Исследования облаков и динамики атмосферы

Исследования облачных и динамических структур
атмосферных образований умеренных широт.

Исследования облаков были начаты в ЦАО с момента ее создания и продолжались на протяжении всей истории Обсерватории. Научный фундамент многолетних исследований был заложен создателями наиболее авторитетной в нашей стране школы физики облаков - А.Х. Хргианом, А.М. Боровиковым и Е.Г. Зак.

Облака являются продуктом взаимодействия атмосферных физических процессов микро-, мезо- и макромасштабов. Исследования ученых ЦАО касались всех перечисленных аспектов физики облаков. Большое внимание уделялось вопросам разработки аппаратуры и методов исследования микро- и мезофизики облаков, а также сбору, анализу и обобщению накопленных эмпирических данных. Начиная с пятидесятых годов большое внимание стало уделяться также теоретическим исследованиям, особенно - численному моделированию процессов облако- и осадкообразования. Предметом изучения были как индивидуальные облака, так и их поля.

Экспериментальные исследования облаков были начаты сразу же после создания ЦАО. Для этих целей использовались как самолёты - зондировщики, так и свободные аэростаты. Первые позволяли изучать физические и морфологические характеристики облаков - их форму, высоту, толщины облачных слоев. С помощью аэростатов исследовалась временная изменчивость физических характеристик внутри фиксированного объема облака. В первое послевоенное десятилетие было выполнено несколько десятков «облачных» полётов на аэростатах в нижней и средней частях тропосферы (А.М. Боровиков, Ю.А. Гильгнер, А.А. Рещикова, В.Д. Решетов и др.). В некоторых случаях субстратостатам ЦАО удавалось подниматься даже до 10 - 10,5 км, т.е. до высот околостратосферных перистых облаков.

ЦАО была единственной научной организацией в мире, применявшей свободные аэростаты для исследований облаков. Научное оборудование аэростатов включало в себя, наряду со стандартными метеоприборами (психрометр, барометр, метеорограф), также импакторный заборник проб облачных элементов, микрофотоустановку для фотографирования облачных проб, а, начиная с начала 50-х годов, также прибор для измерения вертикальных и горизонтальных пульсаций скорости ветра. В некоторых полётах приближенно оценивались водность облаков по дальности видимости внутри облака, опускаемого под корзину аэростата, черного диска (А.М. Боровиков, Ю.А. Гильгнер и др.), а также интенсивность солнечных радиационных потоков (С.С. Гайгеров).

После Великой Отечественной войны, по инициативе ЦАО, была создана сеть регулярного самолётного зондирования атмосферы, насчитывавшая около 30 пунктов, размещенных в разных районах СССР. Использовались самолёты ЛИ-2, а позднее и высотный реактивный самолёт Ил-28. Кроме того, ЦАО имело самолёты ПО-2 и ПО-2с, базировавшиеся на аэродроме в г. Долгопрудном и использовавшиеся для эпизодических исследований на малых высотах.

В ЦАО был разработан комплекс научной аппаратуры, в том числе первый электрометеорограф (Г.Н. Шур, С.М. Шметер), импакторные заборники облачных капель (А.М. Боровиков, В.В. Манцевич, Ю.А. Гильгнер, 1950 г.) и кристаллов (А.М. Боровиков, В.Е. Минервин, С.М. Шметер, 1952 г.), измеритель водности (В.Е. Минервин), устройство для сбора облачной воды с целью ее последующего химического анализа (С.М. Шметер, В.С. Хахалин, 1949 г.). Большой цикл самолётных исследований мезоструктуры фронтальных (особенно - конвективных и перистых) облаков был выполнен в 1959-1965 г. на самолёте-метеолаборатории (СМЛ) ТУ-104Б, предоставленном ГосНИИГА. На этом самолёте впервые в СССР были установлены и использованы доплеровская система («Трасса») для измерения ветра, комплекс аналоговой пульсационной аппаратуры. Также впервые была использована магнитная регистрация результатов измерений (Г.Н. Шур), с помощью которой удалось осуществить спектральную обработку данных о пульсациях метеоэлементов в широком диапазоне масштабов. Кроме того, на СМЛ ТУ-104Б имелась усовершенствованная аппаратура для измерения основных термодинамических параметров атмосферы (Л.А. Пахомов, Г.Н. Шур) и ряд других приборов. В 1964 г. ЦАО создала многопрофильную летающую метеолабораторию на базе самолёта ИЛ-18. С ее помощью, в частности, были выполнены исследования в 1972 и в 1974 г.г. в Атлантике по Международным программам ТРОПЭКС-72 и ТРОПЭКС-74 (А.М. Боровиков, Ю.В. Мельничук, Г.Н. Шур, И.П. Мазин, А.Н. Невзоров и др.).

