Grovplanering. Flygmeteorologi 5. Luftmassor. Luftmassors ursprung. Varmluftsmassor

Transkript

1 Grovplanering Flygmeteorologi 5 Niclas Börlin, niclas.borlin@cs.umu.se Atmosfären, flygvädertjänst, METAR Lufttryck, höjdmätarinställningar, vind Vind, dimma, stabilitet, inversion Moln, nederbörd, TAF Fronter, luftmassor, åska, isbildning Umeå flygklubb Luftmassor Luftmassors ursprung Många väderfenomen uppstår när olika luftmassor rör sig i förhållande till varandra Man brukar klassificera luftmassorna efter temp relativt mark Varmmassa varmare än marken Kallmassa kallare än marken Latitud Arktikluft polarkalotten under vintern Polarluft mellan latitud Tropikluft subtropiska högtrycken+sommartid över stora kontinenter Ekvatorialluft mellan de subtropiska högtrycken och ekvatorn Fuktinnehåll dels efter deras ursprung Maritim fuktig, bildats över hav Kontinental torr, bildats över land M ar arit kt im ikl uf t tal Kontinen ft arktiklu Maritim polarlu ft Kontinental polarluft ritim Ma ikluft trop Ko tro ntin pik en luf tal t Varmluftsmassor En varmmassa är varmare än underlaget Avkyls underifrån och stabiliseras Markinversion eller turbulensinversion bildas beroende på vindstyrka Dålig sikt, låga moln bildas efterhand Ovanför inversionen klart bättre sikt Vindskjuvning vinden under inversionen oftast svag, över starkare och annan riktning

2 Typväder i maritim varmmassa Dålig sikt under inversionen ST/SC-moln, duggregn, dimma eller fuktdis Vintertid, minusgrader under markinversionen, underkylt duggregn, kornsnö, stor isbildningsrisk! Ibland ymnigt snöfall från SC Nederbörd från SC kulminerar mitt på dagen, tvättar ur molnen innan de återbildas på e.m. Typväder i kontinental varmmassa Typväder i maritim varmmassa Lugn och stabil markvind Ovanför inversionen, lite moln, bra flygväder Alltid inskränkningar på VFR-trafik, ibland även IFR-trafik (dimma, låga moln, isbildning) Konvektion i varmmassa Dålig sikt under inversionen, stoft, damm, torrdis I övrigt bra flygväder På sommaren kan instrålningen producera konvektion som skapar CU/CB Är konvektionen stark (tar sig igenom inversionen) och varmmassan labilt skiktad på höjd kan kraftiga värmeåskväder bildas på e.m. Kalluftsmassor Kalluftsmassor En kallmassa är kallare än underlaget Uppvärms underifrån och labiliseras, konvektion Kontinental torr kalluft ger inga moln, men kan ha kraftig konvektion, s.k. torrtermik Annars vanligt med CU/CB med regnskurar, snöbyar, hagelbyar och/eller åska beroende på temp och fukt Byiga markvindar Molnen mest utvecklade under eftermiddagen, sjunker ihop på kvällen SC bildade av hopsjunkna CU/CB kan vara mycket turbulenta Under natten, markinversion, vindskjuvning, strålningsdimma

3 Typväder i kallmassa Konvektiva moln CU/CB Regnskurar, snöbyar, hagel ev. åska God sikt utanför nederbörd Byig markvind Turbulens i låg nivå, mekanisk till c:a 2000ft, termisk till molntopparna Kontinental torr kallmassa ger bara lätt CU :) Kontinental luft som passerar över varmare hav ger uppvärmning underifrån, blir fuktig och börjar likna maritim Ex NO/O/SO vindar över Östersjön vintertid, fukttillskott Labilisering på låg nivå Lågt stratocumulustäcke (högtryck) Snöbyar i konvergenszon längs östersjökusten (annars) Snökanon i mälardalen vid östlig vind vintertid Passage över kallt hav ger avkylning underifrån, fuktigare, Inversion ST/SC Advektionsdimma Varmfront Gränsen mellan en varmmassa som tränger undan en kallmassa kallas varmfront Den varma luften hävs långsamt över den kalla Stratiforma moln uppstår pga hävning och normalt stabilt skiktad luftmassa Nederbörd framför fronten faller ner i kalluften Varmfront Svag lutning på fronten 1/150-1/200 Låg hastighet (10-30KT) Passerar c:a 1 dygn efter första Ci Molnsekvens Ci-Cs-As-Ns(-St/Sc) Je ts tre am Modifiering av luftmassa FL300 FL200 FL100 0 Varmfront Torr varmluft ger bara As/Ac och Ci/Cs-moln. Fronten ger ev. fallstrimmor (virga) Om kuperad terräng, Cb på lovartsidan om berg (Norge vid västvind!) Om labil skiktning, insprängda Cb (SIGMET) Bakom fronten, höga moln försvinner, varmluftsmoln St/Sc kvar, varmluftsväder Nederbördsbälte NM brett blir frontdimma (FG), duggregn (DZ) vid frontpassage (höst, vår) snöfall (SN), snöblandat regn (RASN), underkylt regn (FZRA) (vinter) nm Varmfront Svåra/omöjliga VFR-förhållanden Utbredda molnsystem horisontellt/vertikalt Underkyld nederbörd Cb, turbulens Isbildning i/under Cb, Ns Låga stratus Frontdimma Svag varmfront kan ge vindskjuvning på låg höjd pga inversion, även om inga moln

