Se instaleaza pe marginea acoperisurilor, in canale de scurgere si jgheaburi, in locuri unde se poate acumula zapada si gheata. În timpul funcționării cablului de încălzire, apa topită trece liber prin toate elementele sistemului de drenaj către sol. Înghețarea și distrugerea elementelor acoperișului, fațadei clădirii și a sistemului de drenaj în sine nu are loc în acest caz.

Pentru funcţionare corectă sistemele au nevoie de:

• Determinați zonele cele mai problematice de pe acoperiș și din sistemul de drenaj;
• Faceți un calcul corect al puterii sistemului de încălzire;
• Utilizați un cablu special de încălzire de puterea și lungimea necesară (pentru instalare în exterior, rezistent la radiațiile ultraviolete);
• Selectați elementele de fixare în funcție de materialul și construcția sistemului de acoperiș și jgheab;
• Selectați echipamentul necesar de control al încălzirii.

Instalarea sistemului antigivrare pe acoperisuri.

Când se calculează capacitatea necesară a unui sistem de topire a zăpezii și a gheții pentru un acoperiș, este important să se ia în considerare tipul, construcția acoperișului și condițiile meteorologice locale.

În mod convențional, acoperișurile pot fi împărțite în trei tipuri:

1. „Acoperiș rece”. Un acoperiș cu izolație bună și pierderi reduse de căldură prin suprafața sa. Pe un astfel de acoperiș, gheața se formează de obicei numai atunci când zăpada se topește la soare, în timp ce temperatura minimă de topire nu este mai mică de -5 ° C. La calcularea puterii necesare a sistemului antigivrare pentru astfel de acoperișuri, puterea minimă a cablului de încălzire va fi suficientă (250-350 W/m² pentru acoperișuri și 30-40 W/m pentru jgheaburi).

2. „Acoperiș cald”. Acoperiș cu izolație slabă. Pe astfel de acoperișuri, zăpada se topește când este suficient temperaturi scăzute aer, apoi apa curge în jos spre marginea rece și spre canale de scurgere, unde îngheață. Temperatura minimă de topire nu este mai mică de -10 °C. Majoritatea acoperișurilor clădirilor administrative cu mansardă aparțin acestui tip. Când se calculează sistemul antigivrare pentru „acoperișuri calde”, puterea cablului de încălzire la marginea acoperișului și în jgheaburi ar trebui mărită. Acest lucru va asigura eficiența sistemului chiar și la temperaturi scăzute (Fig. 1).

3. „Acoperiș fierbinte”. Un acoperiș cu izolație termică slabă, în care mansarda este adesea folosită în scopuri tehnice sau ca spațiu de locuit. Pe astfel de acoperișuri, zăpada se topește chiar și la temperaturi scăzute ale aerului (sub -10 °C). Pentru „acoperișuri fierbinți”, pe lângă utilizarea unui cablu de încălzire cu putere mare, este de dorit să folosiți o stație meteo sau un termostat pentru a reduce costurile energetice.

Dacă cablul este așezat pe un acoperiș cu o acoperire moale (de ex. pâslă de acoperiș), puterea maximă a cablului de încălzire nu trebuie să depășească 20 W/m.

Zona de instalare	„Acoperiș rece”	„Acoperiș cald”	„Acoperiș fierbinte”	Cablu de alimentare
Suprafața acoperișului, vale	250 – 350 W/m²	300 – 400 W/m²		15 – 40 W/m
Jgheaburi, jgheaburi din plastic
Jgheaburi, jgheaburi metalice, cu diametrul de 20 cm sau mai mult	30 – 40 W/m	50 – 70 W/m
Jgheaburi, jgheaburi din lemn	30 – 40 W/m

Instalarea unui sistem antigivrare in jgheaburi si jgheaburi.

La calcularea sistemului antigivrare, este necesar să se țină cont de:

1. Diametrul conductei de scurgere și al jgheabului. Când diametrul conductei de scurgere verticală este mai mic de 10 cm, se recomandă instalarea unei linii de cablu de încălzire.
2. Materialul din care este realizată scurgerea. (Vezi tabelul).

În cele mai multe cazuri, cablul de încălzire este așezat pe două linii: în jgheaburi cu ajutorul plăcilor speciale, în jgheaburi cu ajutorul unei coadă (un cablu cu elemente de fixare speciale care fixează cablul). Elementele de fixare asigură o fixare fiabilă și nu permit traversarea liniilor cablurilor de încălzire.

Dacă există posibilitatea de a înfunda jgheaburile sau scurgerile cu frunziș, ace etc. Se recomandă utilizarea unui cablu de încălzire cu autoreglare. Deoarece un cablu de încălzire rezistiv convențional se poate supraîncălzi în locurile de înfundare și se poate defecta în timp.

Burlanele verticale sunt cele mai susceptibile la îngheț în timpul iernii. În conductele lungi (15 m sau mai mult), datorită convecției aerului, este posibilă hipotermia părții inferioare a conductei. Pentru a evita înghețul, în partea inferioară a conductei sunt instalate linii suplimentare de cablu de încălzire (puterea crește) la o lungime de 0,5 - 1 m (Fig. 2).

Este necesar să se elimine formarea de țurțuri și îngheț pe marginea acoperișului și să se prevină înghețarea sistemului de drenaj. Lungimea marginii acoperișului este de 10 m, izolația termică nu elimină complet pierderile de căldură (acoperiș cald). Lungimea jgheabului este de 10 m, două scurgeri au lungimea de 6 m. Jgheabul și scurgerea sunt din plastic, diametrul scurgerilor este de 10 cm, lățimea jgheabului este de 20 cm.

Soluţie:

În acest caz, opțiunea cu încălzire separată a marginii acoperișului (Fig. 3) și a sistemului de jgheab este optimă.

Fig.3

Calculul sistemului de încălzire pentru acoperiș:

1. Conform tabelului, determinăm puterea necesară pentru a încălzi marginea „acoperișului cald” pe 1 metru pătrat – 300 - 400 W.
2. Determinați suprafața totală de încălzire ( S): (încălzirea trebuie efectuată pe toată lungimea acoperișului (10 m), în funcție de panta acoperișului, determinăm lățimea zonei de încălzire, în cazul nostru - 50 cm). S = 10 m × 0,5 m = 5 m²
3. Selectăm un cablu de încălzire, a cărui putere și lungime vor îndeplini cerințele specificate mai sus. Puterea minimă a cablului va fi:

5 m² × 300 W = 1500 W

Opțiunea 1. Cablu de încălzire Nexans TXLP/1, 28W/m, 1800W, 64,2m.

