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(dòng)、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(mén)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(chǎng)，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(duì)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(shí)間和距離。這些性能決定了機(jī)場(chǎng)的需 用范圍和跑道長(zhǎng)度假設(shè)逆風(fēng)時(shí)，u為風(fēng)速，V0為離地時(shí)刻飛機(jī)的空速，則離地時(shí)飛機(jī)相對(duì)于地面的速度為V

2、0-u。則滑跑時(shí)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(shí)的平均加速度無(wú)風(fēng)：t0=V0/a，L0=V0A2/(2a)逆風(fēng)與無(wú)風(fēng)時(shí)相比：t/t0=1-u/V0, L/L0=(1-u/V0)A2取逆風(fēng)時(shí) u=10m/s,V0=100m/s 則 t/t0=0.9, L/L0=0.81起飛滑跑時(shí)間和距離較無(wú)風(fēng)時(shí)分別縮短了 10%和19%。逆風(fēng)起飛對(duì)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(shí)間和距離都有所增加風(fēng)對(duì)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(shí)，續(xù)航時(shí)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(wú)風(fēng)時(shí)：L0=Vt順風(fēng)時(shí)，W=V+u，則 Lta=(V+u)t=L0(1+u/V)逆風(fēng)時(shí)：W=V-u,則 Lha=(V-u)t=L0(1-u/V)正側(cè)風(fēng)時(shí)：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(duì)飛行的影響高空順風(fēng)：會(huì)增大地速、縮短飛行時(shí)間、減少燃油消耗、增加航程。高空逆風(fēng)：會(huì)減小地速、增加飛行時(shí)間、縮短航程。高空側(cè)風(fēng)：會(huì)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(jiàn)度和風(fēng)，是影響飛行活動(dòng)

4、最經(jīng)常的三個(gè)氣象要素在日常的飛行活動(dòng)中，所謂的“機(jī)場(chǎng)關(guān)閉”、機(jī)場(chǎng)開(kāi)放，就氣象條件而言，一般是以云高和能見(jiàn)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(lái)說(shuō)，主要取決于云的高低、能見(jiàn)度和風(fēng)的大小各國(guó)規(guī)定的最低氣象條件有所不同云對(duì)飛行的影響與云的種類(lèi)、高度、厚度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等有密切關(guān)系在有些云中飛行時(shí)，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(duì)飛機(jī)飛行影響更加嚴(yán)重淡積云對(duì)飛行的影響（1）云上飛行比較平穩(wěn)；（2）若云量較多時(shí)，在云下或云中飛行有輕微顛簸；（3）云中飛行時(shí)，由于光線(xiàn)忽明忽暗，還容易引起疲勞。濃積云對(duì)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(jiàn)度十分惡劣，通常不超過(guò)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(shí)擴(kuò)展成馬鬃狀或鐵砧狀；（3）云底陰暗混亂，有時(shí)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(duì)飛行的影響（1）云中能見(jiàn)度極為惡劣（2）飛機(jī)積冰強(qiáng)烈（3）在云中或云外都會(huì)遇到強(qiáng)烈的顛簸（4）在云中或云外會(huì)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(duì)飛行的影響（1）云中飛行平穩(wěn)，但能見(jiàn)度惡劣；（2）長(zhǎng)時(shí)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(huì)給飛行安全帶來(lái)嚴(yán)重危險(xiǎn)。降水對(duì)飛行的影響（1）降水使能見(jiàn)度減小（2）大雨和暴雨使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火（3）大雨惡化飛機(jī)氣動(dòng)性能（4）降水會(huì)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(jiàn)度的因素影響能見(jiàn)度的因素有多種。總的來(lái)說(shuō)可分為利好因素和利壞因素兩大類(lèi)。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(shí)，則能見(jiàn)度趨好；當(dāng)利壞因素占主導(dǎo)地位，則能見(jiàn)度趨壞。跑道能見(jiàn)度在飛機(jī)接地點(diǎn)，從飛行員（位于跑

7、道中線(xiàn)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(zhuān)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(xiàn)的飛機(jī)上觀測(cè)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(xiàn)燈的最大距離。跑道視程與地面能見(jiàn)度的區(qū)別跑道視程是在飛機(jī)著陸端用儀器自動(dòng)測(cè)定的；跑道視程一般只測(cè)1500米以?xún)?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(cè)高度在210米間。空中能見(jiàn)度空中能見(jiàn)度：飛行中從飛機(jī)上看到的周?chē)尘吧蠈?shí)際目標(biāo)物的最大距離稱(chēng)為空中能見(jiàn) 度，又稱(chēng)飛行能見(jiàn)度空中能見(jiàn)度通常分為水平、垂直及傾斜能見(jiàn)度三種空中能見(jiàn)度取決于大氣狀

