents se lèvent peut être les zones montagneuses. Dans ce cas, un flux sec et chaud est appelé « fen », et un flux fort et froid est appelé « bora ».

Classement par vitesse du vent

Cette caractéristique se mesure en points ou mètres par seconde. Cela dépend du soi-disant gradient de pression. Plus sa valeur est petite, plus la vitesse d'écoulement est faible. Pour référence : 1 point est approximativement égal à 2 m/s.

Il est vrai que la force du vent dépend directement de sa vitesse. De plus, plus la différence de pression entre les surfaces concernées est importante, plus le débit sera puissant. Il existe aujourd'hui une échelle de Beaufort, qui détermine la force du vent :

Les vents les plus puissants

Il y a plusieurs années, l'échelle de Beaufort a été élargie par l'American National Weather Service. Les ajouts s’appliquent uniquement à la catégorie « ouragan » :

12,1 points - forte aubaine. Sa vitesse varie de 35 à 42 m/s. En même temps, le vent change constamment de direction. L'impact destructeur s'étend aux poteaux télégraphiques et aux bâtiments en bois.

- 12,2 points. Un tel ouragan a une vitesse pouvant atteindre 49 m/s. Les toits, les portes et les fenêtres des bâtiments en pierre ont été endommagés.

12,3 points. Le vent à une vitesse allant jusqu'à 58 m/s détruit les poumons des maisons et génère des vagues d'une hauteur allant jusqu'à 3,5 m. Des inondations sont possibles.

12,4 points. Une telle aubaine se caractérise par une vitesse de déplacement de 59 à 70 m/s. Le ruisseau déracine les arbres de taille moyenne et cause de graves dommages aux bâtiments solides.

12,5 points. Des vitesses de vent supérieures à 71 m/s détruisent des bâtiments puissants, y compris ceux en pierre. De profonds cratères restent dans le sol. Des objets lourds montent dans le ciel. Les inondations sont inévitables.

Vents locaux

Le plus souvent, ces flux se forment dans les plaines du continent ou au-dessus de la mer. L'un des types les plus courants est la brise. Dans ce cas, la direction du vent dominant est caractérisée par une circulation locale d’air chaud. Formé en raison de la différence basse pressionà des températures positives.

Les vitesses locales du vent dépassent rarement 4 m/s. Des flux plus intenses proviennent des chaînes de montagnes. La formation se produit en hauteur et le soufflage se produit principalement dans les vallées.

Vents mondiaux

Nous parlons de moussons et d'alizés. Le premier type de vents globaux est saisonnier. Il ne change de direction que 2 fois par an. Les moussons tropicales se déplacent des latitudes moyennes. Ils sont pour la plupart chauds. Les vents extratropicaux soufflent depuis les latitudes polaires et tempérées, réduisant considérablement la température de l’air.

Les alizés dépendent de la pression atmosphérique. Le plus souvent, ils soufflent de l'ouest. En de rares occasions, des alizés d'est et de sud peuvent être observés. Le principal lieu de distribution est la zone de l'équateur.

1. Vitesse et direction du vent.

2. Forces agissant sur le vent. Types théoriques de vent.

3. Conditions de vent en République de Biélorussie.

1. Vitesse et direction du vent

Vent – mouvement horizontal l'air par rapport à la surface terrestre.

Des mouvements de différentes échelles sont observés dans l'atmosphère - de dizaines à centaines de mètres (vents locaux) à des centaines et milliers de kilomètres (cyclones, anticyclones, alizés, moussons). Les courants d'air sont dirigés des zones de haute pression vers les zones de basse pression. La sortie d'air se poursuit jusqu'à ce que la différence de pression disparaisse.

1.1. Vitesse du vent

Le vent est caractérisé par un vecteur vitesse. La vitesse du vent peut être mesurée en différentes unités : mètres par seconde (m/s), kilomètres par heure (km/h), nœuds (miles marins par heure), points. Il existe des vitesses de vent lissées (sur une certaine période de temps) et instantanées.

Vitesse au sol vitesse moyenne la vitesse du vent est généralement de 5 à 10 m/s et dépasse rarement 12 à 15 m/s. Dans les ouragans tropicaux, elle atteint jusqu'à 60-65 m/s, en rafales – jusqu'à 100 m/s ; dans les tornades et les caillots sanguins – 100 m/s ou plus. La vitesse maximale mesurée est de 87 m/s (Adélie Terre, Antarctique).

La vitesse du vent dans la plupart des stations météorologiques est mesurée par des anémomètres à coupelles rotatives, inventés en 1846. En plus des anémomètres à coupelles ou à girouettes, la vitesse du vent peut être estimée à l'aide d'un tableau Wild. L'un des premiers anémomètres a été inventé en 1450 par l'Italien Leon Alberti. Il s'agissait d'un anémomètre à levier : le vent poussait une boule ou une plaque dans l'appareil, la déplaçant le long d'une échelle courbe avec des divisions. Plus le vent était fort, plus la balle bougeait. Les instruments de mesure de la vitesse du vent sont installés à une hauteur de 10 à 12 m.

1.2. Direction du vent

Direction du vent en météorologie, la direction d'où il souffle. Il peut être indiqué en nommant le point de l'horizon d'où souffle le vent (c'est-à-dire la direction) ou l'angle que fait le vecteur vitesse du vent horizontal avec le méridien (c'est-à-dire l'azimut).

