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03第3章 航空气象基础


2013-7-12
3.2.2 平流层
对流层之上,从对流层顶到约50km的大气层为平流层。在平流 层下层,即30—35knl以下,温度随高度降低变化较小,气温趋 于稳定,所以又称同温层。在30—35km以上,温度随高度升高 而升高。 平流层的特点:一是空气没有对流运动,平流运动占显著优势; 二是空气比下层稀薄得多,水汽、尘埃的含量甚微,很少出现天 气现象;三是在高约15—35km范围内,有厚约20km的—层臭 氧层,因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力,故使平流层的 温度升高。 特征: 气温随高度的增加而增加 大气运动以平流为主 含水汽和杂质极少,云雨现象几乎绝迹
2.气温变化的基本方式
(1)气温的非绝热变化:指空气块通过与外界的热量 交换而产生的温度变化。 ①辐射 ②乱流 ③水相变化 (2)气温的绝热变化:指空气气块与外界没有热量交 换,仅由于其自身内能增减而引起的温度变化。
3.1.2 气压
1.航空上常用的几种气压 2.气压与高度
1.航空上常用的几种气压
⑧雨层云(Ns):云中飞行平稳,但能见度恶劣,长 时间云中飞行可产生中度到强度的积冰。暖季云中可 能隐藏着积雨云,会给飞行安全带来严重危险。
⑨碎雨云(Fn):主要影响起飞着陆,特别是有时碎 雨云迅速掩盖机场,对安全威胁很大。
2.中云的外貌特征及对飞行的影响
中云的云底高度在2000-6000之间,中云根据其外貌特征可分 为高层云(As)和高积云(Ac)。 高层云是浅灰色的云幕,水平范围很广,常布满全天。在高层云
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气温初稳后升热,只 因层中臭氧多,水平 流动天气好,高空飞 行很适合 平流层
对流层
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对流旺盛近地 面, 纬度不同厚度 变; 高度增来温度 减, 只因热源是地 面; 天气复杂且多 变, 风云雨雪较常
3.2.3 航行层
理想层次:对流层上部和平流层内 实际飞行层: 短程航线上,由于受距离、机型、空中管制等因素 的制约,飞机仍需在这个层次内飞行。 绝大多数中、远程航线上,航行层次在对流层上层 和平流层下部之间。 高空飞行层:6000~12000米 中低空飞行层:6000米以下 飞行高度层:
④碎积云(Fc):碎积云对飞行的影响不大,但云量 多时,妨碍观测地标和影响着陆。
⑤层积云(Sc):云中飞行一般平稳,有时有轻颠, 可产生轻度到中度积冰。
⑥层云(St):云中飞行平稳,冬季可有积冰;由于 云底高度低,云下能见度也很恶劣,严重影响起飞着 陆。
⑦碎层云(Fs):出现时多预示晴天。对飞行的影响 与层云相同。
类别
云名 卷云
云高(米) 云厚(米) 云的组成 700010000 6000-9000 500-2500 冰晶
云的主要特征 白色,可看出纤维状结构,呈丝状片 状或钩状 乳白色的云幕,透过它看日月,轮廓 分明,并经常有晕 由白色鳞片状的小云块组成,象微风 吹过水面所引起的小波纹 浅灰色的云幕,透过它看日月,轮廓 模糊,厚的则完全遮蔽日月,并可降 连续性雨雪 由白色或灰白色的云块组成,象波浪 或瓦房顶;厚的可降间断小雨 由灰色或灰白色的云块或云条组成, 象波浪,云块比高积云厚大;能下雨 雪 低而阴暗的云幕,云底模糊不清;能 下连续性雨雪 云块支离破碎,高度很低,云量变化 大,生成在降水性的云层 低而较均匀的灰色云幕,云底模糊; 有时可下毛毛雨 和碎雨云相似,常由层云分裂或雾抬 升或海上平移而来
(1)场面气压高度(QFE):飞机相对于起飞或着陆 机场跑道的高度。 (2)修正海平面气压高度(QNH):指以海平面气压 调整高度表数值为零,上升至某一点的垂直距离。换 句话说,高度表气压基准拨正在修正海平面气压值时, 高度指针所指示的数值就是修正海平面气压高度。 (3)标准大气压高度(QNE):指在标准大气条件下 海平面的气压,其值为1013.2hpa(或 760mmhg)。标准气压高度是指以标准大气压掉正 高度表数值为零,上升至某一点的垂直距离。换句话 说,高度表气压基准拨正在标准大气压值时,高度指 针所指示的数值就是标准气压高度。
一组数字
据国际民航组织统计,1970—1985年所发生 的飞行事故中,有30%与天气因素有关。起飞、 着陆阶段又占因天气因素发生的飞行事故的 65%以上。
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第三章 航空气象基础
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 基本气象要素 大气结构 云与能见度 风与风切变 降水与积冰 飞机颠簸 高空急流和晴空乱流
3.1.4 基本气象要素与飞行
1.密度高度 2.基本气象要素变化对飞行的影响
1.密度高度
气压、气温和空气湿度的变化都会对飞机性能和仪表 指示造成一定的影响,这种影响主要是通过它们对空 气密度的影响而实现的。 P——气压;T——绝对温度; ——气体常数。

