Конденсационные следы

Метеоцентр.Азия - наш новый сайт с высокодетализированными прогнозами погоды по пунктам России и мира
Облегчённая версия Метеоклуба (для КПК)
Карта активных участников Метеоклуба (105 кБ)    Таблица дней рождения активных участников Метеоклуба
Клуб любителей метеорологии (группа ВКонтакте)

Конденсационные следы

Сейчас в Метеоклубе:
Участников - 3 [ qwerty, danz, Morozov_S ]
Максимальное одновременное количество посетителей: 3 [23 Июн 2017 18:31]
Гостей - 0 / Участников - 3

 - Начало - Ответить - Статистика - Регистрация - Поиск -
МЕТЕОКЛУБ : независимое сообщество любителей метеорологии (Европа и Азия) : ФОРУМ О ПОГОДЕ И ПРИРОДЕ / Метеорология: наука и практика / Конденсационные следы
. 1 . 2 . >>
Автор Сообщение
Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 6 Май 2013 20:00


Конденсационные следы - это облака, образующиеся, когда смесь горячих, ненасыщенных по отношению к воде выхлопных газов из двигателя самолёта и окружающего холодного воздуха приходит в состояние насыщения по отношению к воде, что приводит к формированию мелких капелек воды, которые быстро замерзают (определение по Эпплману, 1953).

http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0 450%281997%29036%3C1725%3ACOACFC%3E2.0.CO%3B2

Вопрос: откуда берётся водяной пар в выхлопных газах от самолёта?

Ответ: при сгорании керосина, как и других углеводородов, образуется углекислый газ и вода.

2 C10H22 (декан) + 31 O2 = 20 CO2 + 22 H2O

Вопрос: можно ли определить условия, необходимые для образования таких следов?

Ответ: да, можно. Для этого нужно рассчитать, как будет падать температура в выхлопной смеси. Если она на каком-то участке будет достаточной для пересыщения смеси по отношению к воде, образуется конденсационный след, в противном случае его формирование невозможно. Скорость падения Т, сравниваемая с производной des/dT в указанной выше работе, даёт возможность проделать такие расчёты.



Вопрос: когда конденсационный след сохраняется, а когда быстро исчезает?

Ответ: Время, в течение которого след держится на небе, зависит от относительной влажности на высоте его формирования. Но поскольку след этот состоит из кристалликов льда, отн. влажность нужно считать именно по отношению ко льду. Если она менее 100% (70% по отношение к воде при Т -40),то сублимация льда возможна и след рассеивается. Если она более 100%, сублимация невозможна и след будет сохраняться.

Вопрос: можно ли по конденсационным следам прогнозировать погоду?

Ответ: да, можно. Следы появляются чаще всего там, где уже есть естественные перистые облака, а они в свою очередь могут быть признаком ухудшения погоды. Поэтому после наблюдений длинных конд. следов, пересекающих всё небо, вполне могут начаться осадки.

Вопрос: могут ли конденсационные следы наблюдаться на небольших высотах?

Ответ: да, могут. Расчёт по формуле (1) из приведённой работы показывают, что их образование при давлении 1000 гПа, отн. влажности 100% по отношению к воде и коэф-те выхлопа (мой перевод) 0.036 возможно при Т -28.

TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 6 Май 2013 20:05


Cumulonimbus incus
Но поскольку след этот состоит из кристалликов льда

Почему-то всегда думал, что он состоит из переохлаждённых капелек воды :)) Вы рассеяли моё заблуждение.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 6 Май 2013 20:09


TornadoF5
он состоит из переохлаждённых капелек воды

При Т -40...-60? ;)

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 6 Май 2013 20:10 - Поправил: Cumulonimbus incus


TornadoF5

Хотелось бы спросить: нет ли у Вас знакомого физика/математика? Я обнаружил несколько ошибок в этой статье: http://www.carnicominstitute.org/articles/halo1.ht m и желаю знать, нет ли у меня ошибок в расчётах.

http://metabunk.org/threads/1561-Errors-in-Cliff-C arnicom-s-Halo-Measurements?p=42461

TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 6 Май 2013 20:36


Cumulonimbus incus
нет ли у Вас знакомого физика/математика?

Вроде не припомню таковых...

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 6 Май 2013 21:12


TornadoF5
Почему-то всегда думал, что он состоит из переохлаждённых капелек воды :))


А у вас был предмет Физика атмосферы?