La direction du vent dans les hautes couches de l'atmosphère est indiquée en degrés et dans les couches superficielles - en points d'horizon (Figure 54). Lors des observations, la direction du vent est déterminée par 16 points, mais lors du traitement, les résultats de l'observation sont généralement réduits à 8 points.

Figure 54 – Points d'horizon

Directions principales (8) : nord, nord-est, est, sud-est, sud, sud-ouest, ouest, nord-ouest. Directions intermédiaires (8) : nord-nord-est, est-nord-est, est-sud-est, sud-sud-est, sud-sud-ouest, ouest-sud-ouest, nord-nord-ouest.

Noms internationaux des directions : nord – N – nord ; est – E – est ; sud – S – sud ; ouest – W – ouest.

À certains endroits, les vents portent le nom de la direction dans laquelle ils soufflent. Exemple : vent russe – vent des régions centrales Russie européenne, dans le nord de la Russie européenne c'est un vent du sud, en Sibérie c'est un vent d'ouest, en Roumanie c'est un vent du nord-est. Dans la région caspienne, le vent du nord s'appelle Ivan et le vent du sud s'appelle Mohammed.

La direction du vent est déterminée à l'aide de la girouette 1 (de hol. vleugel– aile) – l’un des instruments météorologiques les plus anciens. La girouette est constituée d'une girouette et d'une croix de rhumbs. Une girouette Wild 2 est souvent installée dans les stations météorologiques. Il se compose d'un drapeau métallique tournant autour d'un axe vertical au dessus d'une croix de rhumbs, et d'un Wild board. Les anémographes utilisent une roue Saleiron - 2 moulins montés sur un axe mobile, et une flèche indiquant la direction du vent.

Comme pour la vitesse, une distinction est faite entre la direction du vent instantanée et lissée. Les directions instantanées du vent fluctuent considérablement autour d’une certaine direction moyenne (lissée), qui est déterminée par les observations d’une girouette. Cependant, la direction lissée du vent à chaque endroit sur Terre change constamment, et à différents endroits en même temps, elle est également différente. Dans certains endroits, les vents de différentes directions ont une fréquence presque égale sur une longue période de temps, dans d'autres, il existe une prédominance bien définie de certaines directions du vent sur d'autres tout au long de la saison ou de l'année. Cela dépend des conditions de circulation atmosphérique générale et en partie des conditions topographiques locales.

Lors du traitement climatologique des observations de vent, il est possible pour chaque point donné de construire un diagramme représentant la répartition de la fréquence des directions du vent le long des directions principales, sous la forme d'une rose des vents (Figure 55).

Figure 55 – Fréquence de direction du vent à Brest, % (rose des vents)

Depuis le début coordonnées polaires Les directions sont tracées le long des points de l'horizon (8 ou 16) en segments dont la longueur est proportionnelle à la fréquence des vents dans une direction donnée. Les extrémités des segments peuvent être reliées par une ligne brisée. La fréquence des calmes est indiquée par le chiffre au centre du schéma (à l'origine). Si nous traçons des segments proportionnels à la vitesse moyenne du vent à partir du centre du diagramme, nous obtenons une rose des vitesses moyennes du vent. Lors de la construction d'une rose des vents, vous pouvez prendre en compte 2 paramètres simultanément (en multipliant la fréquence des directions du vent et la vitesse moyenne du vent dans chaque direction). Un tel diagramme reflétera la quantité d’air transportée par des vents de différentes directions.

Pour la présentation sur les cartes climatiques, la direction du vent est généralisée de différentes manières :

les roses des vents peuvent être tracées sur la carte à différents endroits ;

il est possible de déterminer la résultante de toutes les vitesses du vent (considérées comme vecteurs) en cet endroit pendant l'un ou l'autre mois calendaire sur une période de plusieurs années, puis prendre la direction de cette résultante comme direction moyenne du vent ;

indiquer la direction du vent dominant. Pour ce faire, le carré ayant la plus grande répétabilité est déterminé, ligne médiane le carré est la direction prédominante.

Le vent fait généralement référence au mouvement directionnel longitudinal des flux atmosphériques. Ce phénomène naturel est observé sur toutes les planètes où il y a une atmosphère, et la direction des flux atmosphériques peut être imprévisible. Sur Terre, l'atmosphère est relativement calme, il est donc d'usage de séparer les vents ordinaires qui soufflent longitudinalement le long de la surface des phénomènes tels que les tornades ou les écoulements verticaux.

Selon les normes météorologiques modernes, tous les objets terrestres sont divisés en fonction des paramètres suivants :

• échelle et zone de distribution;
• force et vitesse;
• nature de l'événement ;
• durée;

Formation des flux atmosphériques, leur échelle

D'abord caractéristique importante— échelle et zone de distribution (influence) des vents associée. Il existe des courants atmosphériques globaux : moussons, alizés, vents d'est et vents d'ouest, fronts atmosphériques polaires et subtropicaux. Ils appartiennent aux vents dits constants de la planète et se forment à la suite de changements climatiques à grande échelle au cours des changements de saisons.