В 1974 г. в ЦАО было образовано новое подразделение - Летный научно- исследовательский центр (ЛНИЦ), состоявший из группы многоцелевых СМЛ ИЛ-18Д, АН-12 и ТУ-16, получивших обобщенное условное наименование «Циклон». Самолёты широко использовались для работ по физике облаков и для активных воздействий с целью модификации осадков. Высокая эффективность использования СМЛ «Циклон» стала следствием их оборудования уникальным набором измерительной аппаратуры, предназначенным для изучения мезоструктуры полей метеовеличин, а также разномасштабной структуры облаков и осадков. К наиболее ценной для изучения облаков аппаратуре, установленной на большинстве СМЛ «Циклон», следует отнести разработанные А.Н. Невзоровым в конце 60-х - начале 70-х г.г. приборы: самолётный измеритель сверхкрупных, с радиусом r > 80-100 мкм, частиц (ИРЧ), регистратор прозрачности облаков (РП), несколько модификаций измерителей полной и жидкокапельной водности (ИВО). Разработанный позднее А.Н. Невзоровым определитель фазового строения облаков (АФСО) использовался для исследований над территорией СССР и на о. Куба. Микрофизическая аппаратура, разработанная А.Н. Невзоровым в ЦАО, в дальнейшем использовалась в практике работы НИУ Гидрометслужбы (УкрНИИ, САНИИ и др.), а позднее и в исследованиях зарубежных стран (Канада, Сирия, Куба, Иран и др.). Приборы серии ИВО и РП конструкции А.Н. Невзорова признаны в настоящее время одними из наиболее совершенных.

Разработанные приборы для измерения крупных частиц (ИРЧ), прозрачности облаков (РП), фазовых компонент водности (ИВО) и анализатор фазового состава облачных частиц (АФСО), по крайней мере, на момент начала использования не имели мировых аналогов по функциональным возможностям и техническим характеристикам. В настоящее время разрабатываются модернизированные варианты приборов с улучшенными характеристиками.

Данные о крупных частицах в облаках положены в основу зарегистрированного научного открытия №175 с приоритетом от 1961 г. «Явление аномального рассеяния радиоволн атмосферными облаками» (авторы А.М. Боровиков, В.В. Костарев, И.П. Мазин, А.Н. Невзоров, А.А. Черников).

На СМЛ ИЛ-18 имелись также приборы для измерения параметров турбулентности (В.К. Дмитриев, М.А. Струнин).

С конца 70-х годов, в ЛНИЦ ЦАО, впервые в СССР, были разработаны (А.В. Литинецкий, Г.Я. Нечипоренко, В.В. Волков, Г.Н. Шур) и внедрены в практику самолётных исследований атмосферы на самолётах-метеолабораториях Ил-18, Ан-12, серии «Циклон» бортовые измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) «Барс-1», позволившие измерять с высокой точностью и представлять в реальном времени основные метеорологические параметры, а также пилотажно- навигационные характеристики полёта, необходимые как для исследований атмосферных процессов, так и для принятия оперативных решений в ходе выполнения летных экспериментов. Внедрение ИВК «Барс-1» в практику летных исследований существенно повысило их эффективность и широко использовалось с 1979 по 1994 г.г. в исследованиях динамики атмосферы и в прикладных задачах (Г.Н. Шур, А.В. Литинецкий).

