Файл: Колодочка А.С. Метеорологические условия стрельбы артиллерии учебное пособие.pdf

В артиллерии зондирование атмосферы производится с целью установить распределение по высоте скорости и направления ветра, температуры воздуха и атмосферного давления (плотности воз­ духа).

Ветровое зондирование атмосферы подразделения артиллерий­ ской метеорологической службы производят методом шаров-пило­ тов (радиопилотов), а температурное — методом радиозондов. При этом температурное зондирование, как правило, самостоятельно не производится, с ним совмещают ветровое, производя так называе­ мое комплексное температурно-ветровое зондирование атмосферы.

При ветровом зондировании наблюдения за шарами-пилотами (раджмтилотами или шарами с радиозондами) производятся при помощи оптических или радиотехнических средств.

Оптические' средства — шаропилотные (ШТ) или аэрологиче­ ские (АТ «ли АТК) теодолиты — позволяют наблюдать шар-пилот до предела его видимости, который зависит от состояния атмосфе­ ры (степень ее прозрачности, наличие, характер и высота облаков) и времени суток. Днем в ясную погоду при хорошей вертикальной видимости высота наблюдений оптическими средствами составляет в среднем 7—12 км в зависимости от скорости ветра и размеров шара; в ночное время шары-пилоты с осветительными приспособле­ ниями (фонариками) можно наблюдать лишь до высоты 2—4 км,

ито при отсутствии облаков. В условиях облачной погоды высота зондирования при помощи теодолитов ограничивается нижней гра­ ницей облаков.

Радиотехнические средства — радиолокационные или радиопеленгационные станции — позволяют наблюдать радиопилот (ра­ диозонд) независимо от оптической видимости (в облаках, в ту­ мане, в дыму, при запылении атмосферы, в сумерки и ночью). Мак­ симальная высота ветрового зондирования атмосферы при помощи применяемых в настоящее время радиолокационных станций в сред­ нем колеблется от !0 до 30 км, а в отдельных случаях может быть

ибольше.

Возможность ветрового зондирования при помощи радиолока­ ционных станций иногда может ограничиваться такими явлениями,

24

как сильный ливневый дождь, снегопад или грозовое состояние ат­ мосферы, а также активными и пассивными помехами, создавае­ мыми противником.

Точность ветрового зондирования атмосферы в общем случае характеризуется величиной срединной круговой ошибки определе­ ния вектора скорости среднего (действительного) ветра порядка

0,5—0,7 м/сек.

В настоящее время для температурного (комплексного) зонди­ рования атмосферы подразделения артиллерийской метеорологиче­ ской службы применяют в основном радиозонд РЗ-049, а в отдель­ ных случаях — специальный радиозонд РКЗ-1. Конструкция радио­ зонда РЗ-049 может обеспечить температурное зондирование атмо­ сферы! до высоты порядка 25—30 км, а радиозонда РКЗ-1 — до высоты 35—40 км. При существующих оболочках средняя высота зондирования составляет 15—25 км.

Точность температурного зондирования атмосферы указанными радиозондами характеризуется величиной срединной ошибки в из­ мерении температуры зоздуха. на различных высотах порядка от 0,5 до 1,5°'С в' зависимости от высоты и типа радиозонда. С увели­ чением высоты ошибки обычно возрастают.

Подразделения артиллерийской метеорологической службы, производя метеорологические измерения, одновременно осуществ­ ляют и обработку результатов этих измерений.

Обработка результатов наземных метеорологических наблюде­ ний заключается в определении наземных отклонений (значений) температуры, давления и плотности воздуха от нормальных (таб­ личных) значений этих метеорологических элементов.

Обработка результатов ветрового и температурного (комплекс­ ного) зондирований атмосферы заключается в установлении рас­ пределения по высоте направления и скорости среднего (действи­ тельного) ветра, температуры воздуха и атмосферного давления (отклонения плотности воздуха).

На основании обработанных результатов всех метеорологиче­ ских измерений подразделения артиллерийской метеорологической службы вычисляют так называемые баллистические средние, т. е. баллистические отклонения (значения) метеорологических элемен­ тов: баллистический ветер, баллистическое отклонение температу­ ры и баллистическое отклонение плотности воздуха. Вычисление баллистических средних производится, как правило, также одно­ временно с проведением1' зондирования атмосферы.

Подразделения артиллерийской метеорологической службы в за­ висимости от поставленных перед ними, задач по обеспечению того или иного вида артиллерии могут определять различные метеороло­ гические данные.

Артиллерийские метеорологические взводы метеобатарей обыч­ но определяют следующие данные.

25

1. Для подготовки стрельбы наземной ствольной и реактивной артиллерии:

наземные отклонения давления атмосферы (Л/г0) и тем­ пературы воздуха (Л£,) от нормальных их значений на месте расположения взвода (в горной местности — наземные значения давления /г0 и температуры ta);

— направление (дирекционный угол a.w) п скорость ( W gH)

баллистического ветра для установленных стандартных высот траекторий включительно до высоты, указанной артиллерийским штабом;

— баллистическое отклонение температуры воздуха (Д"^) для тех же стандартных высот траекторий (в горной местности - „баллистическую температуру1 tr).