Les vents locaux se forment sur fond de vents locaux caractéristiques climatiques— avec les changements de température, le long des réservoirs ou des chaînes de montagnes. Les vents locaux les plus connus sont le bore, le foehn, la brise, les vents secs et bien d'autres courants atmosphériques caractéristiques d'une région particulière. Leur apparition est déterminée à la fois par les changements intersaisonniers des flux d'air et par diverses caractéristiques géographiques.

La durée est un autre paramètre caractérisant Divers types les vents. Les vents à long terme avec une large zone de couverture ont été considérés ci-dessus, mais il existe également des perturbations atmosphériques limitées à court terme. Ceux-ci incluent divers anticyclones et cyclones locaux, orages, tornades, vents saisonniers et quelques autres. Ce type de vent est le plus courant et le plus capricieux, il peut se former en quelques jours et s'éteindre tout aussi rapidement.

L'influence du vent sur les conditions météorologiques

Les flux atmosphériques sont l'un des éléments fondamentaux facteurs naturels, qui est directement lié à la majorité phénomène naturel. Les cyclones et les anticyclones, qui provoquent des changements climatiques locaux, sont des formations atmosphériques locales. Ils peuvent entraîner des changements brusques de temps inhabituels pour une région donnée.

Les orages et la grêle sont un autre exemple de l'influence des vents sur le temps. C'est sous l'influence de vents chauds ascendants que de forts vents orageux se forment et qu'une électrification se produit entre les molécules d'eau. Selon les dernières données, tous les phénomènes météorologiques sont influencés par les fronts atmosphériques : pluies, sécheresses, incendies naturels, ouragans.

De plus, les vents locaux produisent des phénomènes tels que la turbulence et le givrage, ce qui rend important de les étudier et de les surveiller en temps opportun.

Vitesse et force du vent, échelle de Beaufort

Lorsqu’on considère les caractéristiques des vents, on ne peut s’empêcher d’évoquer leur force, qui dépend directement de la vitesse. Elle est mesurée en mètres par seconde et la valeur moyenne dans les 10 minutes de mesure continue est généralement considérée comme la vitesse finale. Le chiffre record pour notre planète a été enregistré en 1996, en Australie, et était d'environ 113-115 m/s ou environ 410 kilomètres par heure. Les vents constants les plus forts soufflent en Antarctique : leur vitesse atteint 90 m/s.

Puisque la vitesse et la force du vent constituent son principal potentiel caractéristiques dangereuses, l'échelle internationale de classification de Beaufort a été développée. Il évalue l'impact approximatif de la vitesse du vent sur les bâtiments, diverses structures au sol, les humains, la nature et la technologie. Actuellement, l'échelle standard de 12 points a été adoptée :

Veuillez noter que ce tableau présente des indicateurs de vitesse moyenne et des manifestations approximatives, qui peuvent différer légèrement des valeurs réelles.

Le vent est la composante horizontale du mouvement de l'air par rapport à la surface de la Terre. Se produit en raison de l'apparition d'un gradient de pression horizontal. Le vent est caractérisé par sa vitesse (force) et sa direction. La vitesse est mesurée en m/sec,km'H, i'3, force - en unités conventionnelles - points. La direction se mesure en degrés de division circulaire de l'horizon ou en rumbas. La direction du vent reçoit un nom (compte) basé sur le point de l'horizon d'où le vent souffle.

Le vent se forme sous l'influence de la force du gradient de pression, de la force de frottement, de la force de déviation de la rotation de la Terre et force centrifuge. La force de frottement n'apparaît presque que jusqu'à une hauteur de 500 m de la surface de la Terre.

Si on exprime la vitesse du vent V V m/sec et gradient de pression G dans Mo vers 60 ans savon, Que

où φ est la latitude du lieu.

Loi de pression du vent. Si vous vous tenez dos au vent, alors dans l'hémisphère nord, la basse pression est à gauche et la haute pression est à droite de la direction du vent. DANS hémisphère sud vice versa.

Vitesse du vent déterminé sur le navire anémomètre à main. Avec le compteur anémomètre éteint, comptez et enregistrez les lectures des flèches sur trois cadrans (milliers, centaines, dizaines et unités) ; placez-vous du côté au vent du pont, là où la clôture du rouf et la superstructure ne déforment pas le vent, élevez l'anémomètre au-dessus de votre tête en position verticale main droite, et à gauche prenez le chronomètre prêt à l'action ; lorsque les hémisphères se déroulent, allumez le compteur anémomètre et démarrez simultanément le chronomètre. Après 100 seconde, arrêtez le compteur de l'anémomètre, comptez une nouvelle lecture de flèche sur les trois cadrans de l'anémomètre. Soustrayez la valeur initiale de la lecture finale et divisez la différence obtenue par 100 (calculez le nombre de divisions dans 1 seconde); puis dans le certificat d'étalonnage retrouvez la vitesse du vent correspondant à ce nombre de divisions.

Direction du vent déterminé au mouillage ou en dérive en direction du fanion, du drapeau ou de la fumée de la cheminée avec une précision de 5″. Le vent est déterminé par la direction d’où il souffle, ajoutez donc 180″ à la direction du fanion (fumée).