Накопленные ЦАО результаты измерений впервые позволили получить уникальные широко используемые и у нас в стране, и за рубежом данные о микро- и мезоструктуре, а также фазовом строении облаков в различных регионах СССР в разные сезоны (Е.Г. Зак, А.М. Боровиков, И.П. Мазин, А.Н. Невзоров, В.Е. Минервин). Были получены уникальные по объему и надежности сведения о вертикальном распределении размеров и концентрации облачных элементов, их фазовом состоянии, водности, зависимости микрофизических параметров облаков различных типов от высоты, сезона, макросиноптических условий (А.Х. Хргиан, А.М. Боровиков, Е.Г. Зак, И.П. Мазин, В.Е. Минервин, А.Н. Невзоров, В.Ф. Шугаев и др.). Впервые в мире были статистически обобщены экспериментальные данные о характеристиках облаков: концентрации и спектре размеров крупных частиц (А.М. Боровиков, И.П. Мазин, А.Н. Невзоров), локальной прозрачности (И.П. Мазин, А.Н. Невзоров, В.Ф. Шугаев, А.Л. Косарев), двухфазной водности и фазовом составе облачных частиц при отрицательных температурах (А.Н. Невзоров, В.Ф. Шугаев).

В конце сороковых и в начале пятидесятых годов на основе анализа массового материала измерений А.М. Боровиковым была разработана первая детальная классификация типов облачных кристаллов, И.П. Мазиным и А.Х. Хргианом была предложена ныне общепринятая эмпирическая формула, описывающая форму большинства спектров распределения капель по размерам (закон Хргиана-Мазина, 1952 г.). Позднее было показано, что в 10-15% слоистообразных капельных облаков спектры размеров капель являются бимодальными (А.В. Королев, И.П. Мазин и др., 1986 г.) и были определены механизмы формирования таких спектров.

С конца 50-х годов В.Е. Минервиным, А.Н. Невзоровым, С.Н. Бурковской, В.Ф. Шугаевым и др. было начато изучение водности облаков и микрофизических особенностей смешанных (капли + кристаллы) облачных структур. Впервые были получены детальные сведения об особенностях микро-, мезо- и макрофизики перистых облаков (Е.Г. Зак, И.П. Мазин, А.Л. Косарев, А.Н. Невзоров, 1948-1987 г.г.).

Установлено, что в слоистообразных облаках обычно чередуются мезомасштабные участки, внутри которых концентрация капель и водность в 2 и более раз превышает ее средние значения в их облачном слое, как целом (А.В. Королев, И.П. Мазин, 1987 г.).

В результате исследований, выполненных С.М. Шметером (1949-1951 г.г.), был изучен химизм элементов облаков с помощью анализа проб, собранных непосредственно внутри слоистообразных полей облачности. Было определено содержание хлорида натрия (NaCl) в облачных каплях различных размеров и, что особенно важно, получено единственное в тот период экспериментальное доказательство того, что преимущественный вклад конденсационного роста капель сменяется на коагуляционный, начиная с радиуса капель r = 15-20 мкм.

На основании результатов массовых самолётных измерений в сочетании с материалами синоптического анализа в ЦАО были получены статистически надежные данные о термодинамических макромасштабных характеристиках и фазовой структуре основных типов внутримассовых и фронтальных слоистообразных облаков всех ярусов (Е.Г. Зак, 1950-1956 г.г.), структуре и пульсациях высоты их границ (Е.Г. Зак, О.В. Марфенко, В.Е. Минервин, 1952-1966 г.г.), а также физических факторов, от которых они зависят.