În acest caz, puterea (W) pe 1 m² va fi:

unde Wtot. - puterea maxima a cablului de incalzire, S - numarul de metri patrati incalziti.

(această valoare îndeplinește condițiile din tabel)

Etapa de pozare (N) a cablului va fi:

UndeS-zona de incalzire,L- lungimea cablului.

(Pentru comoditate în timpul instalării, este posibil să așezați cablul de încălzire în trepte de 8 cm și să montați un mic reziduu de cablu pe zona liberă a acoperișului.)

Opțiunea 2: cablu de încălzire Hemstedt DAS 55 (1650 W, 55 m). Conform formulelor indicate mai sus, determinăm parametrii necesari.

(Putere pe 1 m² = 330 W, pas de așezare = 9 cm)

Opțiunea 3: Cablu de încălzire Exxon Elite 2-23, 1630 W, 70 m

(Putere pe 1 m² = 326 W, pas de așezare = 7 cm)

Notă. În plus, este posibil să se utilizeze cabluri cu autoreglare și cabluri rezistive tăiate.

Calculul sistemului de încălzire pentru jgheaburi:

1. Conform tabelului, determinăm puterea necesară pentru scurgere:

W= 40 – 50 W/m

1. Determinăm lungimea necesară a cablului de încălzire în funcție de condițiile indicate mai sus.

Deoarece diametrul scurgerii este de 10 cm, cablul de încălzire trebuie instalat într-un singur miez L V. = 6 + 6 = 12 m

Pentru un jgheab cu lățimea de 20 cm, selectăm cablul cu calculul așezării în două miezuri.

Lși. = 10 × 2 = 20 m.

Opțiunea 1: Cablu de încălzire cu autoreglare.

Pentru fiecare scurgere folosim 6 metri de cablu cu o putere de 40 W/m, iar in jgheab 20 m de un cablu cu o putere de 20 W/m, fixat la fiecare 40 cm cu placi de montaj.

Opțiunea 2: Cablu de încălzire Hemstedt Das 20 (pentru așezarea într-un jgheab în două miezuri) și 6 m fiecare cablu autoreglabil 40 W/m (pentru așezarea în fiecare canalizare.)

Sarcină: Este necesar să se prevină înghețarea apei topite în scurgere.(Lungimea scurgerii este de 15 m, materialul este metal, diametrul este de 20 cm, apa este scursă de pe „acoperișul rece”)

Pe lângă încălzirea conductei verticale, este necesar să se asigure încălzirea unui sistem de drenaj orizontal(Fig. 4), în care se scurge apa de topire și de ploaie din scurgere și din situl cu plăci de pavajîn care se află. Canalul de scurgere are 6,5 m lungime și 15 cm lățime.

Soluţie:

1. Pe baza parametrilor specificați în condiție, conform tabelului, determinăm puterea necesară la 1 r.m. W = 30 - 40 W/m.
2. Determinați lungimea cablului de încălzire. (Pentru diametrul de scurgere și drenaj specificat în condiție, este necesar să așezați cablul de încălzire în 2 linii) L \u003d (15 + 6,5) × 2 \u003d 43 de metri.
3. Selectăm un cablu de încălzire de lungimea și puterea corespunzătoare.

Opțiunea 1: Nexans TXLP/1 1280W, 45,7 m. Cablul este așezat în două linii cu o coadă și conectat într-un loc convenabil (la termostat sau la stația meteo). Restul cablului (2,7 metri) poate fi așezat în gâtul de scurgere al scurgerii, sau secțiunea de încălzire de la capătul scurgerii poate fi extinsă.

Opțiunea 2: Exxon-Elite 23, 995W, 43,6 m.

Opțiunea 3: Nexans Defrost Snow TXLP/2R 1270W, 45,4m.

Opțiunea 4: Cabluri de încălzire cu autoreglare sau rezistență la tăiere.

În regiunile cu dificultate condiții climaticeîn timpul construcției structurilor inginerești, este necesar să se ia în considerare o serie de criterii care sunt responsabile pentru fiabilitatea și siguranța proiectelor de construcție. Aceste criterii, în special, ar trebui să țină cont de factorii atmosferici și climatici care pot afecta negativ starea structurilor și procesul de funcționare al structurilor. Unul dintre acești factori este înghețarea atmosferică.

Glazura este procesul de formare, depunere și creștere a gheții pe suprafețele diferitelor obiecte. Înghețarea poate rezulta din înghețarea picăturilor suprarăcite sau a zăpezii umede, precum și din cristalizarea directă a vaporilor de apă conținuti în aer. Pericolul acestui fenomen pentru obiectele de construcție constă în faptul că excrescentele de gheață formate pe suprafețele sale duc la modificarea caracteristicilor de proiectare ale structurilor (greutate, caracteristici aerodinamice, marjă de siguranță etc.), ceea ce afectează durabilitatea și siguranța acestora. structuri de inginerie.

O atenție deosebită ar trebui acordată problemei givrării în proiectarea și construcția liniilor electrice (TL) și a liniilor de comunicație. Înghețarea firelor liniilor de transport electric întrerupe funcționarea lor normală și adesea duce la accidente grave și dezastre (Fig. 1).

Fig.1. Consecințele înghețarii liniilor electrice

Trebuie remarcat faptul că problemele de înghețare a liniilor electrice sunt cunoscute de multă vreme și există diferite metode de a face față creșterilor de gheață. Astfel de metode includ acoperirea cu compuși speciali antigivrare, topirea datorită încălzirii soc electric, îndepărtarea mecanică a înghețului, învelișul, încălzirea preventivă a firelor. Dar, nu întotdeauna și nu toate aceste metode sunt eficiente, însoțite de costuri mari, pierderi de energie.

Pentru a defini și dezvolta mai mult moduri eficiente lupta necesită cunoașterea fizicii procesului de înghețare. Pe primele etape dezvoltarea unui nou obiect, este necesar să se studieze și să se analizeze factorii care afectează procesul, natura și intensitatea depunerii de gheață, transferul de căldură al suprafeței de gheață și să identifice locurile potențial slabe și cele mai predispuse la înghețare în structura obiectului. . Prin urmare, capacitatea de a modela procesul de glazură la diverse conditiiși evaluați consecinte posibile a acestui fenomen este o sarcină urgentă, atât pentru Rusia, cât și pentru comunitatea mondială.