Капли воды (облака, туман) в атмосфере замерзают при Т около -10 при восходящих движениях воздуха и около -15 при нейтральных или нисходящих.

В лабораторной камере удавалось достигать Т замерзания -20...-30 и даже до -40, но это в абсолютно чистом воздухе (без ядер конденсации).

GAO
Участник
Письмо
Россия, Краснодарский край (запад)
# Дата: 6 Май 2013 21:58


Вопрос: можно ли по конденсационным следам прогнозировать погоду?

Ответ: да, можно. Следы появляются чаще всего там, где уже есть естественные перистые облака, а они в свою очередь могут быть признаком ухудшения погоды. Поэтому после наблюдений длинных конд. следов, пересекающих всё небо, вполне могут начаться осадки.


Я бы сказал так: когда эти следы не рассеиваются долгое время, когда они расширяясь наслаиваются друг на друга и постепенно превращаются в облака. Отдельный след или несколько следов, даже от горизонта и до горизонта и если они быстро исчезают, не могут быть признаком ухудшения погоды.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 6 Май 2013 22:19


GAO

Имел в виду как раз то, что Вы сказали :-)

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 10 Май 2013 09:52 - Поправил: Cumulonimbus incus


Предлагаю протестировать программку для расчёта критической температуры образования конденсационных следов.

http://yadi.sk/d/YY81ofof4gWDp

Подробнее о критической температуре можно прочитать здесь: http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0 450%281997%29036%3C1725%3ACOACFC%3E2.0.CO%3B2.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 11 Май 2013 18:20


spralex

Отправил Вам письмо.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Май 2013 21:25


Cumulonimbus incus

Видели? Теперь на прогностических картах фронтов буду указывать вероятность гроз по узлам сетки (по Вашей методике :)

http://meteocenter.net/currentmaps/2013051100/?M=A

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 11 Май 2013 21:29 - Поправил: Cumulonimbus incus


Corvus

Видел, спасибо :-) Но она не моя, а лишь с моими незначительными правками.
Сейчас я занимаюсь ручными методиками прогноза гроз, которые будет трудно реализовать в виде алгоритма. Понял давно, что даже самый лучший автоматический прогноз не может заменить синоптика. Основа работы - учебник http://www.estofex.org/guide/.

Вы уже пробовали мою программу для конд. следов?

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 11 Май 2013 21:57


Cumulonimbus incus
Вы уже пробовали мою программу для конд. следов?


Пока нет. Может быть, её сразу реализовать надо в виде скрипта для ГРАДС (по модельным данным)?

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 11 Май 2013 22:20


Corvus

Это будет очень трудно.

TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 11 Май 2013 22:36


Cumulonimbus incus
учебник http://www.estofex.org/guide/.

Спасибо за ссылку! Интересно...

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 11 Май 2013 22:38


TornadoF5

Такой тоже пригодится: http://www.downunderchase.com/storminfo/stormguide /index.html?

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 12 Май 2013 16:13


Вопрос: могут ли конденсационные следы наблюдаться на небольших высотах?

Ответ: да, могут. Расчёт по формуле (1) из приведённой работы показывают, что их образование при давлении 1000 гПа, отн. влажности 100% по отношению к воде и коэф-те выхлопа (мой перевод) 0.036 возможно при Т -28.


То есть при тех же условиях, при которых образуются морозные туманы на аэродромах (за взлетающими самолётами и даже за проезжающими автомобилями):

Т, °С мин. отн. влажн., %
-29 90
-33 80
-35 70
-36 60
-37 50
-38 30
-39 при любой влажности

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 12 Май 2013 16:18


Cumulonimbus incus
Это будет очень трудно

А в чём состоит проблема? Надо ведь всего лишь поймать определённое сочетание Т, влажности и давления (рисунок 4 из статьи). Связь близкая к линейной.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 12 Май 2013 16:20


Corvus
А в чём состоит проблема?

Вложенные циклы (решение уравнений со степенями и логарифмами методом хорд).

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 12 Май 2013 16:37


Corvus
Надо ведь всего лишь поймать определённое сочетание Т, влажности и давления (рисунок 4 из статьи). Связь близкая к линейной.