Уникальные данные о мезоструктуре поля влажности, как и о пульсациях последней в зонах различных типов фронтальных облаков были получены М.Ю. Мезриным и В.Е. Минервиным с помощью разработанных М.Ю. Мезриным самолётного УФ-гигрометра (1978-1980 г.г.), а позднее - конденсационного гигрометра оригинальной конструкции (1985-1986 г.г.), позволяющего проводить ранее недоступные высокоточные измерения влажности вплоть до температур -70 ÷ -80⁰С.

Наиболее полные в международной практике исследования условий образования, эволюции кучево-дождевых (в том числе грозо-градовых) облаков и их взаимодействия с окружающей атмосферой были в 1959-1966 г.г. выполнены С.М. Шметером с помощью специально оборудованного ЦАО совместно с ГГО и ГосНИИГА СМЛ ТУ-104Б. Ранее, чем за рубежом, было обнаружено явление обтекания вершины Cb внешним потоком, а также количественный вклад подобных облаков в обогащение водяным паром стратосферы умеренных широт. Позднее такие оценки были подтверждены рядом зарубежных, в основном американских, ученых.

Используя данные полётов СМЛ вблизи тропопаузы, был выполнен большой цикл исследований искусственных облачных следов, образующихся за самолётами преимущественно при полётах в верхней половине тропосферы (И.П. Мазин). Совершенно новые и во многом пионерские сведения о строении перистых облаков в верхней тропосфере и слое тропопаузы экваториально-тропической зоны были накоплены во время полётов на высотном СМЛ М-55 в районе Сейшельских островов (М.Ю. Мезрин, С.М. Шметер и др., 1999 г. ). В частности, были получены ранее отсутствовавшие данные о надтропосферных слоях перистой облачности и «сухих» аэрозольных скоплений.

Большой цикл исследований тропических конвективных облаков был выполнен на СМЛ ЦАО в Атлантике в ходе экспедиций по Программам ТРОПЭКС-72 и ТРОПЭКС-74 (А.М. Боровиков, И.П. Мазин, А.Н. Невзоров), а также, параллельно с работами по АВ, в 80-90-е годы над о. Куба (Г.П. Берюлев, В.В. Петров, В.П. Беляев, Ю.А. Серегин, Б.П. Колосков, Б.И. Зимин и др.). Наиболее ценные данные получены о групповой (кластерной) структуре полей Cu med- Cu cong в тропиках. Обширные сведения о мезоструктуре полей Cu (в том числе - кластеров) были ранее накоплены и над районами Украины (С.М. Шметер, И.П. Мазин, 1973-1977 г.г.).

С начала 80-х годов особое внимание было направлено на изучение мезоструктуры облачности и полей осадков из фронтальных облаков умеренных широт (А.А. Постнов, Н.А. Безрукова, Е.А. Стулов, С.М. Шметер). Для ее изучения использовались результаты измерений с помощью СМЛ, а также созданных в середине 80-х г.г. в ЦАО (В.В. Костарев, Ю.В. Мельничук, А.А. Черников) РЛС (АКСОПРИ), сетевых измерений осадков (Н.А. Безрукова, Е.А. Стулов и др.). Особое внимание было уделено связи полосовых и очаговых облачных образований с особенностями квазиупорядоченных (в том числе волновых) и турбулентных вертикальных движений. Учитывая важную роль турбулентности в формировании микро- и мезоструктуры облаков, был выполнен ряд экспериментальных работ по исследованию параметров турбулентной диффузии и факторов, ее определяющих, на разных высотах и в облаках различных типов (С.М. Шметер, В.И. Силаева, М.А. Струнин, Г.Н. Шур, И.П. Мазин и др., 1959-1984 г.г.). По полноте и детальности исследований, полученные ЦАО данные о турбулентности в облаках в мировой научной практике аналогов не имеют. Ряд работ был посвящен изучению фундаментального процесса вовлечения окружающего воздуха в конвективные облака (С.М. Шметер, 1977 г.).

