микропорыв воздуха что это
Что такое микропорыв?
Chris Kridler / Getty Images
Микропорыв – это небольшой разрушительный ураган, при котором столб тонущего воздуха (нисходящий поток) спускается из ядра грозы и резко падает к земле, создавая поток высокоскоростных ветров. Если нисходящий поток воздуха сопровождается сильным дождем или градом, шторм называют «влажным» микропорывом. Если осадки испаряются, не достигнув земли, это называется «сухим» микропорывом.
Как следует из их названия, микропорывы довольно малы по размеру и охватывают область шириной менее 4 километров. Они также недолговечны, обычно длятся менее 5 минут. Но не позволяйте ничему из этого вводить вас в заблуждение – по данным Национальной метеорологической службы, скорость ветра у них может достигать 160 км/ч, что похоже на скорость торнадо EF0 и EF1. В результате микропорывы создают значительную опасность для жизни, имущества и авиации. (1)
Микропорывы и другие виды ветров
Микропорывы возникают не во всех грозах – только в тех, чьи восходящие потоки (восходящие потоки воздуха, которые подпитывают рост грозы, направляя в нее теплый и влажный воздух) достаточно сильны, чтобы задерживать капли дождя и град в средней и верхней частях грозового облака. (Обычно сила тяжести преобладает над силой восходящего потока, вызывая выпадение дождя и града из грозового облака.) В конце концов, более сухой воздух за пределами грозы попадает в нее, и когда этот более сухой воздух встречается с влажным воздухом грозы, происходит охлаждение за счет испарения. Поскольку более холодный воздух более плотный, он опускается вниз, создавая нисходящий поток, который, в свою очередь, ослабляет восходящий поток. Когда восходящий поток ослабевает, он больше не может удерживать большое количество осадков, поэтому дождь и град обрушиваются на землю и увлекают за собой много нисходящего воздуха. Когда нисходящий поток ударяется о землю, он становится «нисходящим порывом», и его воздух устремляется наружу во всех направлениях (подобно потоку воды, выходящей из крана и попадающей в раковину). (2)
Микропорывы – это только один из видов разрушительного ветра, связанного с грозой. (3)
Макропорывы почти идентичны микропорывам, за исключением того, что они охватывают немного большую площадь – более 4 километров. Их разрушительный ветер длится дольше – от 5 до 20 минут. (4)
Как и микропорывы, дерехо – это еще один тип нисходящего потока. Однако эти ураганы происходят, когда нисходящие потоки всасывают дополнительный сухой воздух в грозу, вызывая группы дополнительных нисходящих потоков, которые имеют ширину более 320 километров.
Микропорывы часто сравнивают с торнадо, но, хотя оба события связаны с сильными грозами, между ними есть важное различие: движение их ветров. Микропорывы – это ветры по прямой линии, то есть ветры, которые движутся горизонтально по земле, в то время как ураганные ветры (торнадо) вращаются или движутся во многих направлениях.
Как прогнозируются микропорывы
Микропорывы затрагивают такие небольшие участки и происходят так внезапно, что их сложно предсказать заранее. Однако метеорологи могут предсказать, когда условия могут быть благоприятными для образования микропорывов, путем мониторинга верхних слоев атмосферы в дни с суровой погодой. Если есть нестабильность, сухой воздух на средних уровнях и сильный ветер наверху, это может сигнализировать о возможности микропорывов. (1)
Микропорывы также можно обнаружить с помощью метеорологического радара. Вначале нисходящие порывы выглядят как сходящиеся воздушные потоки (воздух, который собирается вместе), расположенные в средней части грозы, тогда как, достигнув земли, они выглядят как расходящиеся воздушные потоки (воздух, который расходится). Если синоптики обратят внимание на эти закономерности достаточно рано, они выдадут предупреждение о серьезной грозе; однако для этого не всегда бывает достаточно времени, поскольку микропорывы могут образовываться и рассеиваться в течение 5 минут. (1)
Где возникают микропорывы?
Микропорывы могут произойти в любой точке. При этом сухие микропорывы обычно более распространены в более сухом климате.
Точно так же микропорывы могут происходить в любое время года и в любое время суток, но они чаще происходят летом и весной, а также в дневные и вечерние часы, поскольку именно в это время чаще всего случаются грозы. (Одно заметное исключение – редкий предрассветный сухой микропорыв.) (5)
Наилучший способ защиты от микропорывов – обращать внимание на предупреждения о сильной грозе. Когда предупреждение выдается для вашего района, оставайтесь/укрывайтесь в помещении, ищите убежище в прочном здании и держитесь подальше от окон, пока гроза не пройдет. (6)
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
Микропорыв способен уничтожить воздушное судно
Каждый пилот слышал о микропорывах (microburst) — столбах из воздуха и осадков, выпадающих из нижней части кучево-дождевых облаков, способных «прибить» к земле любое воздушное судно, включая огромные реактивные самолеты. Любой пилот обязан знать особенности такого опасного явления, как микропорыв.
