Прогноз гололеда и гололедицы

Фрагмент из руководства по краткосрочным прогнозам погоды под редакцией редакцией д-ра физ.мат. наук Н. Ф. Вельтищева

Основными видами наземного обледенения являются следующие.
1. Гололед — слой плотного льда, нарастающего на предметах при выпадении переохлажденного дождя или мороси, при тумане и перемещении низких слоистых облаков при отрицательной температуре воздуха у поверхности Земли, близкой к 0°С. Чем меньше капли и чем ниже температура воздуха, тем более слоистым и менее плотным оказывается гололед. При температурах, близких к нулю, он бывает стекловидно-прозрачным и очень плотным. Плотность отложений гололеда колеблется от 0,5 до 0,9 г/м³, а масса 1 погонного метра гололедного станка — от нескольких грамм до 400—500 г.
Температура воздуха у поверхности Земли при гололеде чаще всего находится в пределах от +0,5 до —3°С, в отдельных случаях — от —8 до — 10°С.
2. Изморозь:
а) зернистая изморозь — снеговидный осадок в виде рыхлого, зернистого льда, часто по внешнему виду зернистая изморозь близка к гололеду; плотность 0,1—0,4 г/см³. Образуется вследствие намерзания на предмет капель переохлажденного тумана, в основном при температуре от —3 до —8 °С. Отлагается преимущественно с наветренной стороны предметов;
б) кристаллическая изморозь — белый осадок, состоящий из ясно различимых кристаллов, свободных или имеющих незначительное количество оледеневших капель тумана; плотность 0,01-0,05 г/см³. Возникает в результате сублимации водяного пара при дымке или тумане при температуре воздуха в пределах от – 11 до —25 °С. Для районов Сибири характерно образование изморози при температуре ниже —25 °С, когда воздух близок к насыщению.
3.Обледенелый мокрый снег — ледяная масса, по внешнему виду напоминающая очень плотную изморозь. Образуется в результате быстрого замерзания мокрого снега, выпадение которого происходит при положительной температуре воздуха от 0,1 до 2 °С, при скорости ветра до 6 м/с. По размерам отложения может превосходить гололед, поэтому является обычно опасным видом обледенения.
4. Гололедица — все виды наземного обледенения твердых горизонтальных покрытий независимо от причин их образования. В узком смысле слова гололедица — корка льда на земной поверхности, образовавшаяся в результате замерзания дождевой или талой воды.
5. Твердый налет — сплошной ледяной налет, образующийся при быстром потеплении после устойчивых морозов на предметах, обладающих значительной температурной инерцией (скалы, каменные строения, крупные металлические сооружения, мощеные и асфальтированные дороги и т. п.).
Повторяемость наземного обледенения зависит от климатических и орографических условий. Так, наибольшая повторяемость гололеда, зернистой изморози и твердого налета наблюдается в тех районах, которые подвержены резким изменениям погоды от сильного мороза к оттепели и наоборот, наименьшая — там, где зимой преобладает устойчивая морозная погода. Большое значение имеет относительная высота пункта, т. е. превышение его над окружающей местностью, а также форма рельефа. Наибольшая повторяемость гололеда и плотной изморози наблюдается на возвышенностях, на вершинах холмов, относительная высота которых над окружающей местностью превышает 50 м, а также на наветренных склонах гор. Наименьшая повторяемость гололеда отмечается в долинах рек и низинах. Повторяемость кристаллической изморози больше в тех районах, где в холодную половину года преобладает антициклонический характер погоды с радиационными туманами.
Степень опасности наземного обледенения принято характеризовать толщиной слоя льда, который образуется за время нарастания ледяного отложения.
Гололедно-изморозевые отложения будут тем больше, чем дольше продолжается выпадение переохлажденного дождя, мороси, чем дольше наблюдаются низкие слоистые облака или адвективный и радиационный туман.
Гололед обычно образуется при адвекции теплого и влажного воздуха.