Rolul cercetării experimentale și simulării numerice în problemele de glazură

Modelarea givrării liniilor de transport electric este o sarcină la scară largă, în rezolvarea căreia, într-o formulare completă, este necesar să se țină seama de multe caracteristici globale și locale ale obiectului și mediu inconjurator. Aceste caracteristici includ: lungimea secțiunii luate în considerare, relieful zonei înconjurătoare, profilele vitezei fluxului de aer, valoarea umidității și a temperaturii în funcție de distanța față de sol, conductivitatea termică a cablurilor, temperatura suprafețelor individuale etc. .

Crearea unui model matematic complet capabil să descrie procesele de înghețare și aerodinamica unui corp înghețat este o sarcină de inginerie importantă și extrem de complexă. Astăzi, multe dintre cele existente modele matematice sunt construite pe baza unor metode simplificate, în care anumite restricții sunt introduse în mod deliberat sau unii dintre parametrii de influență nu sunt luați în considerare. În cele mai multe cazuri, astfel de modele se bazează pe date statistice și experimentale (inclusiv standardele SNIP) obținute în cursul studiilor de laborator și al observațiilor de teren pe termen lung.

Crearea și desfășurarea unor studii experimentale numeroase și multivariate ale procesului de înghețare necesită costuri financiare și de timp semnificative. În plus, în unele cazuri pur și simplu nu este posibil să se obțină date experimentale despre comportamentul unui obiect, de exemplu, în condiții extreme. Prin urmare, din ce în ce mai des există tendința de a completa experimentul la scară largă cu simulare numerică.

Analiza diferitelor fenomene climatice folosind metode moderne de analiză inginerească a devenit posibilă atât odată cu dezvoltarea metodelor numerice în sine, cât și odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiilor HPC (High Performance Computing technologies), realizând posibilitatea rezolvării de noi modele și probleme de amploare. în intervale de timp adecvate. Analiza de inginerie, realizată cu ajutorul simulării supercomputerului, oferă cea mai precisă soluție. Simularea numerică vă permite să rezolvați problema într-o formulare completă, să efectuați experimente virtuale cu diverși parametri, să studiați influența multor factori asupra procesului studiat, să simulați comportamentul unui obiect la sarcini extreme etc.

Sistemele de calcul moderne de înaltă performanță, cu utilizarea adecvată a instrumentelor de calcul de analiză inginerească, fac posibilă obținerea unei soluții în intervale de timp adecvate și urmărirea progresului soluționării problemei în timp real. Acest lucru reduce semnificativ costul efectuării experimentelor multivariate, ținând cont de setările cu mai multe criterii. Un experiment la scară largă, în acest caz, poate fi folosit doar în etapele finale ale cercetării și dezvoltării, ca verificare a soluției obținute numeric și confirmare a ipotezelor individuale.

Simularea pe calculator a procesului de înghețare

O abordare în două etape este utilizată pentru a modela procesul de înghețare. Inițial se calculează parametrii debitului fazei purtătoare (viteză, presiune, temperatură). După aceea, procesul de glazură este calculat direct: modelarea depunerii picăturilor lichide pe suprafață, calcularea grosimii și formei stratului de gheață. Pe măsură ce grosimea stratului de gheață crește, forma și dimensiunile corpului aerodinamic se schimbă, iar parametrii de curgere sunt recalculați folosind noua geometrie a corpului aerodinamic.

Calculul parametrilor de curgere ai mediului de lucru are loc datorită soluției numerice a sistemului de neliniare. ecuatii diferentiale descriind principalele legi de conservare. Un astfel de sistem include ecuația continuității, ecuația impulsului (Navier-Stokes) și energie. Pentru a descrie fluxurile turbulente, pachetul folosește ecuațiile Navier-Stokes (RANS) cu media Reynolds și metoda turbulențelor mari LES. Coeficientul din fața termenului de difuzie în ecuația momentului se găsește ca suma vâscozității moleculare și turbulente. Pentru a calcula acesta din urmă, în această lucrare, folosim modelul de turbulență diferențială cu un parametru Spallart-Allmaras, care este utilizat pe scară largă în problemele de curgere externă.

Modelarea procesului de înghețare se realizează pe baza a două modele încorporate. Primul dintre acestea este modelul de topire și solidificare. Nu descrie în mod explicit evoluția interfeței lichid-gheață. În schimb, formula de entalpie este utilizată pentru a defini porțiunea de lichid în care se formează o fază solidă (gheață). În acest caz, debitul trebuie descris printr-un model de curgere în două faze.

Al doilea model care face posibilă prezicerea formării gheții este modelul cu peliculă subțire, care descrie procesul de depunere a picăturilor pe pereții unui corp aerodinamic, făcând astfel posibilă obținerea unei suprafețe umede. Conform acestei abordări, luarea în considerare include un set de particule de fluid lagrangian care au masă, temperatură și viteză. Interacționând cu peretele, particulele, în funcție de echilibrul fluxurilor de căldură, pot fie să mărească stratul de gheață, fie să-l reducă. Cu alte cuvinte, se modelează atât givrarea suprafeței, cât și topirea stratului de gheață.

Ca exemplu care ilustrează capacitățile pachetului de modelare a givrării corpurilor, a fost luată în considerare problema fluxului de aer în jurul unui cilindru cu o viteză U=5 m/s și o temperatură T=-15 0C. Diametrul cilindrului este de 19,5 mm. Pentru a împărți domeniul de calcul în volume de control, a fost utilizat un tip de celule cu mai multe fațete, cu un strat prismatic lângă suprafața cilindrului. În acest caz, pentru o mai bună rezoluție a urmei după cilindru, s-a folosit rafinarea locală a ochiurilor. Problema a fost rezolvată în două etape. În prima etapă, folosind modelul unui lichid monofazat, s-au calculat câmpurile de viteze, presiuni și temperaturi pentru aerul „uscat”. Rezultatele obținute sunt în acord calitativ cu numeroase studii experimentale și numerice privind curgerea monofazată în jurul unui cilindru.

În a doua etapă, particulele lagrangiene au fost injectate în flux, simulând prezența picăturilor de apă fin dispersate în fluxul de aer, ale căror traiectorii, precum și câmpul vitezei absolute a aerului, sunt prezentate în Fig. 2. Distribuția grosimii gheții pe suprafața cilindrului pentru diferiți timpi este prezentată în Fig.3. Grosimea maximă a stratului de gheață se observă în apropierea punctului de stagnare a curgerii.

