Turinys /

T-3. Meteorologija

Pavojingi meteorologiniai reiškiniai

Aviacinė technika bei navigacinės sistemos tobulėja, bet orai ir toliau ne tik veikia skrydį, bet ir gali skaudžiai nubausti jų nepaisančius ar blogai pasiruošusius.

Kas penktas aviacinis incidentas siejamas su meteorologinėmis sąlygomis. Meteorologiniai elementai, dažniausiai buvę aviacinių incidentų priežastimi, yra: vėjas, matomumas ir debesų apatinė riba (padas), didelio tankio aukštis, turbulencija, krituliai, žemyneigiai/ aukštyneigiai srautai, apledėjimas, perkūnijos, vėjo postūmis ir kitos.

Šiame straipsnyje norėtumėme atkreipti aviatorių dėmesį į kai kurias konkrečias meteorologines sąlygas ir jų įtaką skrydžiams.

Pagrindinis sunkumas – tai piloto kova su nuonaša, o netikslus vėjo paskaičiavimas veikia nusileidimo tikslumą.

Vėjo išdaigos 

Remiantis statistika matyti, kad daugiausia aviacinių incidentų susiję su vėju (51,7 proc.). Vėjas labiausiai veikia orlaivį tupiant, kylant ir žemėjant. 
Vėjas yra horizontalus oro judėjimas žemės paviršiaus atžvilgiu. Jo pagrindinės charakteristikos yra kryptis ir greitis. 
Oro navigacijoje naudojamas navigacinis vėjas, kurio kryptimi yra nurodoma ta horizonto dalis, į kurią vėjas pučia. Meteorologijoje vėjas nurodomas ta horizonto dalimi, iš kur vėjas pučia. Pagal greitį išskiriamas lygus ir gūsingas vėjas, pagal kryptį – pastovios ir besikeičiančios krypties. Vėjas gūsingas tada, kai jo greitis per 2 minutes keičiasi 4 m/s ir daugiau.

Trumpalaikis vėjo sustiprėjimas iki 20-30 m/s su ryškiu krypties pakitimu vadinamas škvalu. Aerodrome vėjo greitis ir kryptis matuojami 10 m aukštyje. Vėjo greitis ryškiai kinta per parą. Stipriausias vėjas būna popietinėmis valandomis, kai paklotinis paviršius labai įšilęs, o silpniausias – naktį. 
Aviacijoje didelę įtaką turi tiek priežemio, tiek aukštuminis vėjas: priežemio vėjas – orlaivių kilimui ir tūpimui, o aukštuminis – skrydžio navigacijos elementams. 

Orlaivio kilimo ir tūpimo charakteristikos priklauso nuo fizinės atmosferos būsenos. Didžiausią poveikį turi vėjo greitis ir kryptis. Vėjo greičio įtaka yra tai, kad orlaivis turi kilti ir tūpti prieš vėją, nes sumažėja atsiplėšimo ir tūpimo greitis žemės atžvilgiu, sumažėja įsibėgėjimo ir tūpimo ilgis. Vėjo kryptis daro sudėtingesnį orlaivio kilimą ir tūpimą (šoninis vėjas). Orlaiviui kylant, esant šoniniam vėjui, susidaro papildoma aerodinaminė jėga, o tūpimą apsunkina šoninės dedamosioms. Pagrindinis sunkumas – tai piloto kova su nuonaša, o netikslus vėjo paskaičiavimas veikia nusileidimo tikslumą. Kiekvienam orlaiviui numatoma ribinė vėjo greičio šoninė dedamoji. Šiuolaikinė meteorologinė įranga automatiškai apskaičiuoja šoninio vėjo dedamąją, todėl šią informaciją orlaivių įgulos gali gauti iš skrydžių valdymo centrų.

Debesis lydi tokie meteorologiniai reiškiniai, kaip perkūnijos, viesulai, intensyvūs krituliai, perkūnijos ir kiti.

Debesų patalai 

Ne mažesnę įtaką skrydžių saugai turi debesų apatinė riba ir matomumas. Aviaciniai incidentai, susiję su debesų riba ir matomumu, yra antroje vietoje. Dėl šių meteorologinių elementų įtakos įvyko 18,1 proc. visų aviacinių incidentų, susijusių su meteorologinėmis sąlygomis. Debesų apatinė riba ir matomumas yra ypač svarbūs meteorologiniai elementai, nes jie nurodo ne tik piloto, bet ir aerodromo meteorologinius minimumus. Todėl šių meteorologinių minimumų nepaisymas dažnai būna aviacinių incidentų priežastimi, ypač orlaiviui kylant ar leidžiantis, manevruojant ar žemėjant. 