В истории мировой авиации произошло по меньшей мере две катастрофы самолетов при попадании в микропорывы: рейс Eastern Airlines Flight 66 в 1975 году (Боинг 727) и рейс Delta Airlines Flight 191 в 1985 году (Локхид L-1011).
После того, как случились эти катастрофы, наши познания о микропорывах продвинулись далеко вперед. Теперь действия пилота при попадании в микропорывы являются стандартным элементом его профессиональной подготовки. Однако если в крупных аэропортах метеослужбы могут подсказать пилотам о появлении микропорыва в районе аэродрома или хотя бы предсказать его вероятность, то на небольших частных аэродромах такой возможности нет. Поэтому частным пилотам требуются специальные знания об этом опасном явлении для того, чтобы вовремя распознать его и принять меры по обходу опасных зон.
Так как же формируются микропорывы и где их можно ожидать?
Все дело в кучево-дождевых облаках
Микропорывы по-прежнему находятся под пристальным вниманием ученых-метеорологов всего мира, но сейчас мы уже точно знаем, что микропорывы могут формироваться под любым кучево-дождевым облаком.
Ливневые осадки формируют нисходящие потоки
Характерный внешний признак любого микропорыва — столб воздуха, быстро выпадающего из облака, способного достичь скорости в 6.000 футов в минуту. Причина такого движения воздуха — ливневые осадки, формирующие нисходящие потоки за счет трения частиц воздуха и его охлаждения.
Как только из облака начинается выпадение капель осадков, трение капель воды увлекает за собой частицы воздуха. В то же время сухой воздух начинает испарять капли. На испарение воды требуется огромное количество энергии, поступающей из окружающего воздуха. Фактически, дождь «всасывает» тепло из воздуха по мере испарения из нее воды, охлаждая столб воздуха.
Столб дождя и воздуха становится холоднее окружающей атмосферы. Из-за того что холодный воздух является более плотным, чем теплый, его вес увеличивается по мере снижения. По мере опускания дождя и воздуха капли дождя продолжают испаряться, охлаждая воздух еще больше. В результате скорость движения этого столба воздуха всё увеличивается, и возникает микропорыв (microburst).
Сухой и мокрый
Во влажном климате осадки в микропорыве могут не испариться до самой земли. Такое явление называется мокрым микропорывом.
Однако в сухом климате все осадки, как правило, испаряются до выпадения на подстилающую поверхность, оставаясь практически незаметными потоками воздуха со скоростями до 6.000 футов в минуту. Такое явление называется сухим микропорывом. Часто сухой микропорыв сопровождается красивым явлением, получившим название «вирга«.
Тем не менее, не важно, сухим или мокрым является микропорыв. Оба они одинаково опасны для авиации.
Распространение и рассеивание
Как только столб воздуха достигает земли, он начинает кругами распространяться по её поверхности, создавая также вертикальные завихрения, приводящие к появлению вихревого кольца вокруг себя.
Как правило, микропорывы представляют собой локальные опасные метеорологические явления диаметром около 4 километров (2,5 миль) и продолжительностью около 5 минут.
Обычно микропорывы длятся в течение нескольких минут, приобретая наибольшую интенсивность во время первых минут, после чего ослабевают. Однако не редко возникают и последовательные микропорывы, один за другим, которые могут длиться до 30 минут и более.
Сдвиг ветра на малой высоте
Как видно из статьи, любой микропорыв является опасным. Но помимо очевидного потока воздуха, способного буквально «пригвоздить» воздушно судно к земле, сильные потоки воздуха могут также привести и к потере поступательной скорости и, как следствие, к увеличению вертикальной скорости снижения.
Представьте: вы подходите к микропорыву со скоростью 80 узлов. При входе в вихревое кольцо вы начнете ощущать турбулентность и быстрое увеличение воздушной скорости из-за встречного ветра. Подъемная сила увеличится, и воздушное судна начнет набирать высоту.
При входе в зону наиболее интенсивной части горизонтального сдвига ветра в микропорыве скорость вашего воздушного судна увеличится примерно на 20 узлов, и оно будет набирать высоту.
Внутри нисходящего потока воздуха микропорыва встречный поток воздуха изменится на попутный, и воздушная скорость начнет резко уменьшаться.
