03第3章 航空气象基础
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航空气象基本理论大气成分==空气+水汽+大气气溶胶质粒1.2大气结构对流层:低纬度17-18KM;中纬度10-12KM;高纬度8-9KM对流层三特征:气温随高度升高而降低。
几乎所有天气现象都发生在这一层。
空气具有强烈的垂直混合,对流和乱流盛行。
另外,对流层和地表摩擦的关系,又可分为摩擦层(1500M下)和自由层(1500M上)。
1.3大气的三圈环流"三风四带"赤道低压带和热带辐合带、副热带高压带和信风带、副极地低压带和盛西风带、极地高压带和极地东风带。
2.2气压在标准大气条件下,气压每变化1hpa.高度变化8.25米。
修正海平面气压QNH场面气压QFE标准气压QNE2.3湿度1.相对湿度-空气中的实际水汽压和同温度条件下饱和水汽压的百分比。
饱和水汽压的大小仅和气温有关。
气温越高,饱和水汽压越大。
相对湿度的大小直接反应了空气距离饱和状态的程度。
(空气的潮湿程度)相对湿度大小取决于两个因素:一是空气中的水汽含量,水汽含量越高,水汽压越大,相相对湿度越大。
二是温度,温度升高,饱和水汽压增大,相对湿度减小。
相对湿度的大小直接反应了空气距离饱和状态的程度。
2.露点和温度露点差:露点:当空气中水汽含量不变且气压一定时,气温降低到使空气达到饱和时的温度。
露点温度的高低反应了空气中水汽含量的多少。
温度露点差:当空气处于未饱和状态时,其露点温度低于气温,两温度之差称"气温露点差"。
只有当空气达到饱和时,露点才和温度相等。
用温度露点差判断空气的饱和程度,露点差越小,空气越潮湿。
温度露点差减小速率0.8度/100米三大要素(气温、气压和空气湿度)变化对仪表的影响:对空速表的影响:实际大气密度>标准时,表速>真空速;气温偏低时,空速表示度容易偏高;对高度表的影响:实际气压<标准时,高度表示度>实际高度;实际温度<标准时,高度表示度>实际高度;2.5风水平风的形成:水平气压梯度力地球自转偏向力(科氏力)地表产生的摩擦力;自由大气中风的形成及风压定律:在北半球,低压区空气是沿逆时针方向旋转的,高压区空气是沿顺时针方向旋转的。
第1-4章 选择填空,名词解释;5、6章 简答选择 10个(20分);填空 10个(20分);名词解释 15分 ;电码翻译 30分 ;简答 10个(30分)第一章 大气的状态及运动1、本站气压:气象台气压表直接测得的气压。
由于各测站所处地理位置及海拔高度不同,本站气压常有较大差异。
2、场面气压:指航空器着陆区(跑道入口端)最高点的气压。
场面气压也是由本站气压推算出来的,为了准确计算飞机起降时相对于跑道的高度。
3、场面气压高度:指飞机相对于起飞或着陆机场跑道的高度。
在起飞和着陆阶段为了使气压高度表指示场面气压高度,需按场压来拔正气压式高度表,使得高度指针位于零值刻度。
4、测高仪表:无线电高度表、气压式高度表无线电高度表:测高原理:天线向地面发射无线电波,经地面反射后,再返回飞机。
测高是测量电波往返传播的时间Δt 。
特点:较精确地测得飞机距地表的距离,对地形变化敏感,既是优点也是缺点。
用途:①用于校正仪表②复杂气象条件下的飞机起飞和着陆气压式高度表:高灵敏度的空盒气压表注意:高度表刻度盘是在标准大气条件下按照气压随高度的变化规律而确定的。
含义:在标准海平面上(气压为1个标准大气压)高度值为零。
5、理想气体状态方程气温、气压和空气湿度的变化都会对飞机性能和仪表指示造成影响,这种影响主要是通过它们对空气密度的影响实现的:6、密度高度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。
密度高度表示了密度随高度变化的特征。
密度高度对飞行的影响:低密度高度能增加飞机操纵的效率;高密度高度则降低飞机操纵的效率。
飞机操纵的效率:指飞机的操作性能,这种操作性能受大气密度影响很大。
机翼的升力(或螺旋桨的推力)受其周边的空气速度和空气密度所影响,在高密度高度的地区,需要额外的动力来弥补薄空气的不足,升力下降,发动机功率下降,喷气发动机的推力下降,飞机性能变坏且起飞和降落的距离加长,上升率和升限也降低。
根据实测结果,当气压维持不变,气温每升高10℃,起飞所需跑道长度增加13%,落地增加5%;反之亦然。
一、前言公元1903年12月17日莱特兄弟完成人类史上第一次以机械动力飞行之壮举,随后由于飞机的问世,不但缩短了时间和空间的距离,而且也改变了地缘的关系。
从前,飞行被认为是年青人冒险的活动,如今却变成我们日常生活中最重要的交通工具之一,于是航空事业乃脱颖而出,成为二十世纪人类文明最重要成就之一。
综观航空事业开展的过程,我们体认到航空工程今日的成就,乃是集合了各有关科学的结晶。
譬如空气动力学之探讨和应用;高效率涡轮喷射引擎之开展;新合金航空材料之推出;航空电子工业之兴起;计算机化的设计以及生产和管理程序的广泛应用等等。
虽然现今出厂的飞机各方面都有革命性的改良,飞机本身平安性的提高,几乎到达完美无缺的境界,但是我们今日在天空里所遇到的大气状态,与航空初期所遭遇的情形类似,甚至有些特殊的危险天气现象,却更严重威胁今日高性能飞机的飞航平安,因此更突显航空气象对飞机操作和飞航平安的重要性。