Si la vitesse et la direction du vent sont déterminées à mesure que les navires se déplacent, j'obtiens alors les éléments du vent apparent ou observé, qui est le vecteur total à la fois du vent réel et du « vent » créé par le mouvement du navire. le vent de cap. Le vent réel est calculé à l'aide d'un anémomètre (cercle SMO) ou graphiquement sur une tablette maniable ou du papier millimétré. La procédure pour déterminer les éléments du soir vrai à l'aide d'un anémomètre est donnée dans face arrière Cercle SMO. Sur une tablette maniable (Fig. '32.1, a), à partir du centre de la tablette dans l'échelle sélectionnée, posez vecteur inverse vitesse du navire - en i/sec et vecteur vitesse du vent apparent W V m/sec. Connectez la fin du vecteur - avec la fin du vecteur - on obtient le vrai vecteur vent . Magnitude du vecteur avoir l'intention

à l'aide d'une boussole sur l'échelle sélectionnée, déterminer la direction à l'aide de l'échelle extérieure de la tablette, en déplaçant le vecteur en parallèle au centre de la tablette.

Tracez une ligne du vrai méridien sur du papier millimétré (Fig. 32.1, b) et de point arbitraire Sur cette ligne à l'échelle sélectionnée, tracez le vecteur inverse de la vitesse du navire - V m/sec et vecteur vent apparent à la même échelle. Le vecteur sera le vecteur vent réel ; sa direction sera de la fin du vecteur vent de cap jusqu'à la fin du vecteur vent apparent. Avec de telles constructions, on obtient la direction dans laquelle souffle le vent, il faut donc ajouter 180° à la direction résultante.

L'anémorumbomètre mesure les valeurs moyennes de la vitesse et de la direction réelles du vent.

Variation quotidienne du vent. La vitesse du vent augmente le matin et faiblit le soir. Aux latitudes moyennes, ce changement est de l'ordre de 3 à 5 m/sec. En été, la variation journalière de la vitesse du vent est plus importante qu'en hiver, en jours clairs plus que par temps nuageux. Au-dessus de l'océan, la variation journalière du vent est quasiment imperceptible.

En raison de l'hétérogénéité du chauffage des différentes zones de la Terre, il existe un système de courants atmosphériques à grande échelle planétaire ( diffusion générale atmosphère).

Les alizés sont des vents qui soufflent toute l'année dans une seule direction dans la zone allant de l'équateur à 35° N. w. et jusqu'à 30° sud. w. Stable en direction : dans l'hémisphère nord - nord-est, dans l'hémisphère sud - sud-est. Vitesse jusqu'à 6 m/sec. Puissance verticale en moyenne jusqu'à 4 kilomètres du niveau de la mer.

Les moussons sont des vents des latitudes tempérées, soufflant de l'océan vers le continent en été et du continent vers l'océan en hiver. Atteindre la vitesse 20 m/sec. Les moussons apportent des eaux sèches, claires et température froide, en été - nuageux, avec pluie et brouillard.

Des brises surviennent en raison du chauffage inégal de l'eau et de la terre pendant la journée. À 9h-10h h le vent vient de la mer vers la terre (brise marine). Nuit1,;o de la côte glacée ( haute pression) - sur la mer (brise de rivage). Vitesse du vent dans des brises marines jusqu'à 10 m/sec, pour côtier - jusqu'à 5 m/sec. Des brises sont observées sur les rives des mers Baltique, Noire, Azov, Caspienne et autres. À mesure que vous vous éloignez de la mer, la force (vitesse) de la brise s'affaiblit sensiblement, mais lorsque Conditions favorables il peut être observé jusqu'à 100 kilomètres du rivage.

Locale les vents surviennent dans certaines zones en raison des caractéristiques du relief et diffèrent fortement du flux d'air général : ils résultent d'un chauffage (refroidissement) inégal de la surface sous-jacente. Des informations détaillées sur les vents locaux sont fournies dans les instructions nautiques et les descriptions hydrométéorologiques.

Bora est un vent fort et en rafales dirigé vers le versant d'une montagne. Apporte un refroidissement important. Observé dans les zones où le faible chaîne de montagnes borde la mer, pendant les périodes où la pression atmosphérique augmente au-dessus des terres et où la température diminue par rapport à la pression et à la température au-dessus de la mer. Dans la région de la baie de Novorossiysk, la bora (Novorossiysk Nord-Est) fonctionne en novembre - mars - en moyenne environ 50 jours par an - avec des vitesses de vent moyennes d'environ 20 m/sec(les rafales individuelles peuvent être de 50 à 60 m/sec). La durée d'action est de un à trois jours. Un signe de la présence de bora dans cette zone est le nuage descendant du col Markhot. Des vents similaires sont observés sur la Nouvelle-Zemble (« montagneux » ou « vetok »), sur la côte méditerranéenne de la France (« mistral ») et au large. côtes nord Mer Adriatique.

Sirocco – vent chaud et humide de la partie centrale mer Méditerranée; accompagné de nuages ​​et de précipitations.

Bakou Nord - un vent du nord fort, froid et sec, atteignant des vitesses allant jusqu'à 20 et parfois 40 m/sec. On l'observe dans la région de Bakou aussi bien en été qu'en hiver.

Norder est un vent du nord ou du nord-ouest qui souffle dans le golfe du Mexique.