Лабораторные исследования облачных процессов были начаты работами Е.Г. Зак и А.Д. Малкиной в 1952 г. по изучению зависимости форм кристалликов льда от температуры и влажности воздуха в камере туманов. В 70-х годах тонкие лабораторные опыты А.И. Неизвестного позволили уточнить ранее использовавшиеся значения коэффициента конденсации воды, что позволило объяснить некоторые особенности формирования спектров размеров облачных капель. Были также уточнены значения коэффициентов захвата капель в широком диапазоне чисел Рейнольдса, что позволило повысить надежность теоретических расчетов коагуляционного роста капель в облаках (А.И. Неизвестный, А.Г. Кобзуненко, 1989 г.).

Начиная с конца 50-х годов в ЦАО был выполнен обширный цикл теоретических исследований процессов формирования облачных частиц и спектров их размеров. Проведены исследования относительного вклада процессов конденсации и коагуляции в рост облачных капель, в том числе оценка эффективности различных механизмов коагуляции (И.П. Мазин, А.И. Ивановский, В.И. Смирнов, 1952-1969 г.г.). Показано, что существует характерное время фазовой релаксации, которое сильно сказывается на вкладе пульсационных процессов в рост облачных частиц (И.П. Мазин, 1964 г.). С помощью анализа кинетических уравнений В.И. Смирновым и Б.Н. Сергеевым (1969 г.) изучен ряд особенностей поведения коллектива капель и формирования спектра их размеров при наличии коагуляции, в частности - стационарной. Получены данные о распределении капель по возрастам в слоистообразных облаках (А.С. Кабанов, И.П. Мазин, В.И. Смирнов, 1969 г.). Проведены пионерские по своему характеру исследования влияния вертикальных мезомасштабных движений на фазовое строение конвективных облаков на различных высотах (И.П. Мазин, 1986 г.). Выполнены исследования вкладов различных механизмов перехода от ядер конденсации к облачным каплям (В.И. Смирнов, Б.Н. Сергеев).

Численное моделирование облаков началось в ЦАО в 1961 г., когда Р.С. Пастушковым была построена, ранее отсутствовавшая в мировой практике, двумерная численная модель конвективного облака в среде со сдвигом ветра (1972 г.). С ее помощью впервые удалось изучить практически важнейший вопрос об относительном вкладе градиентов температуры и ветра в развитие и параметры Cu-Cb. Позднее Р.С. Пастушковым было численно исследовано влияние температурных неоднородностей подстилающей поверхности на мезоструктуру полей Cu (1976 г.). Е.Л. Коган (1978- 1979 г.г.) разработал модель капельного Cu, в которой, впервые в отечественной практике, детально учитывалась микроструктура облака. Некоторые детали микрофизических особенностей облаков учитывались в более простых моделях Б.Н. Сергеева (1977-1980 г.г.). Работы И.П. Мазина, Б.Н. Сергеева, В.И. Смирнова и др. в период 1980-1987 г.г. позволили перейти к ранее недоступным способам оптимальной параметризации начальной стадии формирования микроструктуры облачности.

Был разработан большой цикл численных моделей полей конвективных (Р.С. Пастушков) и слоистообразных (в том числе - фронтальных) облаков (Б.Н. Сергеев, В.И. Хворостьянов, Б.Я. Куценко и их ученики, 1983-1990 г.г.). Важной особенностью большинства этих моделей был учет при их построении микрофизики, а также процессов осадкообразования (Б.Н. Сергеев, В.И. Хворостьянов и др.). Эти модели, в частности, позволили приближенно оценить возможную эффективность АВ на облака. Наряду с моделированием облачных систем, начиная с 1976 г., проводилось и моделирование процессов образования и эволюции туманов (В.И. Хворостьянов, Б.Н. Сергеев).