По мере выхода из микропорыва попутный ветер усиливается очень быстро. Сдвиг ветра приведет к потере скорости до 60 узлов, что уже будет ниже расчетной скорости на 20 узлов, а угол атаки крыла увеличится в процессе снижения еще больше.
На выходе из микропорыва вы столкнетесь с ещё большей турбулентностью, чем на входе. Если воздушное судно всё ещё не столкнулось с поверхностью земли, его может «подбросить» вверх.
Сдвиг ветра = двойному порыву ветра
В то время, как микропорыв сам по себе является опасным явлением, сдвиг ветра может ухудшить ситуацию ещё больше. Если пиковый порыв ветра составляет 25 узлов, то сдвиг ветра будет составлять около 50 узлов по мере продвижения через микропорыв. Это означает, что воздушная скорость сначала увеличится на 25 узлов при входе, а затем быстро уменьшится на 50 узлов на выходе из микропорыва.
Однако порывы ветра в микропорывах могут достигать 45 узлов. При этом сдвиг ветра достигнет 90 узлов, что намного больше расчетной скорости полета обычного легкого воздушного судна.
Обход микропорывов
Как обойти микропорыв? В США и Европе на некоторых аэродромах установлены Системы предупреждения сдвига ветра на малых высотах (LLWAS), Доплеровские метеорологические терминалы (TDWR) и Погодные процессоры (WSP), которые способны обнаружить микропорывы в момент начала их формирования. Однако такие опции доступны пилотам и диспетчерам только на крупных аэродромах с интенсивным воздушным движением. В районе таких аэродромов авиадиспетчер может подсказать вам наличие опасной зоны и предложить варианты её обхода.
На маленьких частных аэродромах доклады других пилотов и ваши собственные глаза являются единственным и самым лучшим способом обхода опасной зоны. Главный принцип: не летайте под грозой. Если вы наблюдаете виргу или дождь, выпадающие из облака и создающие клубы пыли на земле, сообщите об этом всем участникам воздушного движения и держитесь от таких зон как можно дальше.
Внимательно слушайте эфир: экипаж разбившегося рейса Eastern Airlines Flight 66 имел информацию об опасном сдвиге ветра от экипажа DC-8, доложившего о попадании в него незадолго до трагического события. При этом экипаж еще одного самолета L-1011 чудом избежал катастрофы, попав в этот же сдвиг ветра несколькими минутами ранее. Несмотря на это экипаж рейса 66 авиакомпании Eastern Airlines принял решение продолжить заход на посадку в таких условиях.
Микропорывы живут недолго. Если они вызваны отдельными кучево-дождевыми облаками, у вас всегда есть возможность обойти их или отложить прибытие, переждав в зоне ожидания, пока шторм не рассеется. Посадка во время шторма — наихудший выбор пилота.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Мы уже как то рассматривали последствия ураганов и торнадо на примере Картонных домиков США. А вот еще одно опасное явление природы.
У американских метеорологов есть такой термин — «microburst«. На русский язык он переводится, как «микропорыв», хотя правильнее его было бы переводить «микровзрыв«. Микропорыв — это большой столб воздуха, который с огромной скоростью опускается на землю, сметая все, что находится на её поверхности.
Сила ветра в микропорыве такова, что он запросто укладывает на землю большие деревья. Обычно микропорывы длятся от нескольких секунд до нескольких минут. Со стороны это выглядит так, как будто бы в дождевом облаке образовалась дыра и оно через эту дыру стремительно «выливается» на землю.
Давайте посмотрим что это такое …
Опасности микропорывов для самолетов
Особенно опасны микропорывы для авиации — если самолет на взлете или посадке попадает в микропорыв, летчику очень трудно совладать с резкими изменениями скорости самолета. С 1956 по 2012 годы микропорывы стали причиной как минимум девяти авиакатастроф. Обычно это происходило во время посадки — самолет попадал в микропорыв, пилоты видели резкое увеличение скорости воздушного судна и снижали ее. Когда самолет выходил из микропорыва, он падал на землю из-за недостаточной скорости полета.
Опасности микропорывов для зданий
Видео микропорыва в Аризоне:
и еще немного интересных явлений природы: вот вчера мы обсуждали Волны-убийцы, а вот не менее опасное Отбойное течение. Вспомните еще про Световые столбы и как Крымчан в прошлом году атаковали растения. Давайте еще попробуем узнать Загадку шаровой молнии и посмотрим какие бывают ДЫРЫ В ЗЕМЛЕ
Микропорывы. (Мicroburst).
Микропорыв это – вертикальный шквал.