Fig.2. Traiectorii de cădere și câmpul scalar al vitezei absolute a aerului

Fig.3. Grosimea stratului de gheață în momente diferite

Timpul petrecut la calculul problemei bidimensionale (timp fizic t=3600s) a fost de 2800 de ore nucleu, folosind 16 nuclee de calcul. Este nevoie de același număr de ore nucleu pentru a calcula doar t=600 s în cazul tridimensional. Analizând timpul petrecut cu calculul modelelor de testare, putem spune că pentru calculul în formularea completă, unde domeniul de calcul va fi format deja din câteva zeci de milioane de celule, unde va fi un număr mai mare de particule și geometria complexă a obiectului. luate în considerare, va fi necesară o creștere semnificativă a puterii de calcul hardware necesare. În acest sens, pentru a efectua o simulare completă a problemelor de givră tridimensională a corpurilor, este necesar să se utilizeze tehnologii HPC moderne.

Metodă de prognoză a zonelor de posibilă givră a aeronavei

Informații generale

În conformitate cu Planul de testare pentru 2009, Centrul Hidrometeorologic de Stat al Rusiei a efectuat teste operaționale ale metodei de prognozare a zonelor de posibilă înghețare a aeronavelor (AC) folosind modelele SLAV și NCEP în perioada 1 aprilie - 31 decembrie 2009. Metoda este parte integrantă tehnologii pentru calcularea hărții fenomenelor speciale (SP) la nivelurile medii ale atmosferei (Significant Weather at the Middle levels - SWM) pentru aviație. Tehnologia a fost dezvoltată de către Divizia de Meteorologie Aeronautică (OAM) în 2008, în temeiul R&D Tema 1.4.1, pentru implementare în Laboratorul de Prognoză Zonală. Metoda este aplicabilă și pentru predicția givrajului la nivelurile inferioare ale atmosferei. Dezvoltarea tehnologiei de calculare a hărții de prognoză a OH la nivelurile inferioare (Significant Weather at the Low levels - SWL) este programată pentru 2010.

Înghețarea avioanelor poate apărea în condiția necesară a prezenței picăturilor de nor suprarăcite în cantitatea potrivită. Această condiție nu este suficientă. Sensibilitate tipuri variate avioane și elicoptere la înghețare nu este același lucru. Depinde atât de caracteristicile norului, cât și de viteza de zbor și caracteristicile aerodinamice ale aeronavei. Prin urmare, numai glazura „posibilă” este prevăzută în straturi în care este îndeplinită condiția necesară. O astfel de prognoză ar trebui să fie alcătuită în mod ideal dintr-o prognoză a prezenței norilor, a conținutului lor de apă, a temperaturii și, de asemenea, a stării de fază a elementelor norilor.

În etapele incipiente ale dezvoltării metodelor de calcul pentru prognoza givraj, algoritmii lor s-au bazat pe prognozele de temperatură și punctul de rouă, prognozele sinoptice ale norilor și date statistice privind microfizica norilor și frecvența de înghețare a aeronavei. Experiența a arătat că o astfel de prognoză la acea vreme era ineficientă.

Cu toate acestea, chiar și ulterior, până în prezent, chiar și cele mai bune modele numerice de clasă mondială nu au oferit o prognoză fiabilă pentru prezența norilor, conținutul de apă și faza acestora. Prin urmare, prognoza de înghețare în centrele lumii (pentru a construi hărți ale PE; nu atingem aici prognoza ultrascurtă și nowcasting, a cărei stare este caracterizată în ) se bazează în prezent pe prognoza de temperatura și umiditatea aerului, precum și, dacă este posibil, pe cele mai simple caracteristici de tulburare (stratificată, convectivă). Succesul unei astfel de prognoze se dovedește totuși a fi practic semnificativ, deoarece acuratețea predicției temperaturii și umidității aerului a crescut mult în comparație cu starea corespunzătoare momentului scrierii.

În principalii algoritmi ai metodelor moderne de prognoză a gheții sunt prezentați. În scopul construirii hărților SWM și SWL, le-am selectat pe cele care sunt aplicabile condițiilor noastre, adică se bazează numai pe rezultatul modelelor numerice. Algoritmii pentru calcularea „potențialului de înghețare”, care combină modelul și datele reale în modul nowcasting, nu sunt aplicabili în acest context.

Dezvoltarea unei metode de prognoză

Ca eșantioane de date privind givrarea aeronavelor utilizate pentru a evalua succesul relativ al algoritmilor enumerați în , precum și a celor cunoscuți anterior (inclusiv binecunoscuta formulă Godske), au fost luate următoarele:
1) date din sistemul TAMDAR instalat pe aeronavele care zboară deasupra teritoriului Statelor Unite în limitele inferioare de 20 de mii de picioare,
2) o bază de date a aeronavelor care au sondat pe teritoriul URSS în anii 60. al secolului XX, creată în 2007 în OAM sub tema 1.1.1.2.

Spre deosebire de sistemul AMDAR, sistemul TAMDAR include senzori de înghețare și punct de rouă. Datele TAMDAR ar putea fi colectate din august până în octombrie 2005, tot 2006 și ianuarie 2007 de pe site-ul web http:\\amdar.noaa.gov. Din februarie 2007, accesul la date a fost închis tuturor utilizatorilor, cu excepția organizațiilor guvernamentale americane. Datele au fost colectate de personalul OAM și prezentate într-o bază de date care poate fi citită de calculator prin extragerea manuală a următoarelor informații de pe site-ul menționat mai sus: ora, coordonatele geografice, altitudinea GPS, temperatura și umiditatea aerului, presiunea, vânt, gheață și turbulențe.

Să ne oprim pe scurt asupra caracteristicilor sistemului TAMDAR, compatibil cu sistem international AMDAR și operațional pe aeronavele aviației civile americane din decembrie 2004. Sistemul a fost dezvoltat în conformitate cu cerințele OMM, precum și ale NASA și NOAA din SUA. Citirile senzorului sunt efectuate la intervale de presiune predeterminate (10 hPa) în modurile de urcare și coborâre și la intervale de timp predeterminate (1 min) în modul de zbor la nivel. Sistemul include un senzor multifuncțional montat pe marginea anterioară a aripii aeronavei și un microprocesor care prelucrează semnalele și le transmite către un centru de procesare și distribuție a datelor situat la sol (sistemul AirDat). O parte integrantă este și sistemul de satelit GPS, care funcționează în timp real și oferă referințe spațiale ale datelor.