4 Kallfront Passiv front Aktiv front Låg lutning 1/150 Låg hastighet 10-20KT Brett nederbördsområde NM på bägge sidor fronten, mest intensivt nära fronten Kraftig lutning 1/50 Hög hastighet (>30KT) Smalt intensivt nederbördsområde 50NM Linjer med kraftiga Cb Skurar/byar, åska, hagel m.m. Je t str ea m Gränsen mellan en kallmassa som tränger undan en varmmassa kallas kallfront Den kalla luften lyfter upp den varma Konvektiva moln uppstår pga snabb hävning av fuktig varmluft Mest nederbörd nära, strax bakom fronten Kallfront Kallfront Klart, blåsigt, byigt bakom fronten Torr kalluft ger ingen nederbörd, bara vindvridning, siktförbättring Varierande flygväder kring kallfront Aktiv kallfront, vänd eller landa och vänta ut! Ocklusionsfront Ett lågtryck hör ofta ihop med en varm- och en kallfront Kallfronten hinner till slut ikapp varmfronten och bildar en ocklusionsfront Beroende på vilken kallmassa som är kallast kan två ocklusionsfronter bildas Bägge har moln, nederbörd i ocklusionsbältet Stor risk för insprängda Cb! Varmfrontsocklusion Kallfrontsocklusion Varmfrontsocklusion Kallfrontsocklusion Ett lågtrycks utveckling Bredden på varmluftskilen är ett mått på lågtryckets ålder Liten varmluftskil och lång ocklusionsfront => lågtrycket fylls igen Ofta kan flera lågtryck/frontpar följas åt varannandagsväder Tråglinje En utbuktning av ett lågtryck kallas tråg Längs tråglinjen bildas konvergens vinden bakom blåser kraftigare än vinden framför tråget Konvergensen producerar konvektiva moln om tillräckligt fuktigt o labilt

5 Vindvridning vid frontpassage Framför fronterna vinden vrider mot lägre gradtal tills nästan parallell med fronten vinden ökar, framför kallfront blir den byig Efter frontpassage vinden vrider mot högre gradtal, mer efter kallfront bakom varmfront, vinden ökar efterhand bakom kallfront, vinden avtar efterhand Tryckförändring vid frontpassage Normal sjunker lufttrycket några timmar före varmfrontspassage Mellan fronterna små rörelser Bakom kallfront stiger lyfttrycket Tryckförändring pga temp i luftmassa Åska Åska Hör alltid ihop med ett kraftigt Cbmoln och kraftiga uppvindar Åskformation kräver Hör alltid ihop med ett kraftigt Cbmoln och kraftiga uppvindar Åskformation kräver Labil luft konvektion Höga molntoppar, åtminstone -20 C Labil luft konvektion Höga molntoppar, åtminstone -20 C Extra kraftig konvektion från tvingad hävning konvergens varm och fuktig luft kondensationsenergi Åska blixtar Åska blixtar Negativa blixtar Konvektionen orsakar laddningsseparation mellan molnbas och molntopp Blixtar Mellan molnets bas och topp (>50% av totala antalet blixtar) Mellan molnets bas och mark (negativa blixtar) Mellan molnets topp och mark (positiva blixtar) 90% av markblixtarna 3-4 stötblixtar med 4080ms mellanrum, stroboskopeffekt Positiva blixtar 10% av markblixtarna 1 blixt Kraftigare ström, 5-10ggr längre strömpuls Kan komma i klar luft ur städet framför ett Cb!