为了解航空气象对飞机操作和飞航平安之重要性,首先要知道飞行之根本理论,飞机于空中飞行时,端赖四种飞行要素---飞机总重量(weight)、飞机透过机翼所产生之举升力(lift)、飞机向前飞行所产生之空气拖曳力(drag)和飞机引擎所产生之推进力(thrust)。
飞机之飞行可以分为三个阶段----起飞(take-off)、巡航(in-flight)和降落(landing),而航空气象单位所提供的观测和预报数据,就是要满足每个阶段之需求。
最直接影响飞机操作和飞航平安之航空气象因素,大致可归纳为风(wind)、云和能见度(clouds and visibility)、温度(temperature)、气压(atmospheric pressure)、密度(air density)、降水(precipitation)和其它显著危害天气如飞机结冰(aircraft icing)、乱流(turbulence)、雷暴雨(thunderstorm)引发下爆气流(downburst)和低空风切(low-level wind shear)、浓雾(heavy fog)所引起的低能见度(low visibility)等等。
航空气象知识介绍发展历程● 20世纪20年代为了满足飞行器设计的需要,美国首次编制了“标准大气”。
●30年代,同温层飞行成功,促进了航空气象的发展,许多气象探空站和探空火箭站建立起来。
高速飞机的出现和远程乃至全球飞行(经空中加油)的成功,对航空天气预报的时效要求更高,提出获取全球范围气象情报的要求。
航空气象开始采用先进技术,建立地面气象雷达站,并通过气象卫星开展全球数值天气预报业务。
●60年代以来,航空运输量急剧增加,航空气象保障又进一步向自动化和系统化方向发展。
有的机场已改用电视信道连续不断地提供气象情报。
但是,晴空湍流、低空风切变、中小尺度天气、恶劣能见度等仍还威胁着飞行的安全,成为现代航空气象亟待解决的课题。
服务机构,技术设备及情报●航空气象勤务通常由航空气象观测哨、机场气象台(站)、区域航空管制中心气象室和国家范围的航空气象中心等各级组成。
根据民用和军用的不同需要,各国一般都有民航和空军两套航空气象服务机构。
世界性的航空气象服务机构有国际民用航空组织的区域气象中心(如欧洲区、亚洲区等)。
●技术设备主要包括航空气象观(探)测设备、气象情报传递和终端设备、各类计算机以及一些特殊装备。
气象卫星和气象雷达是现代重要的航空气象设备。
气象卫星能提供可见光云图、红外云图、空中风场、高空急流位置和强度、气温和水汽的垂直分布等。
通过对卫星资料的分析,可获得准确的国际航线大气风的预报,从而使远程航行的意外事故大为减少。
气象雷达包括测风、测云、测雨等多种类型,其中测雨雷达是掌握对飞行安全威胁严重的强对流天气的有效工具。
●航空气象情报主要有各种观(探)测资料,包括空气温度、湿度、大气压力、风向、风速、云和能见度等的实测数据,以及气象卫星资料和气象雷达图片等。
此外还有各种天气报告和航空天气预报、各种航空危险天气警报和通报等。
这些情报是实施气象保障的基本依据,其中航空天气预报是直接提供给空勤人员和航空管制部门的重要气象情报。
第1-4章选择填空,名词解释;5、6章简答选择 10个(20分);填空 10个(20分);名词解释 15分;电码翻译 30分;简答 10个(30分)第一章大气的状态及运动1、本站气压:气象台气压表直接测得的气压。
由于各测站所处地理位置及海拔高度不同,本站气压常有较大差异。
2、场面气压:指航空器着陆区(跑道入口端)最高点的气压。
场面气压也是由本站气压推算出来的,为了准确计算飞机起降时相对于跑道的高度。
3、场面气压高度:指飞机相对于起飞或着陆机场跑道的高度。
在起飞和着陆阶段为了使气压高度表指示场面气压高度,需按场压来拔正气压式高度表,使得高度指针位于零值刻度。
4、测高仪表:无线电高度表、气压式高度表无线电高度表:测高原理:天线向地面发射无线电波,经地面反射后,再返回飞机。
测高是测量电波往返传播的时间Δt。
特点:较精确地测得飞机距地表的距离,对地形变化敏感,既是优点也是缺点。
用途:①用于校正仪表②复杂气象条件下的飞机起飞和着陆气压式高度表:高灵敏度的空盒气压表注意:高度表刻度盘是在标准大气条件下按照气压随高度的变化规律而确定的。
含义:在标准海平面上(气压为1个标准大气压)高度值为零。
5、理想气体状态方程气温、气压和空气湿度的变化都会对飞机性能和仪表指示造成影响,这种影响主要是通过它们对空气密度的影响实现的:6、密度高度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。
密度高度表示了密度随高度变化的特征。
密度高度对飞行的影响:低密度高度能增加飞机操纵的效率;高密度高度则降低飞机操纵的效率。
飞机操纵的效率:指飞机的操作性能,这种操作性能受大气密度影响很大。
机翼的升力(或螺旋桨的推力)受其周边的空气速度和空气密度所影响,在高密度高度的地区,需要额外的动力来弥补薄空气的不足,升力下降,发动机功率下降,喷气发动机的推力下降,飞机性能变坏且起飞和降落的距离加长,上升率和升限也降低。
根据实测结果,当气压维持不变,气温每升高10℃,起飞所需跑道长度增加13%,落地增加5%;反之亦然。