У американских метеорологов есть такой термин — «microburst«. На русский язык он переводится, как «микропорыв», хотя правильнее его было бы переводить «микровзрыв«. Микропорыв — это большой столб воздуха, который с огромной скоростью опускается на землю, сметая все, что находится на её поверхности. Это крайне опасное для пилотов – парителей явление природы.
Сила ветра в микропорыве такова, что он запросто укладывает на землю большие деревья. Обычно микропорывы длятся от нескольких секунд до нескольких минут. Со стороны это выглядит так, как будто бы в дождевом облаке образовалась дыра и оно через эту дыру стремительно «выливается» на землю.
Рассмотрим подробнее …
При нисходящем порыве сильные нисходящие потоки проникают сквозь нижнюю границу облачности и достигают непосредственной близости уровня земли, распространяясь затем в радиальных направлениях вдоль земной поверхности.
Как полагают, интенсивные микропорывы образуют кольцеобразные вихри вокруг нижней части нисходящего потока у самой земли. Воздействие нисходящего порыва на воздушное судно зависит от конфигурации воздушного судна, интенсивности нисходящего порыва и места, где располагается нисходящий порыв (сбоку или вертикально) относительно траектории полета.
При встрече с нисходящим порывом воздушное судно обычно вначале сталкивается с усиливающимся встречным ветром и сильной турбулентностью в истекающем потоке.
Наблюдаются и такие случаи, когда стержень нисходящего порыва располагается не вертикально, и тогда в зависимости от наклона это может усиливать истекающий поток с одной стороны нисходящего порыва и ослаблять его с противоположной стороны. Это значит, что усиливающийся встречный ветер может быть не всегда.
Опасности микропорывов для самолетов
Особенно опасны микропорывы для авиации — если самолет на взлете или посадке попадает в микропорыв, летчику очень трудно совладать с резкими изменениями скорости самолета. С 1956 по 2012 годы микропорывы стали причиной как минимум девяти авиакатастроф. Обычно это происходило во время посадки — самолет попадал в микропорыв, пилоты видели резкое увеличение скорости воздушного судна и снижали ее. Когда самолет выходил из микропорыва, он падал на землю из-за недостаточной скорости полета.
Опасности микропорывов для зданий
Видео микропорыва в Аризоне:
Как Вы понимаете опасноть микропорывов для пилотов – парапланеристов – очевидна.
Вот что об этом рассказывает известный пилот X-Alps – Хонза Рейманек (Honza Rejmanek).
Когда небо падает на землю. Микропорывы и сильные нисходящие потоки.
Меорология: изучаем микропрорывы с Хонза Рейманек (Honza Rejmanek).
Перевод – Алексей Мерзляков
Жаркий день с высоченной базой
облаков – прекрасные условия для формирования микропрорывов. Хонза сделал эту фотографию пролетая недалеко от озера Тахо в Калифорнии.
*Микропорыв (микрошквал, англ. microburst — «микровзрыв») — частный случай шквала, сильное кратковременное нисходящее движение воздуха, связанное с грозовой деятельностью. @Wikipedia.
В большинстве случаев, если вы вдруг скажете на публике, что всерьез боитесь того, что небо вдруг возьмет и упадет на землю, вы станете объектом насмешек для окружающих. Однако мы с вами пилоты и в наших интересах детально разобраться с метеорологическим явлением, в ходе которого определенные воздушные массы действительно способны обрушиться на землю со всеми вытекающими из этого последствиями.
В условиях прекрасной парительной погоды вместе с восходящими потоками вокруг полно и нисходящих. Весь восходящий воздух представляет собой отдельные термики, тогда как нисходящие потоки могут образовывать более обширные зоны. Если вы видели кучевое облако из которого к земле тянутся дождевые космы, вы легко сможете представить себе объемы нисходящего потока под ним. Ведь каждая капелька дождя толкает перед собой небольшой слой воздуха от облака вниз, на встречу с землей. Очень мощные, но узкие нисходящие потоки, шириной не более 4-х километров, несущиеся из-под дождевой тучи к земле называются микропрорывом.
Ударяясь о поверхность земли, этот мощный нисходящий поток растекается во все стороны, образуя сильнейший локальный приземный ветер. Если на высоте такой нисходящий поток встречается с метеоветром, локальный ветер у земли сопровождается ливнем. Встреча с ветром на высоте так же приводит к тому, что нисходящая воздушная масса сдувается в месте с ним и наиболее мощный приземный локальный ветер также будет направлен с метеоветром в одну сторону.
Сухие и влажные микропрорывы.
