航空氣象復(fù)習(xí)整理

1、航空氣象航空氣象是干什么的？航空氣象學(xué)是氣象學(xué)科的分支，屬于應(yīng)用氣象學(xué)，主要研究氣象條件同飛行活動、氣象 條件同航空技術(shù)之間的關(guān)系及航空氣象服務(wù)的技術(shù)和方法的一門學(xué)科。民用航空氣象正是直接服務(wù)于航空公司、空中交通管理系統(tǒng)和機(jī)場，間接服務(wù)于旅客公 眾的航空氣象學(xué)的應(yīng)用業(yè)務(wù)。升力公式和阻力公式升力公式，其中P為空氣密度，V為飛機(jī)的空速，S為機(jī)翼面積，Cy 飛機(jī)的升力系數(shù)阻力公式xy%，其中ex飛機(jī)的阻力系數(shù)風(fēng)對起飛和著陸的影響飛機(jī)的起飛和著陸性能是指起飛(著陸)滑跑的時間和距離。這些性能決定了機(jī)場的需 用范圍和跑道長度假設(shè)逆風(fēng)時，u為風(fēng)速，V0為離地時刻飛機(jī)的空速，則離地時飛機(jī)相對于地面的速度為V

2、0-u。則滑跑時間為:t=(V0-u)/a滑跑距離為：L=(V0-u)A2/(2a),其中a為飛機(jī)滑跑時的平均加速度無風(fēng)：t0=V0/a，L0=V0A2/(2a)逆風(fēng)與無風(fēng)時相比：t/t0=1-u/V0, L/L0=(1-u/V0)A2取逆風(fēng)時 u=10m/s,V0=100m/s 則 t/t0=0.9, L/L0=0.81起飛滑跑時間和距離較無風(fēng)時分別縮短了 10%和19%。逆風(fēng)起飛對離地速度小的飛機(jī)幾 位有利。著陸也然。順風(fēng)條件下，則滑跑時間和距離都有所增加風(fēng)對航程的影響航程：飛機(jī)從起飛至著陸在空中飛行的水平距離假設(shè)飛機(jī)攜帶一定的油量，以一定飛行狀態(tài)飛行時，續(xù)航時間(t)，地速(W)與航程(

3、L)之間的關(guān)系為：L=Wt假設(shè)飛機(jī)的空速為V，則無風(fēng)時：L0=Vt順風(fēng)時，W=V+u，則 Lta=(V+u)t=L0(1+u/V)逆風(fēng)時：W=V-u,則 Lha=(V-u)t=L0(1-u/V)正側(cè)風(fēng)時：W=(V2-u2)0.5,則航程 Lp 為：Lp=(V2-u2)0.5t=L0 (1-u2/V2)0.5t=L0(1-0.5*u2/V2)所以：LtaL0 Lp Lha高空風(fēng)對飛行的影響高空順風(fēng)：會增大地速、縮短飛行時間、減少燃油消耗、增加航程。高空逆風(fēng)：會減小地速、增加飛行時間、縮短航程。高空側(cè)風(fēng)：會產(chǎn)生偏流，需進(jìn)行適當(dāng)修正以保持正確航向。允許飛行的最低氣象條件云、能見度和風(fēng)，是影響飛行活動

4、最經(jīng)常的三個氣象要素在日常的飛行活動中，所謂的“機(jī)場關(guān)閉”、機(jī)場開放，就氣象條件而言，一般是以云高和能見度為標(biāo)準(zhǔn)飛機(jī)能否安全地起飛著陸和飛行，決定于多種因素，就氣象條件來說，主要取決于云的高低、能見度和風(fēng)的大小各國規(guī)定的最低氣象條件有所不同云對飛行的影響與云的種類、高度、厚度、結(jié)構(gòu)特點等有密切關(guān)系在有些云中飛行時，若氣象條件惡化、可產(chǎn)生顛簸、積冰等現(xiàn)象而飛越鋒面云系或遭遇雷暴、誤入積雨云等，對飛機(jī)飛行影響更加嚴(yán)重淡積云對飛行的影響（1）云上飛行比較平穩(wěn)；（2）若云量較多時，在云下或云中飛行有輕微顛簸；（3）云中飛行時，由于光線忽明忽暗，還容易引起疲勞。濃積云對飛行的影響（1）在云下、云中和云體