Vandens lašelių, ledo kristalų arba vienų ir kitų sistemos, esančios ore tam tikrame aukštyje virš žemės, yra vadinamos debesimis. Skristi debesyse yra sudėtinga dėl stipraus matomumo pablogėjimo, ypač apatinio sluoksnio debesyse, kur matomumas varijuoja nuo 10 iki 80 metrų, didelė apledėjimo tikimybė, stipri turbulencija, kuri sukelia orlaivių blašką. Debesis lydi tokie meteorologiniai reiškiniai, kaip perkūnijos, viesulai, intensyvūs krituliai, lijundra, perkūnijos ir kiti. 

Pagal apatinės ribos aukštį debesys skirstomi į 3 grupes: viršutinio aukšto debesys – 
6-18 km aukštyje, vidurinio aukšto – 2-6 km, o apatinio aukšto – 0-2 km ir vertikaliojo išsivystymo debesys, kurių apatinė riba būna nuo kelių šimtų metrų iki kelių kilometrų. 

Didžiausią pavojų orlaivių skrydžiams kelia vertikaliojo išsivystymo debesys: kamuoliniai (Cu) ir kamuoliniai lietaus (Cb). Vertikaliojo išsivystymo debesys vasarą susidaro virš įšilusių paviršių, kur yra turbulencinė oro apykaita, žiemą – virš jūrų ir vandenynų. Ypač stori kamuoliniai debesys susidaro pusiaujo juostoje. Jų apatinę ir centrinę dalį sudaro vandens lašeliai, o viršutinę – ledo kristalai arba stambūs lašai. Kamuoliniai debesys turi kupolo formos viršūnę ir ryškius apvalius kontūrus. Jų apatinė dalis – tamsi, krituliai neiškrinta. Kamuoliniai lietaus debesys yra nuo kelių iki keliolikos kilometrų storio, panašūs į kalnus ar bokštus. Jų apačia tamsi, o viršus dažnai būna priekalo formos. Su kamuoliniais debesimis siejamos gausios liūtys, kartais kruša ar sniego kruopos, perkūnijos, taip pat stipri turbulencija, žemyneigiai ir aukštyneigiai srautai, apledėjimas, elektros iškrovos. Orlaivių pilotai, patekę į kamuolinių lietaus debesų įtakos zoną, o tai gali būti net kelios dešimtys kilometrų nuo kamuolinio – lietaus debesies, prisipažino, kad daugiau tokių išgyvenimų nenorėtų patirti. Orlaivių įguloms rekomenduojama kamuolinius lietaus debesis aplenkti ne mažesniu kaip 10 km atstumu nuo jų, o skristi po tokio tipo debesimis yra draudžiama.

Pagal atvėsimo priežastis yra skiriami radiaciniai, advekciniai, advekciniai-radiaciniai ir šlaitų rūkai.

Rūko uždanga 

Rūkas – tai vandens lašelių ar ledo kristalų susikaupimas prie žemės paviršiaus, kai matomumas yra 1 km ar mažiau. Jei matomumas svyruoja nuo 1 iki 5 kilometrų, tai yra įvardijama kaip rūkana. 

Rūkai klasifikuojami pagal sinoptines ir fizines jų susidarymo sąlygas. Labiausiai paplitęs rūkų skirstymas į vidumasinius ir frontinius. Pagal procesus, lemiančius vandens garų prisotinimą, vidumasiniai rūkai skirstomi į atvėsimo ir garavimo rūkus. Atvėsimo rūkai susidaro dėl oro atvėsimo žemiau rasos taško. Pagal atvėsimo priežastis yra skiriami radiaciniai, advekciniai, advekciniai-radiaciniai ir šlaitų rūkai. Šiek tiek plačiau apžvelgsime radiacinius ir advekcinius rūkus.

Radiaciniai rūkai šiltuoju metų laiku patekėjus saulei paprastai išsisklaido, o kartais pakyla virš žemės sudarydami ploną FrSt (sudraskyti sluoksniniai debesys) debesų sluoksnį, kurio aukštis neviršija 100-200 metrų. Rūkas gali išsisklaidyti ir sustiprėjus vėjui iki 4-5 m/s ir daugiau. Šaltuoju metų laiku radiaciniai rūkai yra pavojingesni negu šiltuoju. Šiuo periodu nusistovėjus giedram orui dėl nuolatinio išspinduliavimo per kelias dienas oras atšąla ir rūkas gali išplisti į didelį aukštį. Tuomet radiacinio rūko vertikalus išsivystymas siekia nuo kelių šimtų metrų iki 1,5-2 kilometrų ir išsilaiko kelias paras. 