2.Для подготовки стрельбы войсковой зенитной артиллерии:

—наземные отклонения давления атмосферы (Д/г0), темпера­ туры (Д£0) и плотности (Д/7,,) воздуха от нормальных их значе­ ний на месте расположения взвода;

— направление (азимут зенитной артиллерии $w) и скорость

( W вз) баллистического ветра для установленных стандартных вы­ сот точек разрывов включительно до высоты, указанной артил­ лерийским штабом;

баллистическое отклонение температуры (Л ^ ) и баллисти­ ческое отклонение плотности (ДПб) воздуха для тех же стан­ дартных высот.

3. Для учета метеорологических условий при работе под­ разделений артиллерийской звуковой разведки:

—наземную температуру воздуха (£„):

направление (дирекционный угол ау ) и скорость ( V0) на­

ствительного ветра для тех же стандартных высот.

Во всех случаях температура воздуха или ее отклонение опре­ деляются с учетом виртуальной поправки (виртуальная температу­ ра), за исключением наземного отклонения температуры для зенит­ ной артиллерии, где влажность воздуха не учитывается.

Все перечисленные метеорологические данные вычисляются

сокруглением окончательного результата до следующих величин:

—давление атмосферы и его отклонение до 1 мм рт. ст.;

—температура воздуха и ее отклонения до 1°С;

—отклонения относительной плотности воздуха до 1%;

—направление ветра до 1-00;

—скорость ветра до 1 м/сек.

26

ГЛАВА ВТОРАЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АТМОСФЕРЕ

§6. СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

Вначале XX столетия, когда накопились некоторые статистиче­ ские материалы аэрологических измерений, производившихся выше 10—12 км, стало очевидным, что в атмосфере необходимо разли­ чать два слоя. Первый из них (от поверхности' земли до высоты по­ рядка 10—12 км) характеризуется понижением температуры с вы­ сотой. Этот слой был назван тропосферой. Во втором слое (выше тропосферы) температура с высотой почти не меняется; он был

слой — ионосфера. Нижняя граница ионосферы начинается при­ мерно с высоты 80 км. Эта высота и была принята за верхнюю граг ницу стратосферы. Характерной особенностью ионосферы является значительная ее ионизация под действием солнечных лучей и боль­ шая электропроводность. Позже было предложено выделять еще один, самый внешний слой атмосферы в особую, четвертую сферу— сферу рассеивания. Этот слой начинается с высоты порядка 800 км. Названием этого слоя подчеркивается основная особенность сферы: из нее происходит рассеяние газов в мировое пространство.

Однако если делить атмосферу на слои по характеру распреде­ ления температуры по высоте, что особенно важно и с точки зре­ ния метеорологического обеспечения стрельбы артиллерии, то не­ обходимо применять несколько другую терминологию атмосферных слоев.

Международным геодезическим и геофизическим союзом в 1951 г. было принято следующее разделение атмосферы по слоям:

28

При таком делении атмосферы сохраняется основной признак каждого слоя — его температурная характеристика.

На: рис. 4 изображены эти слои и кривая изменения температу­ ры с высотой. По рисунку видно, что температура в тропосфере по­ нижается с высотой, в стратосфере почти неизменная, а в мезосфе­ ре сначала повышается, а затем понижается. В термосфере темпе­ ратура с высотой повышается.

Переходный слой между тропосферой и стратосферой называет­ ся тропопаузой, между стратосферой и мезосферой — стратопау­ зой, а между мезосферой и термосферой — мезопаузой. Чем выше переходный слой, тем больше его мощность. Так, если тропопауза имеет толщину 1—3 км, то мезопауза может простираться на десят­ ки километров.

Тропосфера — самый нижний слой атмосферы. Высота верхней границы тропосферы на одной и той же широте меняется в зависи­ мости от времени года: летом она больше, а зимой меньше. Эти колебания в основном связаны с изменением атмосферного давле­ ния у поверхности земли. Еще более резкие различия в высоте верхней границы тропосферы наблюдаются по широтам. Если

35—48°' на высоте 8—12 км часто наблюдаются очень сильные вет­ ры, так называемые струйные течения. Скорость их в среднем 45—55 MjceK, а иногда достигает 60—80 м!сек и более. В связи с этим высота верхней границы тропосферы (высота тропопаузы) сначала повышается в направлении от полюса к экватору посте­ пенно, но в области струйного течения переход тропопаузы в более экваториальное положение совершается скачком. В тропопаузе, как во всяком переходном слое, наблюдаются в большинстве случаев значительные изменения температуры и нарушения ее плавного хода по высоте, что является определяющим признаком положения этогослоя.

Наиболее типичной особенностью тропосферы является пониже­ ние в ней температуры с высотой. На верхней границе тропосферы в средних широтах температура составляет 50—60°' ниже нуля, а над экватором иногда доходит до —80°С. В тропосфере очень резко проявляется вертикальное перемешивание воздуха, что яв­ ляется второй важной особенностью этого слоя.

Над умеренными широтами в тропосфере наблюдается преиму­ щественно западный перенос воздуха. Скорость ветра с высотой обычно возрастает, достигая на высоте 10—12 км в среднем 18—22 м/сек. В тропосфере воздух сильно уплотнен по сравнению с более высокими слоями атмосферы. Здесь сосредоточено около 3/4 массы атмосферы, что весьма важно для развития многих ат­ мосферных процессов. В этом слое находится почти весь содержа­ щийся в атмосфере водяной пар, образуются мощные облака и вы-

29