5、附近飛行常有中度到強(qiáng)烈顛簸；（2）云中飛行有強(qiáng)積冰；（3）由于云內(nèi)水滴濃密，能見度十分惡劣，通常不超過20米。積雨云的主要特征（1）云體十分高大，象大山或高峰；（2）云頂有白色的纖維結(jié)構(gòu)，有時擴(kuò)展成馬鬃狀或鐵砧狀；（3）云底陰暗混亂，有時呈懸球狀、滾軸狀或弧狀；（4）常伴有雷電、狂風(fēng)、暴雨等惡劣天氣。積雨云對飛行的影響（1）云中能見度極為惡劣（2）飛機(jī)積冰強(qiáng)烈（3）在云中或云外都會遇到強(qiáng)烈的顛簸（4）在云中或云外會有雷電襲擊和干擾（5）暴雨、冰雹、狂風(fēng)和強(qiáng)烈的下沖氣流都可能危及飛行安全。雨層云對飛行的影響（1）云中飛行平穩(wěn)，但能見度惡劣；（2）長時間云中飛行可產(chǎn)生中度到強(qiáng)度的積冰；（3）暖季云

6、中可能隱藏著積雨云，會給飛行安全帶來嚴(yán)重危險。降水對飛行的影響（1）降水使能見度減?。?）大雨和暴雨使發(fā)動機(jī)熄火（3）大雨惡化飛機(jī)氣動性能（4）降水會造成飛機(jī)積冰（5）在積雨云區(qū)及附近飛行可能遭雹擊（6）降水影響跑道的使用影響能見度的因素影響能見度的因素有多種?？偟膩碚f可分為利好因素和利壞因素兩大類。利壞因素有： 霧、煙、浮塵、小雨、低云、弱冷空氣、日變化中的降溫作用等；利好因素則是削弱和消除 這些利壞因素，如大風(fēng)、較大降水、強(qiáng)冷空氣、較強(qiáng)的高溫低濕天氣、日變化中的升溫作用 等。當(dāng)利好因素處于主導(dǎo)地位時，則能見度趨好；當(dāng)利壞因素占主導(dǎo)地位，則能見度趨壞。跑道能見度在飛機(jī)接地點，從飛行員（位于跑

7、道中線的飛機(jī)里）眼睛的平均高度（規(guī)定為5 m）上，觀察起飛或著陸方向，能看清跑道或表示跑道的專用燈光或標(biāo)志物的最遠(yuǎn)距離。15.跑道視程跑道視程是指飛行員在位于跑道中線的飛機(jī)上觀測起飛方向或著陸方向上能看到跑道 面上的標(biāo)志或能看到跑道邊燈或中線燈的最大距離。跑道視程與地面能見度的區(qū)別跑道視程是在飛機(jī)著陸端用儀器自動測定的；跑道視程一般只測1500米以內(nèi)的視程；跑道視程的目標(biāo)物是跑道及道面上的標(biāo)志；跑道視程的探測高度在210米間?？罩心芤姸瓤罩心芤姸龋猴w行中從飛機(jī)上看到的周圍背景上實際目標(biāo)物的最大距離稱為空中能見 度，又稱飛行能見度空中能見度通常分為水平、垂直及傾斜能見度三種空中能見度取決于大氣狀