Бывает всего два вида микропрорыва – сухой и влажный. Выше мы уже обсудили микропрорыв, сопровождающийся мощным ливнем – это влажный. Как только первые капли дождя упадут на землю, а небо потемнеет, считайте, что оснований для того чтобы прервать полет и быстренько приземлиться более чем достаточно, в противном случае вы рискуете стать жертвой шквального ветра от влажного микропрорыва.
Не стоит забывать о втором типе микропрорывов, возникающем в более сухих климатических условиях в те самые дни, когда погода выглядит бомбически, база облаков где-то за отметкой в 5000 метров от уровня моря. Сухой микропрорыв менее уловим и во всей своей красе запечатлен на фото. Каждый раз, когда мы видим высоко в небе облака с ярко выраженными космами или виргу или следы от дождя, который испарился так и не долетев до земли, мы должны иметь в виду опасности, вызываемые микропрорывом и подстерегающие нас у земли.
Так почему же небо все-таки падает?
Причиной такого резкого падения воздушных масс является охлаждение температуры воздуха из-за испарительного процесса, протекающего в дождевых каплях, не долетающих до земли. Чаще всего облака находятся на высотах до 4000 метров над поверхностью земли. Облака могут начать поливать дождем даже если высота облаков не превышает их ширины, а начало осадков может быть даже ледяным. По мере продвижения от облака к поверхности земли, воздух в этой массе осадков начинает разогреваться и сжиматься.
Вместе с тем, сжатие вызванное ростом давления воздуха замедляет таяние ледяных осадков до состояния капель воды и их последующее испарение. Такая воздушная масса гораздо холоднее окружающего воздуха и имеет отрицательную плавучесть относительно него, поэтому и устремляется вниз ускоряясь и перемешивась на границах с более теплым и сухим окружающим воздухом.
Окружающий воздух тоже охлаждается и помогает испариться последним каплям, прежде чем они достигают земли. Мы видим как космы дождя под облаком исчезают и остается лишь поток, имеющий отрицательную плавучесть относительно окружающего воздуха, стремительно несущийся к земле. Скорость снижения такого воздуха достигает 15 м/с и более, в некоторых случаях и в зависимости от условий. Так что небо в буквальном смысле падает!
Микропрорывы в полете
На фото, снятом автором в ходе маршрутного полета на западе Невады, мы имеем возможность увидеть, что же произойдет в тот самый момент, когда небо буквально обрушится на землю. Благодаря относительно тонкому слою почвы мы можем видеть эффект, возникающий при ударе колонны нисходящего потока о поверхность земли.
Кольцо пыли (1), поднимаемое ударом воздуха. Также можем увидеть небольшие остатки вирги над поверхностью пылевого облака (2). В правой части снимка, вдалеке видны остальные облака, начинающие сыпать осадками и устроившие виргу (3).
Большинство типов поверхности не могут способствовать появлению облака пыли под воздействием микропрорыва. Поэтому такие опасные метеорологические явления часто невидимы. Единственная зацепка, с помощью которой вы сможете определить возможный источник сухого микропрорыва, это наличие высокой базы кучевых облаков и вирга под ними в сухой, бомбический день.
В чем опасность микропрорыва?
Есть случай, когда пассажирский авиалайнер потерпел крушение при попадании в микропрорыв на глиссаде. Находясь в посадочном положении авиалайнер летит на предельно малой скорости. Внезапное усиление встречного ветра привело к увеличению угла атаки лайнера, возникла опасность сваливания. Ничего не подозревающий пилот компенсирует кабрирование самолета, опустив нос вниз и уменьшает газ.
Тем временем, самолет пролетает к центру микропрорыва и попадает в зону мощнейшего нисходящего потока и сильным порывом ветра в хвост.Если в такой ситуации пилот не успеет увеличить обороты двигателей и не поднимет нос самолета, лайнер рискует рухнуть на землю, не долетев до посадочной полосы. К счастью сегодня пилоты коммерческих авиалиний, метеорологи и метеослужбы аэропортов умеют достаточно точно прогнозировать появление таких явлений как микропрорыв и процент катастроф по причине попадания в такие условия достаточно невелик.
Условия появления микропрорывов
Для пилотов-парителей чрезвычайно важно уметь определять условия, при которых возможно возникновения микропрорывов. Это будет сухой, жаркий день с высоченной базой кучевых облаков, но иногда бывает достаточно даже средней влажности воздуха. Вирга, огромные космы под отдельно взятом кучевым облаком, конечно, самый явный предупреждающий знак. Также важно не спутать с виргой обыкновенные и невинные циррусы (конские хвосты), которые образуются из кристалликов льда в высоко-кучевых облаках, не имеющих отношения к термической активности.