Ținând cont de analiza ulterioară a datelor TAMDAR împreună cu OA și datele de prognoză numerică, ne-am limitat la extragerea datelor doar în apropierea ± 1 h de la 00 și 12 UTC. Matricea de date colectată în acest fel include 718417 citiri individuale (490 de date), inclusiv 18633 citiri cu glazură. Aproape toate se referă la perioada 12 UTC. Datele au fost grupate în funcție de pătratele grilei latitudine-longitudine 1,25x1,25 grade ca dimensiune și în funcție de înălțimea în vecinătatea suprafețelor izobare standard de 925, 850, 700 și 500 hPa. Straturile 300 - 3000, 3000 - 7000, 7000 - 14000 și, respectiv, 14000 - 21000 f., au fost considerate cartiere. Eșantionul conține 86185, 168565, 231393, 232274 de numărări (cazuri) în apropiere de 500, 700, 850 și, respectiv, 925 hPa.

Pentru a analiza datele TAMDAR privind înghețarea, este necesar să se țină cont de următoarea caracteristică a acestora. Senzorul de gheață detectează prezența gheții cu un strat de cel puțin 0,5 mm. Din momentul în care gheața apare și până în momentul în care dispare complet (adică pe toată perioada de înghețare), senzorii de temperatură și umiditate nu funcționează. Dinamica depozitelor (rata de creștere) nu este reflectată în aceste date. Astfel, nu numai că nu există date privind intensitatea înghețării, dar nu există și date despre temperatură și umiditate în perioada de înghețare, ceea ce predetermina necesitatea analizei datelor TAMDAR împreună cu date independente asupra valorilor indicate. Ca atare, au fost utilizate date OA de la baza Instituției de Stat „Centrul Hidrometeorologic al Rusiei” privind temperatura aerului și umiditatea relativă. Un eșantion care include date TAMDAR despre predictor (givrare) și date OA despre predictori (temperatură și umiditate relativă) va fi denumit în acest raport eșantion TAMDAR-OA.

Eșantionul de date de sondare aeriană (SS) de pe teritoriul URSS a inclus toate citirile care conțineau informații despre prezența sau absența givrării, precum și despre temperatura și umiditatea aerului, indiferent de prezența norilor. Deoarece nu avem date de reanaliza pentru perioada 1961–1965, nu avea rost să ne limităm la vecinătățile 00 și 12 UTC sau la vecinătățile suprafețelor izobare standard. Datele de sondaj din aer au fost astfel utilizate direct ca măsurători in situ. Eșantionul de date SZ a inclus mai mult de 53 de mii de citiri.

Ca predictori din datele de prognoză numerică, s-au folosit câmpurile predictive ale geopotențialului, temperatura aerului (Т) și umiditatea relativă (RH) cu un timp de 24 de ore a modelelor globale: semi-lagrangiane (la nodurile grilei 1,25x1,25). °) și modelul NCEP (la punctele grilei 1x1° ) pentru perioadele de colectare a informațiilor și comparare a modelelor din aprilie, iulie și octombrie 2008 (de la 1 la 10 zi a lunii).

Rezultate de importanță metodologică și științifică

1 . Temperatura aerului și umiditatea (umiditatea relativă sau temperatura punctului de rouă) sunt predictori semnificativi ai zonelor de posibilă înghețare a aeronavei, cu condiția ca acești predictori să fie măsurați in situ (Fig. 1). Toți algoritmii testați, inclusiv formula Godske, pe un eșantion de date de sondare a aeronavei au arătat un succes destul de practic semnificativ în separarea cazurilor de prezență și absență a givrării. Cu toate acestea, în cazul datelor de gheață TAMDAR completate cu date obiective de temperatură și umiditate relativă, succesul separării este redus, în special la nivelurile de 500 și 700 hPa (Figurile 2–5), datorită faptului că valorile predictorilor sunt spațial. mediat (în cadrul grilelor pătrate 1,25x1,25°) și poate fi separat vertical și temporal de momentul observării cu 1 km și, respectiv, 1 h; în plus, acuratețea analizei obiective a umidității relative scade semnificativ odată cu altitudinea.

2 . Deși înghețarea avioanelor poate fi observată într-o gamă largă de temperaturi negative, probabilitatea sa este maximă în intervale relativ înguste de temperatură și umiditate relativă (-5...-10°C și, respectiv, > 85%). În afara acestor intervale, probabilitatea de înghețare scade rapid. În același timp, dependența de umiditatea relativă pare a fi mai puternică: și anume, la RH > 70%, s-au observat 90,6% din toate cazurile de înghețare. Aceste concluzii au fost obținute pe un eșantion de date de sondare a aeronavei; ei găsesc o confirmare calitativă completă în datele TAMDAR-OA. Faptul unei bune concordanțe între rezultatele analizei a două eșantioane de date obținute prin metode diferite în condiții geografice foarte diferite și la perioade de timp diferite arată reprezentativitatea ambelor eșantioane utilizate pentru caracterizarea condițiilor fizice de givraj aeronavelor.

3 . Pe baza rezultatelor testării diverșilor algoritmi pentru calcularea zonelor de givră și ținând cont de datele disponibile privind dependența intensității de givră de temperatura aerului, a fost selectat cel mai fiabil algoritm care sa dovedit anterior în practica internațională (algoritmul dezvoltat la NCEP). și recomandat pentru utilizare practică. Acest algoritm s-a dovedit a fi cel mai de succes (valorile criteriului de calitate Piercy-Obukhov au fost 0,54 pe eșantionul de date de sondare în aer și 0,42 pe eșantionul de date TAMDAR-OA). În conformitate cu acest algoritm, prognoza zonelor de posibilă înghețare a aeronavei este o diagnoză a acestor zone în funcție de câmpurile prognozate de temperatură, Т°C și umiditate relativă, RH %, pe suprafețe izobare de 500, 700, 850, 925 (900) hPa la nodurile grilei modelului .

Nodurile grilei aparținând zonei de posibilă givrare a aeronavelor sunt nodurile în care sunt îndeplinite următoarele condiții:

Inegalitățile (1) au fost obținute la NCEP în cadrul programului RAP (Research Application Program) pe un eșantion mare de date de măsurare cu ajutorul senzorilor aeronavei pentru givrare, temperatură, umiditate a aerului și sunt utilizate în practică pentru calcularea hărților de prognoză ale fenomenelor speciale pentru aviaţie. Se arată că frecvența givrajului aeronavelor în zonele în care sunt satisfăcute inegalitățile (1) este cu un ordin de mărime mai mare decât în ​​afara acestor zone.