Bayamos - une forte rafale de vent avec de la pluie et des orages Côte sud Cubes.

Les tornades sont des tourbillons au-dessus de la mer d'un diamètre pouvant atteindre plusieurs dizaines de mètres, constitués de projections d'eau. Ils existent jusqu'à un quart de journée et se déplacent à des vitesses allant jusqu'à 30 noeud La vitesse du vent à l'intérieur d'une tornade peut atteindre jusqu'à 100 m/sec. Se produisent le plus souvent aux basses latitudes ; l les latitudes tempérées peuvent survenir en été.

Le vent balistique (réduit) est un vent calculé, supposé être constant en vitesse et en direction dans une épaisseur donnée de l'atmosphère et dont l'effet est équivalent à l'effet total sur le projectile (missile) de tous les vents réels dans cette épaisseur. .

Calcul du vent balistique :

À l’aide d’observations par ballon, déterminez le vent réel à différentes altitudes :

La vitesse et la direction du vent dans différentes couches sont calculées à l'aide d'une tablette aérométéorologique (AMP) ou, comme on l'appelle, d'un cercle de Molchanov. Le mode opératoire de cette tablette y est toujours joint.

D'après "Météorologie aéronautique"

Thème 1 « Structure de l'atmosphère » (1 heure).

Divers classements couches de l'atmosphère.

Ambiance aux normes internationales.

Diverses classifications des couches atmosphériques

1. Division de l'atmosphère en couches, basée sur la division verticale de la température :

a). Troposphère (0-11 km).

La température diminue avec l'altitude (6,5* pour 1000m) : de 8*-10* (aux pôles) à 16*-18* (sous les tropiques).

La couche inférieure de la troposphère (couche limite ou couche de friction) - jusqu'à 1-1,5 km. Dans cette couche, l'influence de la surface terrestre est particulièrement prononcée.

Au-dessous de la couche inférieure se trouve une couche de sol (jusqu'à 200 m).

b).Stratosphère (jusqu'à une hauteur de 50 km).

La température dans la stratosphère est constante (-56*), mais commence ensuite à augmenter (jusqu'à +20*).

c).Mésosphère (jusqu'à 50-80 km).

La température commence à baisser (3,5* pour 1 km).

d).Thermosphère (jusqu'à 800 km).

La température monte très vite et atteint 100*.

d).Exosphère (plus de 800 km).

Température supérieure à 100*C.

2. Diviser l'atmosphère en couches selon la composition de l'air.

a).L'homosphère est une couche où la composition de l'air est constante.

b).L'hétérosphère est une couche où la composition de l'air change avec l'altitude.

c).Ozonosphère - air hautement raréfié, couche d'ozone(de 15 à 50km).

3. Division de l’atmosphère en couches basée sur l’interaction avec la surface terrestre :

a).Couche limite (1-1,5 km).

b).Atmosphère libre.

Ambiance aux normes internationales.

L'atmosphère standard est distribution conditionnelle par hauteur des valeurs moyennes des principaux paramètres physiques de l'atmosphère (pression, température, densité, vitesse du son pour sec et l'air pur personnel permanent, dont l'indicateur est utilisé dans les calculs pour amener les résultats des tests dans les mêmes conditions).

GOST MSA :

H = 2km - 50km ;

latitude - 45*32 33 ;

t*C = 15*C (T=288,15K) ;

VTG (gradient vertical de température) - 6,5* pour 1 km ;

P(pression) = 760 mm Hg. Art. (1013,25 hPa);

p(densité de l'air) = 1,225 kg par mètre cube;

dans ce cas, les lectures de VTG, P, p sont données à une hauteur de H=0.

Tous les phénomènes météorologiques les plus importants pour un pilote se développent principalement dans la troposphère.

La masse de l’atmosphère est de 5,27x10 à la puissance 15 de la tonne.

Thème 2 « Éléments météorologiques

Et leur analyse. Codes météorologiques et cartes météorologiques.

Dispositions générales;

Éléments météorologiques :

a) pression atmosphérique et densité de l'air ;

b) la température de l'air ;

c) densité de l'air et humidité ;

d) direction et vitesse du vent ;

e) quantité, forme et hauteur des nuages ​​et des précipitations ;

f) visibilité ;

Phénomènes météorologiques :

a) brouillards et brume ;

b) le glaçage ;

c) orages et grains ;

Cartes météorologiques :

a) des cartes au sol ;

b) des cartes d'altitude.

L'état de l'atmosphère à un moment donné est caractérisé par un certain nombre de grandeurs physiques, appelés éléments ou paramètres météorologiques (pression atmosphérique, température, densité et humidité de l'air, direction et vitesse du vent, nombre, forme et hauteur des nuages).

Outre les éléments météorologiques, la météorologie aéronautique étudie également les phénomènes atmosphériques (orage, blizzard, brouillard…).

L'ensemble des éléments météorologiques et des phénomènes atmosphériques observés à tout moment ou à tout moment est appelé météo.

Les principaux paramètres de l'atmosphère influencent la consommation horaire de carburant, la poussée du moteur, la vitesse de montée et le plafond de l'avion, sa stabilité, sa course au décollage et son kilométrage.

Éléments météorologiques.