8、態(tài)、機(jī)上視野和觀測條件、觀測者的視力狀況三個因素。如果 駕駛艙的視野和觀測條件能客觀全面地判斷大氣狀態(tài)，并且視力狀況正常，那么空中能見度 只取決于大氣狀態(tài)。決定空中能見度的主要因子是大氣狀態(tài)，但飛行速度等對空中能見度也有影響。因此空 中能見度與地面能見度在很多情況下不一致，這是因為：空中觀測是飛行人員在運動著的飛機(jī)上隔著座艙玻璃進(jìn)行的。由于飛機(jī)的運動，觀測 者所觀測到的目標(biāo)的輪廓時刻都在變化，而座艙玻璃又對光線有影響，這些都可能增加觀測 目標(biāo)的困難，目標(biāo)的能見距離也將因此而減小一些?？罩杏^測目標(biāo)是，背景情況比較復(fù)雜。例如，觀測地面目標(biāo)時，背景可以是各種顏色、 不同亮度的地標(biāo)，因而，目標(biāo)能見距離

9、會因為背景的不同而有很大的差異。由于飛機(jī)不斷運動，觀測者相對于云、霧、霾層等的位置是多變的，因此，實現(xiàn)所穿 過的氣層的透明度也在不斷地變化，如下圖所示雷暴的形成條件大氣層結(jié)為條件性不穩(wěn)定和對流性不穩(wěn)定低層為潮濕空氣層存在一些動力的或熱力的觸發(fā)機(jī)制雷暴的種類和特征(見PPT.CH2.2.1.2)根據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為：一般雷暴，強(qiáng)烈雷暴根據(jù)形成雷暴的沖擊力可以分為：熱雷暴，地形雷暴，天氣系統(tǒng)雷暴雷暴對飛行的影響顛簸積冰(3)雹擊(4)雷電的危害下?lián)舯┝?downburst)安全飛過雷暴區(qū)的一般方法繞過或從云隙穿過從云上飛過(3)從云下通過高空急流的定義急流是位于對流層上層或平流層中的強(qiáng)而窄的氣流，其中

10、心軸的方向是準(zhǔn)水平的，它以 很大的風(fēng)速水平切變和垂直切變?yōu)樘卣鳎伙L(fēng)的水平切變量級為每100千米5米/秒，垂直切 變量級為每千米510米/秒；急流區(qū)的風(fēng)速下限為30米/秒；沿急流軸有一個或多個風(fēng)速 最大區(qū)。急流的種類溫帶急流(北支西風(fēng))(2).副熱帶急流(南支西風(fēng))(3)熱帶東風(fēng)急流(4)極 地平流層急流高空急流對飛行的影響順急流飛行時增大地速，節(jié)省燃料；縮短航行時間，逆急流飛行時則相反。橫穿急流飛行會產(chǎn)生很大的偏流，對領(lǐng)航計算和保持航向都有影響。容易產(chǎn)生飛機(jī)顛簸。大氣湍流的種類根據(jù)湍流的成因，并考慮航空上判斷的需要，把大氣湍流分為：熱力湍流；動力湍流；晴空湍流；航跡湍流。晴空湍流的定義晴空湍流

11、是指出現(xiàn)在6000米以上高空，與對流云無關(guān)的湍流不伴有可見的天氣現(xiàn)象，飛行員難于事先發(fā)現(xiàn)，對飛行威脅很大晴空湍流的成因與強(qiáng)風(fēng)切變有密切關(guān)系影響顛簸強(qiáng)度的因子湍流強(qiáng)度(2)飛行速度(3)飛機(jī)的翼載荷飛機(jī)積冰的基本條件氣溫低于0C(2)飛機(jī)表面的溫度低于0C(3)有溫度低于0C的水滴(過冷水滴)存 在。飛機(jī)積冰的種類明冰 光滑透明、結(jié)構(gòu)堅實。在0-10C的過冷雨中或大水滴組成的云中形成；霧淞不透明，表面粗糙。多形成在溫度為-20C左右的云中；毛冰表面粗糙不平，凍結(jié)得比較堅固，像白瓷，形成在溫度為-5-15C的云中；霜飛機(jī)由低于0 C的區(qū)域進(jìn)入較暖的區(qū)域時，水汽在飛機(jī)表面上凝華而成。影響飛機(jī)積冰強(qiáng)度

