7. Вимірювання висоти нижньої межі хмар
7.1 Загальні відомості.
Характеристика хмарності потрібна синоптикам для отримання даних про поточну погоду, для прогностичних цілей, а також для оперативних цілей при обслуговуванні авіації. На станціях у відповідності з Настановою визначаються кількість, форма і висота (нижньої межі) хмар. Кількість хмар визначається візуально за ступенем закритості небосхилу в балах (від 0 до 10). Форма хмар також визначається візуально у відповідності з Атласом хмар. Висота хмар досвідченими спостерігачами може визначатися візуально, проте цей спосіб є ненадійним. Тому на станціях висоту хмар визначають за допомогою куле-пілотів і дальномірів різної конструкції.
У тих випадках, коли виникає необхідність в безперервному оновлені інформації про висоту хмар в будь-який час доби за будь-яких погодних умов, як це має місце на АМСГ при низькій хмарності, застосовуються достатньо складні оптико-електронні дальноміри різноманітного принципу дії і конструкції. За методом вимірювання висоти ці установки можна розділити на дві групи – на світлолокаційні і тріангуляційні.
Метод куле-пілотів.
Нижня межа хмар може бути визначена як в світлий, так і в темний час доби за допомогою куле-пілотів, які випускаються у вільний політ. Куле-пілот являє собою невелику гумову кулю, наповнену воднем. У вільному польоті куле-пілот переноситься вітром в горизонтальному напрямку і одночасно під впливом вільної піднімальної сили переміщується вверх. Вільна піднімальна сила дорівнює різниці ваги оболонки кулі з воднем і ваги витиснутого ним повітря.
Швидкість піднімання кулі залежить від вільної піднімальної сили і розмірів кулі і може бути визначена за формулою
,
де - коефіцієнт, що залежить від значення ;
-
довжина окружності кола.
На станціях визначають, урівноважуючи наповнену кулю вагами, а визначають за допомогою мірної стрічки. Потім по спеціальних таблицях за значеннями і знаходять в метрах за хвилину.
Спостерігаючи в теодоліт або в бінокль за куле-пілотом, що випущений у вільний політ, визначають за допомогою секундоміра час після випуску, за який куля ввійде в хмари (почне туманитися). Висоту нижньої межі хмар визначають за формулою
,
(7.1)
де - висота нижньої межі хмар, м;
- вертикальна швидкість куле-пілота, м/хв;
- час, хв.
При визначенні висоти нижньої межі хмар в темний час доби, коли куля не видна, до неї прикріплюють (за допомогою шнура) легке джерело світла (спеціальний ліхтарик зі свічкою або малопотужну лампочку накалювання з батарейкою). Маса джерела світла враховується при визначенні підйомної сили і, крім того, табличне значення вертикальної швидкості зменшують на 6 % (зменшення через опір ліхтарика). Цей метод визначення висоти нижньої межі хмар досить простий і доступний. Його недоліками є значна похибка, тривала і трудомістка підготовка до вимірювань, обмеженість застосування при хмарах менше 5 балів і напрямках вітру, при яких куля уноситься від хмар (до просвіту). На станціях сполучають застосування цього методу з вимірюваннями за допомогою прожекторної установки.