Следует подчеркнуть, что на исследования по физике облаков, ведущиеся в нашей стране и за рубежом, большое влияние оказал ряд монографий и справочных пособий, опубликованных в 1961-1991 г.г. сотрудниками ЦАО А.Х. Хргианом, И.П. Мазиным, С.М. Шметером и др.

Работы ЦАО в области динамики атмосферы в значительной мере были связаны с решением прикладных задач для нужд авиации. Под руководством проф. Н.З. Пинуса, С.М. Шметера и их учеников в 1945-2000 г.г. был выполнен большой цикл научно-прикладных исследований по авиационной метеорологии. Бóльшая их часть касалась изучения влияния на полёты неоднородностей в полях ветра (в облаках и в ясном небе), исследования таких явлений, как обледенение воздушных судов, факторов, определяющих видимость на различных высотах. Большое внимание уделялось также возмущениям, возникающим в атмосфере под влиянием орографических, термических и других неоднородностей подстилающей поверхности.

В кооперации с учеными ГМЦ, ГосНИИГА, ГГО и других НИИ в ЦАО удалось накопить уникальные по объему и качеству массивы экспериментальных данных, Наум Залманович Пинус. относящихся не только к тропосфере, но и к нижней стратосфере. В частности, были выполнены пионерские исследования структуры тропосферных струйных течений. Такие возможности появились благодаря созданию в ЦАО оригинальной самолётной и радиолокационной измерительной аппаратуры (Г.Н. Шур, В.С. Хахалин, Ю.В. Мельничук, М.А. Струнин, Н.К. Винниченко, М.Ю. Мезрин и др.).

Временная и, особенно, пространственная изменчивость ветра и пульсаций его скорости и направления, с одной стороны, изучались с помощью постановки в различных географических районах учащенных радиозондовых и радиолокационных наблюдений, а с другой- специально организуемыми летными исследованиями мезо- и микроструктуры поля ветра и вертикальных движений воздуха на специально оборудованных самолётах-метеолабораториях (СМЛ), а также полётов на аэростатах (Н.З. Пинус, Г.Н. Шур). Самолётные исследования позволили детально изучить особенности микро- и мезоструктуры ветра и, в первую очередь, пульсационных характеристик последнего в различных барических образованиях, в разных частях струйных течений, зонах дивергенции воздушных потоков, над районами со сложной орографией, над зонами городской застройки (Н.З. Пинус, Н.П. Шакина, Г.Н. Шур, С.М. Шметер, Т.П. Капитанова, З.Н. Коган)

Начиная с конца 50-х г.г. при статистической обработке результатов самолётных измерений скоростей пульсаций ветра в зонах болтанки впервые широко использовался спектральный подход (Г.Н. Шур). Это позволило получить ранее отсутствовавшие данные об энергетике турбулентных образований и, в частности, изучить ранее не исследованные когерентные пульсации ветра (Н.З. Пинус, Г.Н. Шур).

Благодаря результатам самолётных исследований структуры зон болтанки, выполненных в ЦАО, впоследствии стала возможной разработка основ гидродинамического метода диагноза и прогноза турбулентности ясного неба (ТЯН) (С.М. Шметер, Н.П. Шакина, Т.В. Лешкевич и др.), а также предложена оригинальная эмпирическая модель турбулентности ясного неба (Н.З. Пинус).

Пионерские исследования структуры поля ветра и турбулентных пульсаций потока в зоне мощной конвективной облачности были в 1959-1965 г.г. выполнены на СМЛ ТУ-104Б под руководством С.М. Шметера. Определены размеры и ориентация зон болтанки как вблизи Cb-Cu cong, так и внутри них, а также особенности энергетики пульсаций в различных секторах Cb и рядом с этими облаками. Эти материалы позволили серьезно уточнить данные о расположении опасных для полётов турбулентных зон около различных частей Cu cong-Cb и, тем самым, уточнить рекомендации к проведению полётов в околооблачном пространстве в условиях развития мощной атмосферной конвекции.