12、的因子云中過冷水含量和水滴的大小飛行速度機(jī)體積冰部位的曲率半徑積冰對飛行的影響在空氣中濕度較大的區(qū)域如霧、云或降水中，如果外部溫度低于+15 C，則會在發(fā)動機(jī) 進(jìn)氣口或汽化器上出現(xiàn)積冰。這樣就會使進(jìn)氣量減少，進(jìn)氣氣流畸變，造成動力損失，甚至 使發(fā)動機(jī)停車。對長途飛行的噴氣式飛機(jī)來說，燃油積冰是一個重要問題。長途高空飛行，機(jī)翼油箱里 燃油的溫度可能降至與外界大氣溫度一致一一約為-30 C。油箱里的水在燃油系統(tǒng)里傳輸?shù)?過程中很可能變成冰粒，這樣就會阻塞濾油器、油泵和油路控制部件，引起發(fā)動機(jī)內(nèi)燃油系 統(tǒng)的故障。32,飛機(jī)積冰的氣候區(qū)劃33.順風(fēng)切變沿航跡方向，風(fēng)切變大于0（1）順風(fēng)增大（2）逆風(fēng)減

13、?。?）從逆風(fēng)進(jìn)入無風(fēng)或順風(fēng)區(qū)順風(fēng)切變示意圖逆風(fēng)減小飛機(jī)從逆風(fēng)進(jìn)入順風(fēng)順風(fēng)切變使得飛機(jī)空速減小，升力下降，飛機(jī)下沉低空風(fēng)切變對起飛著陸的影響順風(fēng)切變順風(fēng)切變使飛機(jī)空速減小，升力下降，飛機(jī)下沉。逆風(fēng)切變飛機(jī)的空速突然增大，升力也增大，飛機(jī)抬升。側(cè)風(fēng)切變飛機(jī)發(fā)生側(cè)滑、滾轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)而對不準(zhǔn)跑道垂直風(fēng)切變飛機(jī)偏離預(yù)定的航道下?lián)舯┝鲗︼w行的影響下?lián)舯┝骱臀⑾聯(lián)舯┝髦袕?qiáng)烈的下降氣流和雷暴大風(fēng)，及極強(qiáng)的垂直風(fēng)切變和水平風(fēng)切變對 飛機(jī)的起飛著陸有極大危害（1）首先遇到了強(qiáng)的逆風(fēng)，這時飛機(jī)的空速增加，使升力增加，飛機(jī)在過大的升力作用下 開始偏離預(yù)定的下滑航跡上升（2）當(dāng)飛機(jī)飛近下?lián)舯┝髦行臅r，逆風(fēng)逐漸減小到0，且

14、突然遇到了強(qiáng)的下沖氣流，使飛機(jī)的迎角減小，升力突然減小，飛機(jī)迅速掉高度（3）當(dāng)飛機(jī)飛越下?lián)舯┝髦行暮?，下沖氣流逐漸轉(zhuǎn)至強(qiáng)的順風(fēng)，使飛機(jī)的空速較小，升力也隨之減小，飛機(jī)繼續(xù)掉高度，偏離預(yù)定航線俯沖如果飛機(jī)不是正好飛經(jīng)下?lián)舯┝髦行模沁€要遇到強(qiáng)烈側(cè)風(fēng)的影響，操縱飛機(jī)就更加困難。對流性天氣出現(xiàn)的三個基本條件（1）豐富的水汽含量和水汽供應(yīng)來源（2）不穩(wěn)定層結(jié)（3）足夠的抬升機(jī)制形成云的基本條件（1）空氣中要有足夠的水汽（2）要有使空氣中水汽凝結(jié)的冷卻過程（主要是上升運動引起的絕熱冷卻）影響能見度的因子影響能見度的因素有多種。總的來說可分為利好因素和利壞因素兩大類。利壞因素有：霧、 煙、浮塵、小雨、低云

