Дальність видимості, її вимірювання та вплив на авіацію

У повсякденному житті ми звикли, що повітря, яким ми дихаємо, є прозорим. Однак, у ньому постійно присутні різні домішки, у тій чи іншій кількості. З цієї причини горизонтальна і вертикальна дальність видимості в атмосфері постійно змінюється.

Видимість – одна з найважливіших у метеорології та авіації характеристик, зорове сприйняття об'єктів, що залежить від яскравих та колірних відмінностей між предметами та фоном. Нормальним значенням видимості у метеорології умовно вважається 10 км. Насправді, за хорошої погоди в залежності від вологості та запиленості повітряної маси видимість коливається в межах від 10 до 100 і більше кілометрів. У сухому та чистому повітрі арктичного походження дальність видимості може сягати 150 – 200 кілометрів. Видимість погіршують такі явища як серпанок, туман, імла, атмосферні опади, хуртовина, пилова буря, пожежі тощо.

Основні поняття.

Якщо в середні широти Європи надходять повітряні маси з півдня, тропічного походження, то вони, як правило, помітно знижують дальність видимості за рахунок наявності величезної кількості дрібних частинок (аерозолів), піднятих вітрами в пустельних районах Північної Африки і Аравійського півострова. Крім того, суттєвий вміст вологи також призводить до зниження прозорості повітря, навіть без утворення туману.

Загалом прозорість атмосфери відіграє значну роль для будь-якої галузі транспортної інфраструктури, починаючи від залізниці та закінчуючи космічними місіями. Але найбільша увага до цього метеорологічного параметра прикута у працівників авіації як цивільної, так і військової. І це зрозуміло, адже від дальності видимості в повітрі та на землі безпосередньо залежить безпека польотів.

Найнебезпечніші аеропорти світу, які знаходяться у гористій місцевості, характеризуються частою повторюваністю умов, що сприяють погіршенню видимості для зльоту і посадки. Це, наприклад, аеропорт Тенцінга та Хілларі в Непалі, де польоти можливі лише вдень і лише в умовах хорошої видимості. Або аеропорт Тенеріфе-Північний, де у 1977 році сталася найбільша за історію авіації авіакатастрофа (тоді аеропорт називався Лос-Родеос), у густому тумані на злітно-посадковій смузі зіткнулися 2 «Боїнги», загинуло 583 особи. Через місцеві географічні умови видимість у подібних аеропортах може падати з кількох кілометрів до кількох десятків метрів за лічені хвилини. Літак, уже заходячи на посадку, у разі різкого погіршення видимості може бути змушеним піти на запасний аеродром.

У метеорологічній практиці важлива не тільки видимість біля поверхні землі, а й видимість польотна - гранична відстань, на якій з борту літака видно об'єкт на навколишньому фоні. Ще один різновид видимості - видимість посадкова. Вона залежить від багатьох факторів: від висоти та структури підхмарного серпанку, прозорості атмосфери на кінцевій ділянці глісади (траєкторії) зниження, від характеристик злітно-посадкової смуги. Зв'язок між посадковою і метеорологічною дальністю видимості досить складна: в умовах низької хмарності при метеорологічній видимості на аеродромі в 10 кілометрів посадкова видимість може дорівнювати всього кілометру.

Фахівці метеорологи вимірюють та прогнозують лише метеорологічну дальність видимості. Інші види видимості можуть бути розраховані на її основі. При цьому найбільше значення для зльоту та посадки на аеродромі, а також для планування польотів відіграють такі різновиди метеорологічної видимості як переважна та мінімальні видимості, які повідомляються в авіаційних зведеннях та спеціалізованих прогнозах погоди.

Переважна видимість – це найбільше значення видимості, яке спостерігається не більше принаймні половини лінії горизонту чи у межах принаймні половини поверхні аеродрому. Якщо видимість у різних напрямках різко відрізняється, у зведеннях погоди також вказується мінімальна видимість та її напрямок відносно аеродрому.

Вимірювання дальності видимості.

Спостереження за видимістю можуть проводитися візуально та за допомогою приладів (інструментально). Візуально виконуються лише на маленьких аеродромах та деяких метеостанціях, де відсутні прилади для вимірювання.

Видимість визначається за певними, заздалегідь обраними орієнтирами, відстань до яких відома. Це може бути віддалена труба, ліс на горизонті або стовп, що неподалік стоїть. Візуальні спостереження сильно залежать від суб'єктивної оцінки людиною. При цьому зір у спостерігачів повинен дорівнювати 1,0 на обидва ока, і щороку спостерігач зобов'язаний перевіряти зір у окуліста.

На великих аеродромах видимість вимірюється лише інструментально за допомогою трансмісометра чи вимірювача прямого розсіювання. В останні роки найбільшого поширення набули лазерні вимірювачі, робота яких заснована на ступені розсіювання лазерного променя, що проходить крізь шар повітря.

У сучасному підході виміру видимості у розвинених країнах бере участь штучний інтелект. У проекті «Віддалений Спостерігач» (IMS4 Remote Observer) він автоматично розпізнає зображення із систем відеокамер двох типів: AeroVis та AeroCloud, що поєднують різні можливості. Система AeroVis поєднує зображення, отримані з кількох камер в панорамний круговий огляд 360°, дозволяючи автоматично визначати переважну видимість. Система AeroCloud доповнює картину куполоподібними зображеннями піднебіння за допомогою комбінації зображень візуальної та інфрачервоної камер. Унікальність цього підходу полягає у тому, що зображення з відеокамер може аналізувати як людина, так і штучний інтелект за допомогою «комп'ютерного зору».

«Віддалений Спостерігач» є чудовою альтернативою для сезонних аеропортів, які раніше були змушені наймати працівників лише на кілька місяців на рік, а на великих аеродромах знижує ймовірність людських помилок. Це ще один приклад того, як нейронні мережі допомагають фахівцям у різних галузях народного господарства та науки.

Підготував Ігор Кібальчич, кандидат географічних наук, синоптик.