В последующие годы Н.З. Пинусом, С.М. Шметером и, особенно, Г.Н. Шуром выполнен большой цикл работ, посвященных относительно крупномасштабным квазиупорядоченным (т.н. когерентным) пульсациям ветра, попадание внутрь которых особо опасно для самолётов и дирижаблей.

В 1990 г. ЦАО с помощью высотного СМЛ М-55 были выполнены пионерские исследования условий полёта и, в частности, турбулентности в экваториальной зоне, а также в Арктике и Антарктике на высотах до 22-23 км (Г.Н. Шур, С.М. Шметер, Н.К. Винниченко и др.).

Применение, начиная с конца 50-х годов, средств радиолокации (В.В. Костарев, Ю.В. Мельничук, А.А. Черников и др.), в том числе допплеровской, существенно увеличило объем данных о пространственной структуре турбулентности в облаках и осадках и, в частности, позволило уточнить связь между пульсациями различных компонентов вектора ветра и ее зависимость от крупномасштабных сдвигов ветра.

Одним из традиционных направлений работ ЦАО по исследованию взаимодействия подстилающей поверхности со свободной атмосферой являлись работы по экспериментальному изучению различных аспектов горной метеорологии (А.Х. Хргиан, А.М. Боровиков, С.М. Шметер, Н.З. Пинус). Самолётные исследования, выполненные Н.З. Пинусом и С.М. Шметером над Кавказом (50-60 г.г.) впервые позволили оценить переход квазиупорядоченных структур типа горных волн и подветренных роторов на турбулентность в нижней тропосфере. Исследования В.А. Пацаевой, В.Д. Решетова и Н.З. Пинуса с использованием свободных уравновешенных шаров-зондов и автоматических аэростатов ЦАО позволили в конце 50-х и в 60-х годах получить ранее отсутствовавшие данные о параметрах горных волн в Средней Азии.

Большой вклад внесли ученые Обсерватории А.Х. Хргиан, И.П. Мазин, В.Е. Минервин (1957 г.) в разработку физико-метеорологических основ процесса обледенения самолётов, включающих как методы расчета интенсивности обледенения различных частей самолёта, а в 1997-1998 г.г. - дирижаблей, так и исследование условий, определяющих обледенение в облаках различных форм (А.М. Боровиков, И.П. Мазин, В.Е. Минервин, 1957 г.). Цикл экспериментальных и теоретических исследований конденсационных следов за самолётами (А.Х. Хргиан, И.П. Мазин) позволил не только уточнить физику процессов, приводящих к их образованию, но и дал надежный способ предсказания возможности их появления при различных метеоусловиях.

В ходе исследований метеорологических особенностей условий взлета и посадки самолётов потребовалось серьезное уточнение данных о высотах низких облаков и факторах, их определяющих, а также о видимости в облаках и осадках над ВПП (В.Е. Минервин 1958-1982 г.г.).

В связи с важностью оценки влияния мезохарактеристик подстилающей поверхности на полёты начиная с 80-х г.г. под руководством С.М. Шметера был выполнен ряд исследований изменений условий полётов в зонах городской застройки, у берегов водоемов, вблизи линий шквалов, в окрестностях областей развития мощной конвекции (в первую очередь - облачной). Предложены практические рекомендации, направленные на повышение безопасности полётов над участками с повышенной мезомасштабной неоднородностью подстилающей поверхности (С.М. Шметер, А.А. Постнов, Н.А. Безрукова).

В практику работ Гидрометслужбы и Гражданской авиации внедрено несколько наставлений и методических указаний по проведению самолётного метеорологического зондирования, прогнозу обледенения, методикам полётов внутри низких слоистообразных облаков, вблизи мощной конвективной облачности и т.д. (1958-1988 г.г.).