Specificul testării operaționale a metodei

Programul de testare operațională a metodei de prognozare a zonelor de posibil givră a aeronavelor folosind (1) are anumite caracteristici care îl deosebesc de programele standard de testare a metodelor de prognoză noi și îmbunătățite. În primul rând, algoritmul nu este o dezvoltare originală a Centrului Hidrometeorologic al Rusiei. A fost suficient testat și evaluat pe diferite mostre de date, vezi .

În continuare, reușita separării cazurilor de prezență și absență a givrării aeronavelor nu poate face obiectul unor teste operaționale în acest caz, din cauza imposibilității obținerii datelor operaționale privind givrarea aeronavelor. Rapoartele unice, neregulate ale pilotului primite de Centrul de control al traficului aerian nu pot forma în viitorul previzibil un eșantion reprezentativ de date. Nu există date obiective de tip TAMDAR asupra teritoriului Rusiei. De asemenea, nu este posibil să se obțină astfel de date pe teritoriul Statelor Unite, din moment ce site-ul de la care am obținut datele care au alcătuit proba TAMDAR-OA, informațiile despre glazură sunt acum închise tuturor utilizatorilor, cu excepția organizatii guvernamentale STATELE UNITE ALE AMERICII.

Totuși, ținând cont de faptul că regula de decizie (1) a fost obținută pe o arhivă mare de date și implementată în practica NCEP, iar succesul acesteia a fost confirmat în mod repetat pe date independente (inclusiv în cadrul subiectului 1.4.1 privind S3 și TAMDAR). -Eșantioane de OA), putem crede că în termeni diagnostici, relația statistică dintre probabilitatea de apariție a givrării și îndeplinirea condițiilor (1) este suficient de apropiată și suficient de fiabilă estimată pentru aplicarea practică.

Rămâne neclară întrebarea cât de corect sunt reproduse în prognoza numerică zonele de îndeplinire a condițiilor (1), identificate conform datelor de analiză obiectivă.

Cu alte cuvinte, obiectul testării ar trebui să fie o predicție numerică a zonelor în care sunt îndeplinite condițiile (1). Adică, dacă în planul de diagnostic regula de decizie (1) este eficientă, atunci este necesar să se evalueze succesul predicției acestei reguli prin modele numerice.

Testele autorului în cadrul subiectului 1.4.1 au arătat că modelul SLAV prezice cu succes zonele de posibil givraj a aeronavei, determinate prin condițiile (1), dar este inferior în acest sens modelului NCEP. Deoarece în prezent datele operaționale ale modelului NCEP sunt primite de Centrul Hidrometeorologic al Rusiei destul de devreme, se poate presupune că, având în vedere un avantaj semnificativ în acuratețea prognozei, este recomandabil să se utilizeze aceste date pentru a calcula hărțile EP. . Prin urmare, sa considerat oportună evaluarea succesului prognozării zonelor de îndeplinire a condițiilor (1) atât prin modelul SLAV, cât și prin modelul NCEP. În principiu, modelul spectral T169L31 ar trebui inclus și în program. Cu toate acestea, deficiențele serioase în prognoza câmpului de umiditate nu ne permit încă să considerăm acest model ca promițător pentru prognoza givraj.

Metodologia de evaluare a prognozelor

Câmpurile rezultatelor calculelor pe fiecare dintre cele patru suprafețe izobare indicate în variabile dihotomice au fost înregistrate în baza de date: 0 înseamnă neîndeplinirea condițiilor (1), 1 înseamnă îndeplinirea. În paralel, câmpuri similare au fost calculate conform datelor de analiză obiectivă. Pentru a aprecia acuratețea prognozei este necesară compararea rezultatelor calculului (1) la nodurile grilei pentru câmpurile de prognostic și pentru câmpurile de analiză obiectivă pe fiecare suprafață izobară.

Ca date efective privind zonele de posibilă givrare a aeronavei s-au folosit rezultatele calculelor rapoartelor (1) conform datelor unei analize obiective. Așa cum se aplică modelului SLAV, acestea sunt rezultatele calculelor (1) la nodurile grilei cu un pas de 1,25 grade, față de modelul NCEP, la nodurile grilei cu un pas de 1 grad; in ambele cazuri, calculul se face pe suprafete izobare de 500, 700, 850, 925 hPa.

Predicțiile au fost evaluate folosind tehnica de scoring pentru variabilele dihotomice. Estimările au fost efectuate și analizate la Laboratorul de Testare și Evaluare a Metodelor de Prognoză al Centrului Hidrometeorologic al Instituției de Stat din Rusia.

Pentru a determina succesul prognozelor pentru posibilele zone de înghețare a aeronavelor, au fost calculate următoarele caracteristici: fezabilitatea prognozelor pentru prezența fenomenului, absența fenomenului, acuratețea generală, avertizarea prezenței și absenței fenomenului, criteriul de calitate Piercey-Obukhov și criteriul de fiabilitate Heidke-Bagrov. S-au făcut estimări pentru fiecare suprafață izobară (500, 700, 850, 925 hPa) și separat pentru prognozele începând cu 00 și 12 UTC.

Rezultatele testelor operaționale

Rezultatele testelor sunt prezentate în Tabelul 1 pentru trei zone de prognoză: pentru emisfera nordică, pentru teritoriul Rusiei și teritoriul său european (ETR) cu un timp de estimare de 24 de ore.

Din tabel se poate observa că frecvența de înghețare conform unei analize obiective a ambelor modele este apropiată, și este maximă pe suprafața de 700 hPa, și minimă pe suprafața de 400 hPa. Atunci când se calculează pentru emisferă, suprafața de 500 hPa ocupă locul al doilea în ceea ce privește frecvența înghețului, urmată de 700 hPa, ceea ce se datorează, evident, contribuției mari a convecției profunde la tropice. Când se calculează pentru Rusia și Rusia europeană, suprafața de 850 hPa se află pe locul doi în ceea ce privește frecvența de înghețare, iar pe suprafața de 500 hPa, frecvența de înghețare este deja la jumătate. Toate caracteristicile justificării prognozelor s-au dovedit a fi ridicate. Deși ratele de succes ale modelului SLAV sunt oarecum inferioare modelului NCEP, ele sunt totuși destul de semnificative practic. La nivelurile în care frecvența givrajului este mare și unde reprezintă cel mai mare pericol pentru aeronave, ratele de succes ar trebui considerate foarte ridicate. Ele scad considerabil la suprafața de 400 hPa, mai ales în cazul modelului SLAV, rămânând semnificative (criteriul Pearcey scade la 0,493 pentru emisfera nordică și la 0,563 pentru Rusia). Potrivit ETP, rezultatele testelor la nivelul de 400 hPa nu sunt date din cauza faptului că au existat foarte puține cazuri de înghețare la acest nivel (37 de puncte de grilă ale modelului NCEP pentru întreaga perioadă), și rezultatul evaluării succesului. a prognozei este nesemnificativă statistic. La alte niveluri ale atmosferei, rezultatele obținute pentru ETR și Rusia sunt foarte apropiate.