Pression atmosphérique

C'est le poids d'une colonne d'air provenant d'une surface donnée jusqu'à limite supérieure atmosphère par 1 cm². coupe transversale ce pilier ; la pression atmosphérique est mesurée par un baromètre à mercure, pour les besoins de l'aviation en millimètres de mercure et pour les besoins météorologiques en millibars (mb). La relation entre ces unités est la suivante : 1 mb correspond à 0,75 mm Hg. Art. (3/4), 1 mmHg. Art. correspond à 1,33 Mo (4/3).

La pression atmosphérique standard est de 760 mmHg. Art. (à une température de 0* à une latitude de 45*), ce qui équivaut à 1013,25 mb.

Pour caractériser la pression atmosphérique, un concept appelé gradient barique est utilisé. Gradient de pression - changement de pression par unité de longueur (utilisé pour caractériser le changement de pression avec la hauteur et horizontalement).

Le gradient de pression positive est dirigé vers la chute de pression le long du chemin le plus court.

Pour caractériser l'évolution de la pression avec l'altitude, un étage de pression est utilisé. L'étage de pression est la distance verticale en mètres à laquelle la pression change de 1 mmHg. Art. ou de 1 Mo, soit la hauteur à laquelle vous devez monter ou descendre pour que la pression change de 1 unité. Ainsi, près du sol, vous devez vous élever en moyenne de 8 m pour que la pression change de 1 mm, à une altitude de 5 km - de 15 m et à une altitude de 18 km - de 70 à 80 m.

La valeur du niveau de pression dépend de la pression et de la température : avec une pression croissante et une température décroissante, elle diminue, avec une pression décroissante et une température croissante, elle augmente.

Effet de la pression atmosphérique sur le vol :

1).il est nécessaire de prendre en compte le changement de pression lors de la détermination de l'altitude de vol ;

2).une augmentation de la pression atmosphérique entraîne une diminution de la vitesse de séparation ;

Les valeurs de pression atmosphérique sont tracées sur une carte synoptique sous la forme de lignes d'égale pression atmosphérique, appelées isobares.

Lors de l'estimation de la pression atmosphérique, la tendance barométrique doit être prise en compte, c'est-à-dire changement de pression atmosphérique au cours des 3 dernières heures.

Densité de l'air

C'est le rapport de la masse d'air au volume qu'elle occupe, exprimé en g/m3. La densité de l'air peut être calculée si la pression et la température de l'air sont connues. Elle augmente lorsque la température diminue et que la pression augmente, et vice versa.

La densité de l'air dépend également de la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air. Densité de vapeur d'eau moins de densité l'air sec, et donc l'air humide à la même pression, aura moins de densité que l'air sec. Ainsi, à une pression de 750 mm Hg. Art. et une température de 20*C, la densité de l'air sec est de 1189 g/m3, et la densité de l'air saturé de vapeur d'eau dans les mêmes conditions est de 1178 g/m3, soit 11 g/m3 de moins.

La densité varie tout au long de l'année en fonction de la latitude, ainsi que des changements de température et de pression atmosphérique. Dans la troposphère, la densité de l'air est généralement moins en été et plus encore en hiver.

Avec l'altitude, la densité de l'air diminue. Cette diminution est principalement déterminée par les changements de pression atmosphérique.

La pression de l'air, la densité et la température sont les principales paramètres physiques, caractérisant l'air comme l'environnement dans lequel l'avion vole.

Température de l'air

Il s'agit d'un paramètre caractérisant le degré de chauffage de l'air.

La température de l'air est mesurée à H=2m avec des thermomètres à liquide.

La plupart des pays utilisent une échelle centigrade (échelle Celsius - *C), dans laquelle 0*C est la température de fonte de la glace et +100*C est la température d'ébullition de l'eau à une pression de 760 mm Hg. En météorologie théorique, aérodynamique et autres disciplines scientifiques s'applique échelle absolue température (T) proposée par Kelvin (K*). Les températures sur les échelles Kelvin et Celsius sont liées par la relation :

Т= 273,15 + t*С,

où la valeur 273,15 est appelée zéro absolu température, et t* est la température sur l’échelle centigrade Celsius.

La température de l'air est un élément météorologique très variable, qui dépend de nombreux facteurs : la quantité de chaleur fournie à un moment donné latitude géographique du Soleil, de la nature de la surface sous-jacente, de la période de l'année et du jour, de la circulation atmosphérique, etc.

Sous l'influence de ces facteurs, la température connaît des fluctuations périodiques (quotidiennes et annuelles) et non périodiques.

L'amplitude de la variation journalière de température est la différence entre le maximum et température minimale Dans les 24 heures.

L'amplitude thermique annuelle est la différence entre les températures maximales et minimales au cours de l'année.

La variation quotidienne correcte de la température est la plus chaleur de 13 à 15 heures heure locale, minimum - avant le lever du soleil.

Le chauffage et le refroidissement de l'air se produisent à partir de la surface de la Terre. L'air se réchauffe de bas en haut et monte, tandis qu'en même temps l'air plus froid descend et est comprimé. L’air est alors mélangé verticalement.