15、、弱冷空氣、日變化中的降溫作用等；利好因素則是削弱和消除這些 利壞因素，如大風(fēng)、較大降水、強(qiáng)冷空氣、較強(qiáng)的高溫低濕天氣、日變化中的升溫作用等。 當(dāng)利好因素處于主導(dǎo)地位時，則能見度趨好；當(dāng)利壞因素占主導(dǎo)地位，則能見度趨壞。水汽是影響能見度的重要因素之一，溫度的高低直接影響空氣達(dá)到飽和時水汽量的大 小，因此能見度的預(yù)報主要參考數(shù)值預(yù)報中相對濕度的預(yù)報結(jié)果輻射霧的特征（1）日變化明顯（2）季節(jié)變化明顯（3）局地性強(qiáng)有利于輻射霧形成的條件（1）冷卻條件（晴夜）（2）濕度條件（濕度大）（3）風(fēng)力條件（微風(fēng)13m/s）（4）層結(jié)條件（氣層穩(wěn)定）飛機(jī)積冰的預(yù)報（一）統(tǒng)計預(yù)報法1美國航空氣象部門的統(tǒng)計模型2以

16、推斷云中含水量為基礎(chǔ)的積冰預(yù)報圖3根據(jù)高空資料確定飛機(jī)的積冰區(qū)4根據(jù)我國的統(tǒng)計資料給出的預(yù)報方程（其中有無積冰預(yù)報的準(zhǔn)確率達(dá)到80%，積冰強(qiáng)度預(yù) 報達(dá)到70%以上）（二）霜點法（亦稱-8D法，修正公式準(zhǔn)確率達(dá)到80%以上）（三）數(shù)值預(yù)報模式輸出法定性預(yù)報雷暴過境時可根據(jù)氣壓突變和涌升來預(yù)報強(qiáng)風(fēng)切變的出現(xiàn)。氣壓突變（涌升）10min后 風(fēng)切變增強(qiáng)，強(qiáng)風(fēng)切變持續(xù)時間不會超過23h冷鋒過境至過境以后的5h內(nèi)風(fēng)切變最強(qiáng)，因此，飛行中應(yīng)盡量避開冷鋒影響本場的最初3h 逆溫條件下風(fēng)切變夜間大于白天，因而夜航特別是后半夜要特別注意安全我國航空氣候要素分布一、云的分布（一）云量的分布：總云量：南方多于北方，最

17、多在四川、貴州一帶，最少在內(nèi)蒙古北部。低云量：南多北少，最多地區(qū)在貴州，最少在南疆。（二）云狀的分布我國出現(xiàn)最多的云：卷云，高積云，層積云出現(xiàn)最多的低云（1）層積云：川黔地區(qū)最多，內(nèi)蒙、南疆最少（2）積雨云：長江以南、青藏高原頻率最大（3）碎雨云：川黔、南嶺以北、湖南最多二、風(fēng)1、風(fēng)向：冬季，各地盛行偏北風(fēng) 夏季，以偏南風(fēng)為主2、風(fēng)速：（1）年平均風(fēng)速在14米/秒之間（2）我國三個風(fēng)速最大的地區(qū)地形平坦的中蒙邊境，45米/秒；地勢最高的青藏高原4米/秒左右；臺灣海峽附近 的東南沿海，56米/秒3、大風(fēng)：風(fēng)速317米/秒大風(fēng)日數(shù)：北方多于南方，沿海多于內(nèi)陸，高山、隘口多于河谷和盆地三、能見度（一）能見度的分布：北方好南方差，內(nèi)陸好沿海差青藏高原最好，四川盆地最差（二）能見度的季節(jié)變化一般來說冬季壞而夏季好，西北地區(qū)春季最差