P R比T
密度高度是指飞行高度上的实际空气密度在标准大气 中所对应的高度。
2.基本气象要素变化对飞行的影响
(1)对高度表指示的影响 (2)对空速指示的影响 (3)对飞机飞行性能的影响
3.2 大气结构
3.2.1 对流层 3.2.2 平流层 3.2.3 航行层
3.2.1 对流层
离地面最近的一层,从海平面算起平均高度11公里,在赤道上空 高约17公里而在极地上空为8公里左右,对流层的高度由地区不 同、季节不同而不同,这一层大气密度最大,压力也最高,其中 包含了大量水蒸气。由于地面吸收的热量加热了空气,热气流要 上升,在这一层中空气不仅水平流动而且垂直流动,所以称为对 流层。 地球上的各种天气变化如云、雾、雨、风、雪等都出现在这一层 内,给航空器的飞行带来了困难,这一层是航空器活动的主要区 域。 特征: (1)气温随高度升高而降低 (2)气温、湿度的水平分布很不均匀 (3)空气具有强烈的垂直混合(有强烈的对流运动)
3.1 基本气象要素
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 气温 气压 空气湿度 基本气象要素与飞行
3.1.1 气温
1.气温的概念 2.气温变化的基本方式
1.气温的概念
气温是表示空气冷热程度的物理量,它实质上是空气 分子平均动能大小的宏观表现。 气温通常用三种温标来量度,即摄氏温标(℃)、华 氏温标(°F)和绝对温标(K)。 摄氏温标将标准状况下纯水的冰点定为0℃,沸点 定为100℃,其间分为100等分,每一等分为1℃。 华氏温标是将纯水的冰点定为32°F,沸点定为 212°F,其间分为180等分,每一等分为1°F, 可见1℃与1°F是不想等的。将摄氏度换算为华氏 度的关系式为:
50-500
几十-300
水滴
影响着陆
500-1200
几百-2000
水滴
个体不大,底部平坦,顶部呈圆弧形, 有轻微颠簸 样子像馒头,孤立分散 个体不大,底部平坦,顶部呈圆弧形 有强烈的颠簸和积冰,能见度恶劣, 重叠,边缘明亮,轮廓清晰,象华彩; 不能飞入其中 向阳面呈白色,背阳面和底部阴暗呈 黑色;有时可下阵雨
云对飞行的影响 冰晶耀眼,有时有轻微颠簸,个别情 况有强烈颠簸 冰晶耀眼,气流较平稳
卷层云 高云 卷积云
1000-2000
冰晶
6000-8000
几百
冰晶
冰晶耀眼,偶有轻微颠簸
高层云 中云
2000-5000
1000-3500
水滴冰晶共同组成
有轻微或中度积冰,能见度较坏
高积云
3000-5000
200-1000
水滴冬季可由冰晶组成
有积冰和轻微颠簸,能见度较坏
层积云
500-2000
几百-2000
水滴
有积冰和轻微颠簸,能见度较坏恶劣
雨层云
500-1200
200010000 几十-300
水滴冰晶共同组成
有中度到严重积冰,能见度恶劣
碎雨云
50-500
水滴
影响着陆
层云
50-500
几百
水滴
影响着陆
碎层云 低云 淡积云
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3.3 云与能见度
3.3.1.云 3.3.2 能见度
3.3.1.云
1.低云的外貌特征及对飞行的影响 2.中云的外貌特征及对飞行的影响 3.高云的外貌特征及对飞行的影响
云(Cloud)是悬浮在空气中的量小水滴和(或)冰晶共同组成 的可见聚合体,其底不接触地面。 不同的云对飞行的影响是不同的,对目前性能较好的大型喷气式 运输机来说,一般层状云除了低云对胁。但是由于云还伴随出现其他一 些天气现象,仍会对飞行的安定性产生影响,尤其是积状云,常 造成飞机积冰、飞机颠簸、强烈风切变、雷击和冰雹,成为飞行 障碍甚至危及飞行安全。 云有各种各样的外貌,它们千姿百态,变幻无穷,各自既有不同 的成因,又有不同的特征,对飞行的影响也不尽相同。(见表 4.2) 根据云底高度分类,云被分成三族:低云族;中云族;高云族。
②浓积云(TCu):淡积云和浓积云都属于积云,但 浓积云对飞行的影响比淡积云大得多,在云下或云中 飞行常有中度到强烈的颠簸,云中飞行还常有积冰。 此外,由于云内水滴浓密,能见度十分恶劣,通常不 超过20m。因此,禁止在浓积云中飞行。
③积雨云(Cb):积雨云对飞行的影响最为严重。云 中能见度极为恶劣,飞机积冰强烈;在云中或云区都 会遇到强烈的颠簸、雷电的袭击和干扰;暴雨、冰雹、 狂风都可能危及飞行安全。因此,禁止在积雨云中或 积雨云区飞行。
中飞行平稳,有可能产生轻度到中度的积冰。
高积云是由白色或灰白色的薄云片或扁平的云块组成,这些云块 或云片有时是孤立分散的,有时又聚合成层。成层的高积云中, 云块常沿一个或两个方向有秩序的排列。在高积云中飞行通常天
气较好,冬季可有轻度积冰,夏季有轻度到中度颠簸。
3.高云的外貌特征及对飞行的影响
高云有卷云(Ci)、卷层云(Cs)和卷积云(Cc)三 种。 卷云具有纤维状结构的云,常呈丝状或片状,分散的 漂浮在空中。 卷层云是乳白色的云幕,常布满全天。卷积云是由白 色鳞片状的小云块组成的,这些云块常成群的出现在 天空,看起来很像微风拂过水面所引起的小波纹。 卷积云常由卷云和卷层云蜕变而成,所以出现卷积云 时,常伴有卷云或卷层云。
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