Advekciniai rūkai atsiranda judant šiltai oro masei šaltu paklotiniu paviršiumi. Dėl turbulentinio maišymosi atvėsimas pasklinda iki kelių šimtų metrų aukščio, kur paprastai yra inversijos sluoksnis. Po inversiniu sluoksniu susikaupia didžiausias kiekis vandens garų, dėl to rūko tankis kylant aukštyn didėja. Esant advekciniam rūkui horizontalus matomumas yra kiek geresnis prie pat žemės paviršiaus, o aukščiau jis staigiai blogėja. Advekciniai rūkai gali susidaryti ir esant vėjui, kurio greitis 5-10 m/s ir daugiau. Šis rūkas gali būti bet kuriuo paros metu, išlikti ilgą laiką (iki kelių parų) ir užimti dideles teritorijas (pvz., užimti visą Lietuvą). Virš žemyno šaltuoju metų laiku advekcinis rūkas atsiranda judant šiltoms ir drėgnoms jūrinėms oro masėms atšalusiu žemės paviršiumi arba judant oro masėms, atslenkančioms nuo šiltesnio sausumos paviršiaus link šaltesnio. Šiltuoju metų laiku advekcinis rūkas gali atsirasti judant šiltai oro masei nuo sausumos link vandenyno (jūros ar kito didesnio vandens telkinio). Virš jūros advekcinis rūkas gali susidaryti visais metų laikais judant oro masėms nuo šiltesnio jūros paviršiaus link šaltesnio (pvz., nuo šiltosios Golfo srovės link šaltosios Labradoro srovės). Advekciniai rūkai yra labai pavojingi aviacijai. Judėdami dideliais greičiais (20-40 km/h) jie per trumpą laiko tarpą gali užimti didelę teritoriją. Skrydis virš advekcinio rūko galimas tik pagal prietaisus.

Apledėjimą lemia atmosferoje esantis vanduo – skystas, peršaldytų lašelių, vandens garų, ledo kristalų pavidalo.

Apledėjimo grėsmė 

Orlaivių apledėjimas – reiškinys, kai skrydžio ar stovėjimo aikštelėje metu orlaivis pasidengia ledo sluoksniu. Apledėjimo metu padidėja orlaivio svoris, kuro sąnaudos, sumažėja variklių trauka. Ledas iškreipia kai kurių orlaivio prietaisų rodmenis. Orlaivio paviršiuje susiformavę ledo dariniai pakeičia jo aptakumo sąlygas. Didžiausią neigiamą poveikį aerodinaminėms ir skrydžio charakteristikoms turi aerodinaminio profilio kontūrų iškreipimas dėl ledo prieaugio. 

Apledėjimą lemia atmosferoje esantis vanduo – skystas, peršaldytų lašelių, vandens garų, ledo kristalų pavidalo.

Šie vandens būviai lemia 3 tipų apledėjimą – lašelių, sublimacinį ir kristalinį. Skrydžio metu ant skirtingų orlaivio dalių susiformavęs ledas gali skirtis dydžiu, forma, spalva ir struktūra. Praktiniu požiūriu reikšmingi 2 apledėjimo tipai, susiję su lašelių ledėjimu. Pirmojo tipo apledėjimas vyksta aplinkoje, kurioje yra stambių peršaldytų lašų. Jam būdingas pusiau skaidrus, šiurkštus, kauburiuotas ledas, kuris susidaro, kai oro temperatūra būna nuo 0 iki 
-5 laipsnių pagal Celsijų (gali būti ir žemesnė). 

Antrojo tipo apledėjimas formuojasi skrendant debesyse, sudarytuose iš smulkių lašelių (ar dulksnos), kurie susidūrę su orlaivio paviršiumi akimirksniu užšąla. Susidaro baltos, matinės, pleišto, trapecijos formos ledo apaugos. Būdingas požymis yra ledo nuosėdos siauroje sparno dalyje arti priekinės briaunos. 

Didžiausia apledėjimo tikimybė esant neigiamai temperatūrai yra vandeninguose debesyse. Mišriuose debesyse apledėjimas priklauso nuo jų lašelinės dalies vandeningumo. Iš ledo kristalų sudarytuose debesyse apledėjimo tikimybė yra maža. 
Beveik visada esant neigiamai temperatūrai apledėjimas vyksta sluoksninių ir sluoksninių kamuolinių debesų zonoje. Jie būna po inversijos sluoksniais. Esant frontiniam debesuotumui intensyviausias apledėjimas vyksta kamuoliniuose lietaus debesyse. Sluoksniniuose lietaus ir aukštuosiuose sluoksniniuose šiltojo fronto debesyse intensyvus apledėjimas vyksta, jei nebūna kritulių arba jie silpni, o krintant gausiems ištisiniams krituliams apledėjimo tikimybė mažesnė. 

Intensyviausias apledėjimas būna skrendant po debesimis ledėjančio lietaus arba dulksnos zonoje. Viršutinio aukšto debesyse apledėjimas mažai tikėtinas, tačiau gali būti plunksniniuose sluoksniniuose ir plunksniniuose kamuoliniuose debesyse. 
Dažniausiai apledėjimas vyksta debesyse, rūke ir krituliuose, kai oro temperatūra svyruoja nuo 0° iki -20°C, ypač nuo 0 iki -10 laipsnių pagal Celsijų.

/Povilas Liberis/ - Aviacijos pasaulis