6 Åska Två huvudtyper Luftmasseåska - värmeåskväder Frontåska Luftmasseåska Konvektion orsakas av termik, konvergens Kortlivad, 1h Relativt svag, men alltid turbulens, isbildning, vindskjuvning Spridda synliga celler, går att flyga runt! Orografisk åska kan bildas lovart om berg Norge! Frontåska Frontåska Vinteråska Kallfront, konvergens orsakar kraftig konvektion Cb-moln på linje, insprängda i frontmolnen Cb-molnen följer fronten Kraftig turbulens, ev. hagel, vindskjuvning! Ev. hagel utanför molnet Frontpassage på vintern Avkylning på höjd nattetid Isbildning Isbildning kan ske i luften Moln, mest i molnöversidor Nederbörd Varm fuktig luft (landande kallt plan) och på marken Plan ute över natten, temp strax över noll, dagg, avdustning, avkylning vid startpådrag Plan ute över natten, temp under noll, frost Hangarvarmt flygplan snöfall snörök, virvlande snö under taxning Isbildning Isbildning i moln Moln som bildats på hög höjd, låg temp => litet vatteninnehåll, små droppar, obetydlig isbildning Moln bildade nära 0, stort vatteninnehåll, stora droppar, stor isbildning! Cu/Cb stor vertikal vind => mycket stor isbildning! Isbildning i nederbörd Underkyld nederbörd Svår isbildning Ger också isbildning på marken! Iskorn=underkylt regn högre upp Kornsnö=underkylt duggregn högre upp Smält, halvsmält nederbörd på kallt plan Isbildning i varm fuktig luft Frost, is på kallt plan vid landning

7 Klassificering Lätt isbildning (light or feeble FBL). Förändring av kurs eller flyghöjd bedöms ej nödvändig. Måttlig isbildning (moderate, MOD). Förändring av kurs eller flyghöjd anses önskvärd. Isens inverkan Ökat motstånd Startsträcka, stigförmåga, max lyftkraft, bränsleåtgång, motorprestanda Minskad stallvinkel Ökad stallfart, längre landningssträcka, genomsjunk vid utflygning, okänt stallbeteende Sämre flöde runt stjärt och kontrollytor Sämre trimförmåga Ev omöjligt trimma med klaff pga stabilisatorstall Sämre känslighet i kontrollsystemet Svår isbildning (severe, SEV). Omedelbar förändring av kurs och/eller flyghöjd anses vara nödvändig. Rapport om svår isbildning leder oftast till en SIGMET. Planflykt kan vara omöjligt! Räkna med minst dubbla start/landningssträckor! Sekundära effekter Is i förgasare, insprutningsmunstycket, luftintag, på propeller,pitotrör, is på vindrutan, brutna antenner, fastfrusna bromsar Avisning i luften Avisning Varmluft i kanaler på ex. vingframkanter Elektrisk uppvärmning (propeller) Mekaniska gummiblåsor Kemisk (weeping wing) glykol från hål i vingframkant Förvärmd luft till motorn (förgasaris) Avisning i luften Avisning Varmluft i kanaler på ex. vingframkanter Elektrisk uppvärmning (propeller) Mekaniska gummiblåsor Kemisk (weeping wing) glykol från hål i vingframkant Förvärmd luft till motorn (förgasaris) På marken De-icing tar bort is. Varmt vatten Anti-icing förebygger is. Glykol. Bildas bakom flygplan pga tryckskillnader över vingen Kraftigaste virvlar vid max lyftkraftskoefficient, dvs stallfart, start, landning Tyngre plan, kraftigare virvlar Turbulenskategorier Light (PA28, C172) Medium (B737, DC9) Heavy (B747, A340) Super (A380) Har orsakat flera totalhaverier Virveln sjunker med 350ft/min och expanderar

8 Kan orsaka inducerad roll På marken driver virveln med c:a 5KT åt sidan, ökar i diameter och fylls ut Vid svag sidvind, c:a 35KT kan ena virveln ligga kvar länge över banan! Tänk på risk för ändvirvlar speciellt vid start/landning efter större plan. Landa längre in på banan än föregående plan, lyft tidigare. Kan orsaka inducerad roll Tänk på risk för ändvirvlar speciellt vid start/landning efter större plan. Landa längre in på banan än föregående plan, lyft tidigare.