concluzii

Astfel, testele operaționale au arătat că metoda dezvoltată de prognoză a zonelor de posibilă givră a aeronavei, care implementează algoritmul NCEP, asigură un succes de prognoză suficient de mare, inclusiv pe datele de ieșire ale modelului SLAV global, care este în prezent principalul model de prognoză. Prin decizia Comisiei Centrale Metodologice pentru Prognoze Hidrometeorologice și Heliogeofizice din Roshydromet din 1 decembrie 2009, metoda a fost recomandată pentru implementarea în practica operațională a Laboratorului de Prognoze Zonale al Instituției de Stat Centrul Hidrometeorologic din Rusia pentru construirea de hărți. de fenomene speciale pentru aviaţie.

Bibliografie

1. Reglementări tehnice. Volumul 2. OMM-Nr.49, 2004 Serviciul Meteorologic pentru Navigație Aeriană Internațională
2. Raport de cercetare: 1.1.1.2: Dezvoltarea unui proiect de tehnologie pentru întocmirea unei hărți de prognoză a fenomenelor meteorologice semnificative pentru zborurile aviatice la niveluri scăzute (finală). Nu. stat. Înregistrare 01.2.007 06153, M., 2007, 112 p.
3. Raport de cercetare: 1.1.1.7: Îmbunătățirea metodelor și tehnologiilor de prognoză pentru aerodrom și căi aeriene (final). Nu. stat. înregistrare 01.02.007 06153, M., 2007, 97 p.
4. Baranov A.M., Mazurin N.I., Solonin S.V., Yankovsky I.A., 1966: Meteorologia aviaţiei. L., Gidrometeoizdat, 281 p.
5. Zverev F.S., 1977: Meteorologie sinoptică. L., Gidrometeoizdat, 711 p.
6. Otkin J. A., Greenwald T. J., 2008: Comparații dintre modelele WRF simulate și datele din cloud derivate din MODIS. Lun. Vremea Rev., v. 136, nr. 6, pp. 1957-1970.
7. Menzel W. P., Frei R. A., Zhang H., et al., 2008: MODIS global cloud-top pressure and amount estimation: algoritm description and results. Vremea și prognoza, iss. 2, pp. 1175 - 1198.
8. Linii directoare pentru prognozarea condițiilor meteorologice pentru aviație (ed. Abramovici K.G., Vasiliev A.A.), 1985, L., Gidrometeoizdat, 301 p.
9. Bernstein B.C., McDonough F., Politovich M.K., Brown B.G., Ratvasky T.P., Miller D.R.., Wolff C.A., Cunning G., 2005: Current icing potential: algorithm description and comparison with aircraft observations. J. Apl. Meteorol., v. 44, pp. 969-986.
10. Le Bot C., 2004: SIGMA: System of icing geographic identification in meteorology for aviation. a 11-a Conf. on Aviation, Range, and aerospace, Hyannis, Mass., 4-8 octombrie 2004, Amer. Meteorol. soc. (Boston).
11. Minnis P., Smith W.L., Young D.F., Nguyen L., Rapp A.D., Heck P.W., Sun-Mack S., Trepte Q., Chen Y., 2001: O metodă aproape în timp real pentru derivarea proprietăților norilor și radiațiilor de la sateliți pentru studii meteorologice și climatice. Proc. AMS a 11-a Conf. Meteorologie și oceanografie prin satelit, Madison, WI, 15-18 oct, pp. 477-480.
12. Thompson G., Bruintjes R.T., Brown B.G., Hage F., 1997: Intercomparaison of in-flight icing algorithms. Partea 1: Programul WISP94 de estimare și evaluare a înghețului în timp real. Vremea și prognoza, v. 12, pp. 848-889.
13. Ivanova A. R., 2009: Verificarea previziunilor numerice de umiditate și evaluarea adecvării lor pentru prezicerea zonelor de givră a aeronavelor. Meteorologie și Hidrologie, 2009, Nr. 6, p. 33 - 46.
14. Shakina N. P., Skriptunova E. N., Ivanova A. R., Gorlach I. A., 2009: Evaluarea mecanismelor de generare a mișcării verticale în modele globale și câmpurile lor inițiale în legătură cu predicția numerică a precipitațiilor. Meteorologie și Hidrologie, 2009, Nr. 7, p. 14 - 32.

Intensitatea givrajului aeronavei în zbor(I mm/min) este estimată prin rata de creștere a gheții pe marginea anterioară a aripii - grosimea depunerii de gheață pe unitatea de timp. Se distinge intensitatea:

A) glazura usoara - I mai putin de 0,5 mm/min;

B) glazura moderata - I de la 0,5 la 1,0 mm/min;

C) glazura grea - I mai mult de 1,0 mm/min;

Atunci când evaluați riscul de înghețare, puteți utiliza conceptul de grad de înghețare. Gradul de glazura - depunerea totală de gheață pe toată perioada în care aeronava a stat în zona de givraj. Cu cât zborul unei aeronave este mai lung în condiții de givră, cu atât este mai mare gradul de givră.

Pentru o evaluare teoretică a factorilor care afectează intensitatea înghețului, se utilizează următoarea formulă:

Intensitatea glazura; - viteza aeronavei; - continutul de apa al norului; - coeficient de captare integrală; - factor de îngheț; - densitatea gheţii în creştere, care variază de la 0,6 g/cm 3 (gheaţă albă); până la 1,0 g/cm 3 (gheață limpede);

Intensitatea givrării aeronavei crește odată cu creșterea conținutului de apă al norilor. Valorile conținutului de apă al norilor variază pe culoare largi - de la miimi la câteva grame pe metru cub de aer. Conținutul de apă al norilor nu este măsurat la AD, dar poate fi judecat indirect după temperatura și forma norilor. Când conținutul de apă al norului este de 1 g/cm3, se observă cea mai puternică înghețare.