Une augmentation de la température avec la hauteur dans une certaine couche est appelée une inversion. Une couche dans laquelle la température de l’air ne change pas avec l’altitude est appelée isométrie. Inversion et

l'isométrie est appelée couches de retard car ils entravent le mouvement vertical de l'air. Ces couches sont régulièrement observées sur différentes couches dans la troposphère, surtout pendant la moitié froide de l'année et la nuit. Ces couches ont une influence significative sur la formation du temps. En dessous d’eux, il peut toujours y avoir des nuages, une mauvaise visibilité, du givrage, des bosses et un cisaillement du vent.

Le changement de température avec l’altitude tous les 100 m est appelé gradient vertical de température. Selon l'ISA, le gradient vertical de température dans la troposphère est de 0,65* lorsqu'il s'élève de 100 m.

La température de l’air est tracée sur la carte météo sous forme de lignes continues. températures égales- isotherme.

L'influence de la température de l'air sur les opérations aériennes est importante. La température de l'air affecte la température requise et vitesse maximum vol, taux de montée et plafond, puissance et poussée du moteur, longueur de décollage et de course, lectures des instruments.

Grand et basses températuresà proximité du sol, ils rendent difficile la préparation des équipements par le personnel technique ; en cas de fortes gelées, il devient difficile de démarrer les moteurs des avions.

Mauvaise influence L'exploitation des avions est également affectée par les changements brusques de température de l'air, en particulier lorsqu'après fortes gelées un dégel arrive.

Avec des écarts positifs de la température de l'air par rapport aux données ISA, les caractéristiques de vol des avions se détériorent et avec des écarts négatifs, elles s'améliorent.

Lorsque la température de l'air près du sol est de 0*C à (-3*C), de la glace est possible sur les voies de circulation, les pistes et les structures au sol ; Lorsque vous volez dans des nuages, des précipitations, où la température est de 0*C- (-10*C), du givrage se produit. Lorsque vous volez vers masse d'air, où le gradient vertical de température est supérieur à 0,65 * pour 100 m, des bosses sont observées, des orages et les phénomènes qui y sont associés se produisent.

L'humidité de l'air

C'est le degré de saturation de l'air en vapeur d'eau. C'est une quantité importante pour évaluer la météo, car... favorise la formation de nuages, de précipitations, de brouillard, d'orages, etc.

Diverses caractéristiques sont utilisées pour estimer la teneur en vapeur d'eau de l'air.

Humidité absolue (a) - la quantité de vapeur d'eau contenue dans 1 mètre cube. mètre, exprimé en grammes.

La pression de vapeur d'eau (e) est la pression partielle de vapeur d'eau contenue dans l'air, exprimée en mmHg. Art. ou mb. Numériquement, ces deux quantités sont proches l’une de l’autre.

L'humidité absolue est principalement prise en compte au printemps et en été lors de la prévision des orages. Si a=15mb, il faut s'attendre à un orage ; a=20mb - l'orage sera accompagné d'averses, et plus de 23mb - l'orage sera accompagné d'une rafale.

Humidité relative (r) - pourcentage la quantité réelle de vapeur d'eau dans un volume d'air donné à la quantité de vapeur d'eau saturant ce volume d'air à la même température, exprimée en pourcentage :

r =------- x 100 %, où

a est la quantité réelle de vapeur d'eau ;

Un maximum quantité possible vapeur d'eau à une température de l'air donnée.

Quantité maximale La quantité de vapeur d'eau pouvant être contenue dans l'air (100 % d'humidité relative) dépend uniquement de la température : plus la température est élevée, plus il faut de vapeur d'eau pour la saturation, et vice versa.

Sur les cartes météorologiques de surface, au lieu des valeurs d'humidité de l'air évoquées ci-dessus, point de rosée(t*d) est la température à laquelle l’air atteint un état de saturation à une teneur en vapeur d’eau et à une pression constante données. Le point de rosée est égal à la température de l'air à humidité relative 100%. Dans ces conditions, il se produit une condensation de la vapeur d'eau (transition de la vapeur d'eau en état liquide) et la formation de nuages ​​et de brouillards. Plus l'air est sec, plus la différence entre la température de l'air et le point de rosée est grande (déficit du point de rosée - delta td). L'air de refroidissement contenant de la vapeur d'eau peut provoquer une sublimation (la transition de la vapeur d'eau à l'état solide, contournant la phase liquide). .

Les déficits du point de rosée sont tracés sur des cartes topographiques absolues et sont utilisés pour déterminer le potentiel de formation de nuages. Jusqu'à 5 km d'altitude, on peut supposer la présence de 10 points nuageux avec des déficits de 0*, 1*, 2*. Sur la base du déficit, on peut déterminer le niveau de condensation de la vapeur d'eau, c'est-à-dire niveau où l’air atteint 100 % de saturation :

hк= 123 (t*C-t*d),

où hk est le niveau de condensation.

La vapeur d'eau joue un rôle exceptionnel rôle important pour déterminer les conditions météorologiques de vol dans la troposphère. La présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère est une condition nécessaire formation de nuages, précipitations, brouillard. Phénomènes atmosphériques- orages, tempêtes de neige, verglas, etc. phénomènes optiques, comme les arcs-en-ciel, les auréoles, les couronnes, sont aussi inextricablement liés à la présence d'eau dans l'atmosphère. Un élément météorologique aussi important que la visibilité est dans la plupart des cas déterminé par la présence dans l'atmosphère de minuscules gouttes d'eau, de cristaux de glace, ou des deux.