Зависимость критической температуры от влажности при данном давлении нелинейная (см. рис. 3). Тут-то и возникают все трудности.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 12 Май 2013 16:48


Cumulonimbus incus

Думаю, можно (и нужно) обойтись без циклов, немного упростив алгоритм. Наподобие как вместо итерационного расчёта влажноадиабатического градиента рассчитываем ЛИ и КАПЕ с помощью ПТсм.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 12 Май 2013 16:50


Cumulonimbus incus
Зависимость критической температуры от влажности при данном давлении нелинейная (см. рис. 3).


А зачем нам при данном давлении? Надо лишь по давлению, Т и влажности понять, в какой сектор рисунка 4 попадёт точка.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 12 Май 2013 17:18


Corvus
Надо лишь по давлению, Т и влажности понять, в какой сектор рисунка 4 попадёт точка.

Диаграмму нужно использовать иначе. Имея в качестве заданных параметров давление и влажность, номограмма помогает определить только критическую Т образования следа. Её затем нужно сравнивать с фактической Т. Если Ткрит > Тфакт, то след образуется, если Ткрит < Тфакт, то нет.

Corvus
Автор сайта
Письмо
Владимир (г. Байконур)
# Дата: 12 Май 2013 20:14


Есть и другой аспект. След может образоваться, но тут же испариться через несколько секунд. По моей оценке, следы долго (хотя бы несколько минут) сохраняются при дефиците точки росы на данном уровне приблизительно 3 градуса и менее. Или данная методика учитывает и образование, и сохранение следов?

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 12 Май 2013 21:17


Corvus
Или данная методика учитывает и образование, и сохранение следов?

Нет, только их образование. Учёт того, сколько времени они будут находиться в небе, зависит от относительной влажности по отношению ко льду. Если она более 100%, то след сохраняется.

Пример прогноза подобных явлений: http://metabunk.org/threads/1578-Calculations-of-A ircraft-Contrail-Formation-Critical-Temperatures-( Mark-L-Schrader)?p=43324&viewfull=1#post43324.

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 27 Май 2013 22:08


Обновление программы для прогноза конд. следов. Теперь, введя относительную влажность, можно ещё узнать, будет ли след сохраняться или нет.

http://yadi.sk/d/gGIUSALt5ERRs

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 30 Май 2013 13:49


Пример прогноза-диагноза конденсационных следов за вчерашний день.

1. Сначала смотрим карту полётов и определяем, какие самолёты летали над нами вчера, в 17.35 СГВ (20.35 местного).



2. Фото. На первом - самолёт с кодом THY, на втором - GMI.



3. Развитие конденсационного следа от THY со временем. Видно, что след не рассеивался по меньшей мере 10 минут.



4. АД по ГФС на 18 СГВ (12-часовой прогон). Понятно, что THY летел на высоте, где Ткрит > Т (обр. следов возможно) и где отмечалось пересыщение воздуха по отн. к пов-ти льда (Тинея > Твозд.), - поэтому след и не рассеивался, а расширялся за счёт присоединения к нему всё большего числа молекул вод. пара. У GMI конд. след тоже образовался, но воздух на этой высоте уже далёк от насыщения по отношению к пл. пов-ти льда. Вот след и быстро исчезал.



TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 30 Май 2013 14:36


Cumulonimbus incus
Работа выполнена огромная, поздравляю! Но скажите, а какой практический смысл в прогнозе конденсационных следов? Т.е., какова польза от данного исследования и той программы, которая считает этот параметр? Возможно, я чего-то недопонимаю.
Вот например, разработка новых методов диагноза и прогноза опасных конвективных явлений действительно очень важна и востребована, а здесь я что-то никак не уловлю актуальности и практического интереса :)

Cumulonimbus incus
Участник
Письмо
Кишинёв, Молдова
# Дата: 30 Май 2013 14:39


TornadoF5

Актуальность такая: конденсационные следы - лучший способ проверить правильность прогноза Т и влажности моделями (ГФС) в верхней тропосфере при отсутствии данных р/з.

TornadoF5
Участник
Письмо
Харьков, Украина. (Игорь)
# Дата: 30 Май 2013 14:53


Cumulonimbus incus
правильность прогноза Т и влажности моделями (ГФС)

Ах вот как всё закручено :)
Теперь понятно.

. 1 . 2 . >>
Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль 
 
 
Полезная информация:



Поддержка: miniBB forum software © 2001-2017