O condiție prealabilă pentru înghețarea aeronavei în zbor este temperatura negativă a suprafețelor lor (de la 5 la -50 grade C). Înghețarea aeronavelor cu motoare cu turbină cu gaz poate apărea la temperaturi pozitive ale aerului. (de la 0 la 5 grade C)

Pe măsură ce viteza aeronavei crește, intensitatea givrajului crește. Cu toate acestea, în mare viteze aeriene, are loc încălzirea cinetică a aeronavei, care previne înghețarea.

Intensitatea givrării avioanelor în diferite forme este diferită.

În cumulonimbus și nori cumulus puternici, la temperaturi negative ale aerului, înghețarea puternică a aeronavei este aproape întotdeauna posibilă. Acești nori conțin picături mari cu un diametru de 100 µm sau mai mult.

Într-o serie de ploaie stratus și nori altostratus, cu creșterea înălțimii, se observă o scădere a dimensiunii picăturilor și a numărului acestora. Înghețarea puternică este posibilă atunci când zboară în partea inferioară a masei norilor. Straturile intramasei și norii stratocumulus sunt cel mai adesea nori de apă și se caracterizează printr-o creștere a conținutului de apă odată cu înălțimea. La temperaturi de la -0 la -20 în acești nori, se observă de obicei înghețare ușoară, în unele cazuri înghețarea poate fi severă.

Când zboară în nori altocumulus, se observă givrare ușoară. Dacă grosimea acestor nori este mai mare de 600 de metri, înghețarea în ei poate fi severă.

Zborurile în zone cu înghețare puternică sunt zboruri în condiții speciale. Înghețarea puternică este un fenomen meteorologic periculos pentru zboruri.

Semnele de înghețare puternică a aeronavei sunt: ​​acumularea rapidă de gheață pe ștergătoarele de parbriz și pe parbriz; o scădere a vitezei indicate la 5-10 minute de la intrarea în nori cu 5-10 km/h.

(Există 5 tipuri de gheață în zbor: gheață limpede, gheață mată, gheață albă, ger și brumă. Cele mai specii periculoase glazura este gheata transparenta si mata, care se observa la temperaturi ale aerului de la -0 la -10 grade.

gheata transparenta- este cea mai densă dintre toate tipurile de glazură.

gheață mată are o suprafață accidentată. Distorsionează puternic profilul aripii și al aeronavei.

gheata alba- gheață grosieră, depuneri poroase, aderă slab la aeronavă și cade ușor atunci când este vibrată.)

Intensitatea glazura aeronava în zbor (I, mm/min) este estimată prin rata de creștere a gheții pe marginea anterioară a aripii - grosimea depozitului de gheață pe unitatea de timp. După intensitate, se distinge glazura slabă - I mai mică de 0,5 mm / min; glazură moderată - I de la 0,5 la 1,0 mm / min; glazura grea - I mai mult de 1,0 mm / min.

La evaluarea riscului de înghețare se poate folosi conceptul de gradul de înghețare. Gradul de givraj - depunerea totală de gheață pe toată perioada în care aeronava a stat în zona de givră.

Pentru o evaluare teoretică a factorilor care afectează intensitatea înghețului, se utilizează următoarea formulă:

unde I este intensitatea glazurei; V este viteza aerului aeronavei; ω - conținutul de apă din nor; E - coeficient integral de captare; β - coeficientul de îngheț; ρ este densitatea gheții în creștere, care variază de la 0,6 g/cm 3 (gheață albă) la 1,0 g/cm 3 (gheață limpede).

Intensitatea givrajului aeronavei crește odată cu creșterea conținutului de apă al norilor. Conținutul de apă al norilor variază foarte mult - de la miimi la câteva grame pe 1 m3 de aer. Când conținutul de apă al norului este de 1 g/m 3 sau mai mult, se observă cea mai puternică înghețare.

Coeficienții de captare și de înghețare sunt mărimi adimensionale care sunt practic greu de determinat. Coeficientul de captare integrală este raportul dintre masa de apă depusă efectiv pe profilul aripii și masa care s-ar fi depus în absența curburii traiectoriilor picăturilor de apă. Acest coeficient depinde de dimensiunea picăturilor, de grosimea profilului aripii și de viteza aerului aeronavei: cu cât picăturile sunt mai mari, cu atât profilul aripii este mai subțire și cu cât viteza aerului este mai mare, cu atât coeficientul de captare integrală este mai mare. Coeficientul de îngheț este raportul dintre masa de gheață care a crescut pe suprafața unei aeronave și masa de apă care s-a așezat pe aceeași suprafață în același timp.

O condiție prealabilă pentru înghețarea aeronavei în zbor este temperatura negativă a suprafeței lor. Temperatura aerului ambiant la care s-a observat givrarea aeronavei variază foarte mult - de la 5 la -50 °C. Probabilitatea de înghețare crește la temperaturi ale aerului de la -0 la -20 °C în nori suprarăciți și precipitații.

Odată cu creșterea vitezei aeronavei, intensitatea givrajului crește, așa cum se poate observa din formulă. Cu toate acestea, la viteze mari, are loc încălzirea cinetică a aeronavei, ceea ce previne înghețarea. Încălzirea cinetică are loc datorită decelerarii fluxului de aer, ceea ce duce la compresia aerului și la creșterea temperaturii acestuia și a temperaturii suprafeței aeronavei. Datorită efectului încălzirii cinetice, înghețarea avioanelor apare cel mai adesea la viteze sub 600 km/h. Avioanele sunt de obicei expuse la givraj în timpul decolării, urcării, coborârii și apropierii atunci când vitezele sunt lente.

În timpul zborurilor în zonele fronturilor atmosferice, înghețarea aeronavelor este observată de 2,5 ori mai des decât în ​​timpul zborurilor în mase de aer omogene. Acest lucru se datorează faptului că nebulozitatea frontală este, de regulă, mai puternică pe verticală și mai extinsă pe orizontală decât nebulozitatea intramasă. În cazuri izolate se observă înghețare puternică în mase de aer omogene.

Intensitatea givrajului aeronavei în timpul zborurilor în nori de diferite forme este diferită.

În cumulonimbus și nori cumulus puternici la temperaturi negative ale aerului, este aproape întotdeauna posibilă înghețarea puternică a aeronavei. Acești nori conțin picături mari cu un diametru de 100 µm sau mai mult. Conținutul de apă din nori crește odată cu altitudinea.