Direction et vitesse du vent.

Le vent est le mouvement horizontal de l'air par rapport à la surface de la Terre. Mais les flux d'air ne sont pas strictement horizontaux, car... Ces mouvements comportent presque toujours des composantes verticales.

Le vent est une quantité vectorielle et est déterminé par deux composantes : la direction et la vitesse.

La direction du vent est l'azimut du point de l'horizon d'où souffle le vent, mesuré en degrés.

Vitesse du vent - la vitesse du mouvement de l'air sur un intervalle de temps sélectionné. Généralement mesuré en mètres par seconde. Pour les calculs aéronautiques, la vitesse du vent est exprimée en kilomètres par heure. (1 m/s = 3,6 km/h). La notion de force du vent est inextricablement liée à la vitesse du vent :

2-3 m/sec - faible (légèrement ressenti) ;

4-7 m/sec - modéré (les fines branches d'arbres se balancent) ;

10-12 m/sec - fort (les branches d'arbres épaisses se balancent) ;

Plus de 15 m/sec - tempête ;

Plus de 20 m/sec - tempête ;

30 m/sec - ouragan.

Le vent n'est pas un courant stable et change de vitesse et de direction sur de courtes périodes de temps. Cette variabilité du vent est particulièrement prononcée près de la surface terrestre et est directement liée à l'état turbulent du flux d'air.

Le mouvement de l'air se produit sous l'influence de la force de rotation de la terre (force de Coriolis), la force du gradient de pression résultant de une répartition inégale pression atmosphérique horizontale, friction et gravité.

Sous l'influence de ces forces dans une couche jusqu'à 1000-1500m, le vecteur temps se dirige vers l'isobare sous angle aigu, dont l'ampleur est plus grande sur terre et moindre sur mer, est plus grande aux basses latitudes et diminue vers les pôles.

Dans un cyclone dans l'hémisphère nord, les vents près du sol soufflent en spirale de la périphérie vers le centre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, dans un anticyclone - en spirale du centre vers la périphérie dans le sens des aiguilles d'une montre.

La vitesse et la direction du vent dépendent de la hauteur au-dessus du sol, zone géographique, période de l'année et du jour, sur la répartition de la pression.

La variation diurne de la vitesse du vent près du sol s’exprime le plus clairement sur terre et est presque imperceptible sur mer. Il est plus prononcé dans la moitié chaude de l'année et par temps clair, plus faible par temps froid et nuageux.

Avec l'augmentation de l'altitude, la vitesse du vent augmente en moyenne, et à une altitude de 500 m elle est presque deux fois plus élevée qu'au sol ; dans la couche de friction, le vent tourne vers la droite et dans l'atmosphère libre, il souffle presque strictement le long des isobares (si vous vous tenez dos au vent, il y aura moins de pression à gauche).

Le vent a grande importance pour l'aviation :

Le vent affecte considérablement le décollage et l'atterrissage ; avec un vent contraire, la durée du décollage et de la course est réduite ;

Lorsqu'il y a un vent traversier, des forces apparaissent qui rendent difficile le contrôle de l'avion. Ainsi, par exemple, si le vent souffle à droite de la direction de décollage, alors une force de portance supplémentaire apparaît sur le plan droit, et sur la gauche elle diminue, ce qui entraîne un moment d'inclinaison ; de plus, le vent traversier crée une force tendant à faire tourner l'avion par rapport à son axe longitudinal, et donc à l'éloigner de l'axe de piste ;

Plus grandes difficultés un vent latéral se crée lors de l'atterrissage d'un avion, car rend difficile le maintien précis de l'avion sur la trajectoire de descente et pendant le parcours sur piste ;

Le vent affecte considérablement la navigation des avions (une correction du vent est nécessaire pour maintenir la direction) ;

Le vent provoque des bavardages, tempête de sable, poudreries qui nuisent à la visibilité et compliquent le décollage, le vol et l'atterrissage des avions.

Lors de l'évaluation des conditions météorologiques spécifiques, il est nécessaire de prendre en compte les vents locaux qui surviennent sous l'influence des conditions physiographiques et thermiques locales.

De sérieuses difficultés pour piloter un avion sur la trajectoire de descente pendant le décollage et l'atterrissage sont causées par

cisaillement du vent.

Le cisaillement du vent est un changement de direction ou de vitesse du vent, ou les deux, horizontalement, ou d'une couche de l'atmosphère par rapport à une autre verticalement.

Il existe des cisaillements de vent horizontaux et verticaux :

Le cisaillement vertical du vent (la composante verticale du gradient du vent) est un changement de direction et de vitesse du vent avec la hauteur (par exemple, à H=200 m, la direction du vent est de 280* et sa vitesse est de 18 m/sec, et à H=200 m, la direction du vent est de 280* et sa vitesse est de 18 m/sec, et à H=100m la direction du vent est de 80* et la vitesse est de 8 m/sec).

Le cisaillement horizontal du vent (composante horizontale du gradient du vent) est un changement de direction et de vitesse du vent en différents points horizontaux à la même hauteur.

Pour évaluer l'intensité du cisaillement du vent, vous devez utiliser les termes et leurs catégories numériques recommandés par l'OACI (voir tableau 1).