Внутримассовый и фронтальный гололед

Гололед бывает внутримассовый и фронтальный.
Внутримассовый гололед возникает в зонах адвекции тепла и влаги на западной и северной периферии стационарных антициклонов, а также на восточной и южной периферии стационарных циклонов. В этих случаях в пограничном слое атмосферы чаще всего наблюдается инверсия температуры, начинающаяся на высоте 500—1000 м от поверхности Земли и распространяющаяся до высоты 1200—1500 м. Благоприятные условия для образования гололеда создаются, когда достаточно мощная слоистая облачность располагается не только под инверсией, но и в самом слое инверсии, где температура часто достигает положительных значений. Если в процессе образования гололеда слоистые облака снижаются, достигая земной поверхности (адвективный туман), или проходят над более возвышенными местами, то гололед может возникать и без моросящих осадков, в результате оседания на предметы капель адъвективного тумана.
Фронтальный гололед в основном наблюдается перед теплыми фронтами, перемещающимися со скоростью 20—30 км/ч, в зоне шириной 100—200 км, где выпадает переохлажденный дождь. Если при этом температура у поверхности Земли отрицательная (близкая к 0°С), то вероятность образования гололеда большая. Фронтальный гололед представляет особенно большую опасность для народного хозяйства.
Иногда гололед образуется и при смене теплых воздушных масс холодными, обычно это наблюдается на медленно перемещающихся (со скоростями 10—20 км/ч) холодных или квазистационарных фронтах на юге Украины, в Крыму и на Северном Кавказе. Наиболее благоприятными метеорологическими условиями образования гололеда являются:
- переохлажденный дождь, морось, туман или низкая слоистая облачность в различном их сочетании;
- мощные слои инверсии в пограничном слое атмосферы;
- температура воздуха у Земли—от 0,5 до — 3°С, на уровне 850 гПа от 5 до — 5°С;
- температура воздуха на нижней границе первого от Земли слоя инверсии — от
—0,5 до —8 °С;
- суммарный дефицит точки росы в слое Земля- 850 гПа 3—5°С и менее;
- очаг теплого воздуха на поверхности 850 гПа;
- умеренные и сильные ветры в пограничном слое атмосферы.

Рис.1. Зависимость образования гололеда от температуры у поверхности земли (Tз) и температуры на поверхности 850 гПа (T850)	Рис.2. Зависимость интенсивности гололедообразования от температуры у поверхности земли (Tз) и высоты изотермы - 10 °С (H- 10 °С)

Графический метод прогноза гололеда (рисунок 1) разработан для юго-востока Западной Сибири, но применяется и в других районах страны; заблаговременность 12—36 ч.
Если в холодное полугодие ожидается адвекция теплого и влажного воздуха, вызванная перемещением в район прогноза теплых атмосферных фронтов, фронтов окклюзии, волновых возмущений и т. д., то по графику дается альтернативный прогноз гололеда, а по графику на рисунке 2 определяется его интенсивность. Если по одному из графиков прогнозируется гололед, а по другому — его отсутствие, в прогнозе указывается возможность слабого гололеда.
Образование гололедицы — ледяной пленки или корки льда на дорогах — зависит не только от атмосферных условий, но и от свойств подстилающей поверхности, на которой они образуются. Если температура поверхности дорог несколько ниже нуля, а температура воздуха положительна (но близка к нулю), то при выпадении дождя или мороси на поверхности дорог происходит отложение льда.
Наиболее опасные отложения льда на дорожных покрытиях образуются при замерзании жидкой влаги. В этих случаях появляется тонкая стекловидная и прозрачная (реже матовая) ледяная пленка с гладкой поверхностью, значительно ухудшающая условия движения автотранспорта.
Отложение льда, связанное с зернистой изморозью, представляет ледяную корку матово-белого цвета, также опасную для движения автотранспорта.

График для прогноза голлоледицы.
T - температура воздуха,
T - T_d - дефицит точки росы у поверхности Земли.

Обледенение дорог, которое возникает вследствие выпадения твердых осадков (снежный накат и оледенелый снег), не всегда приводит к сильному скольжению на дорогах, поэтому оно менее опасно по сравнению с другими видами обледенения. Атмосферные процессы, которые приводят к образованию гололедицы, характеризуются адвекцией теплого и влажного воздуха. При этом наиболее благоприятными синоптическими и метеорологическими условиями гололедицы являются те же, что и для образования гололеда, зернистой изморози и других видов обледенения.
Графический метод прогноза гололедицы разработан для Европейской территории СССР; заблаговременность 12—36 ч. Если ожидается адвекция теплого и влажного воздуха, температура поверхности почвы несколько ниже 0 °С и одно из явлений— дождь, снег, мокрый снег, ледяные зерна, морось, туман, дымка или низкие слоистые облака — и на поверхности почвы имеется дождевая или талая вода, то по графику на рисунке дается прогноз гололедицы. Основным прогностическим признаком прекращения гололедицы является повышение температуры поверхности ночвы до положительных значений.

Назад в раздел