8、態(tài)、機(jī)上視野和觀測(cè)條件、觀測(cè)者的視力狀況三個(gè)因素。如果 駕駛艙的視野和觀測(cè)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(jiàn)度 只取決于大氣狀態(tài)。決定空中能見(jiàn)度的主要因子是大氣狀態(tài)，但飛行速度等對(duì)空中能見(jiàn)度也有影響。因此空 中能見(jiàn)度與地面能見(jiàn)度在很多情況下不一致，這是因?yàn)椋嚎罩杏^測(cè)是飛行人員在運(yùn)動(dòng)著的飛機(jī)上隔著座艙玻璃進(jìn)行的。由于飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，觀測(cè) 者所觀測(cè)到的目標(biāo)的輪廓時(shí)刻都在變化，而座艙玻璃又對(duì)光線(xiàn)有影響，這些都可能增加觀測(cè) 目標(biāo)的困難，目標(biāo)的能見(jiàn)距離也將因此而減小一些?？罩杏^測(cè)目標(biāo)是，背景情況比較復(fù)雜。例如，觀測(cè)地面目標(biāo)時(shí)，背景可以是各種顏色、 不同亮度的地標(biāo)，因而，目標(biāo)能見(jiàn)距離

9、會(huì)因?yàn)楸尘暗牟煌泻艽蟮牟町悺Ｓ捎陲w機(jī)不斷運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)者相對(duì)于云、霧、霾層等的位置是多變的，因此，實(shí)現(xiàn)所穿 過(guò)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(duì)流性不穩(wěn)定低層為潮濕空氣層存在一些動(dòng)力的或熱力的觸發(fā)機(jī)制雷暴的種類(lèi)和特征(見(jiàn)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(duì)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(guò)雷暴區(qū)的一般方法繞過(guò)或從云隙穿過(guò)從云上飛過(guò)(3)從云下通過(guò)高空急流的定義急流是位于對(duì)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(jí)為每100千米5米/秒，垂直切 變量級(jí)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(gè)或多個(gè)風(fēng)速 最大區(qū)。急流的種類(lèi)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(duì)飛行的影響順急流飛行時(shí)增大地速，節(jié)省燃料；縮短航行時(shí)間，逆急流飛行時(shí)則相反。橫穿急流飛行會(huì)產(chǎn)生很大的偏流，對(duì)領(lǐng)航計(jì)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(lèi)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(dòng)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(duì)流云無(wú)關(guān)的湍流不伴有可見(jiàn)的天氣現(xiàn)象，飛行員難于事先發(fā)現(xiàn)，對(duì)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(guò)冷水滴)存 在。飛機(jī)積冰的種類(lèi)明冰 光滑透明、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)。在0-10C的過(guò)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(jiān)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(shí)，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(guò)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(duì)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(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)氣口或汽化器上出現(xiàn)積冰。這樣就會(huì)使進(jìn)氣量減少，進(jìn)氣氣流畸變，造成動(dòng)力損失，甚至 使發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)。對(duì)長(zhǎng)途飛行的噴氣式飛機(jī)來(lái)說(shuō)，燃油積冰是一個(gè)重要問(wèn)題。長(zhǎng)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(guò)程中很可能變成冰粒，這樣就會(huì)阻塞濾油器、油泵和油路控制部件，引起發(fā)動(dòng)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(wú)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(duì)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(duì)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?duì)飛行的影響下?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(duì) 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(shí)飛機(jī)的空速增加，使升力增加，飛機(jī)在過(guò)大的升力作用下 開(kāi)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(shí)，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┝髦行暮螅聸_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(xiàn)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(duì)流性天氣出現(xiàn)的三個(gè)基本條件（1）豐富的水汽含量和水汽供應(yīng)來(lái)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(guò)程（主要是上升運(yùn)動(dòng)引起的絕熱冷卻）影響能見(jiàn)度的因子影響能見(jiàn)度的因素有多種?？偟膩?lái)說(shuō)可分為利好因素和利壞因素兩大類(lèi)。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(shí)，則能見(jiàn)度趨好；當(dāng)利壞因素占主導(dǎo)地位，則能見(jiàn)度趨壞。水汽是影響能見(jiàn)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(shí)水汽量的大 小，因此能見(jiàn)度的預(yù)報(bào)主要參考數(shù)值預(yù)報(bào)中相對(duì)濕度的預(yù)報(bào)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(bào)（一）統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)法1美國(guó)航空氣象部門(mén)的統(tǒng)計(jì)模型2以

16、推斷云中含水量為基礎(chǔ)的積冰預(yù)報(bào)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(guó)的統(tǒng)計(jì)資料給出的預(yù)報(bào)方程（其中有無(wú)積冰預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率達(dá)到80%，積冰強(qiáng)度預(yù) 報(bào)達(dá)到70%以上）（二）霜點(diǎn)法（亦稱(chēng)-8D法，修正公式準(zhǔn)確率達(dá)到80%以上）（三）數(shù)值預(yù)報(bào)模式輸出法定性預(yù)報(bào)雷暴過(guò)境時(shí)可根據(jù)氣壓突變和涌升來(lái)預(yù)報(bào)強(qiáng)風(fēng)切變的出現(xiàn)。氣壓突變（涌升）10min后 風(fēng)切變?cè)鰪?qiáng)，強(qiáng)風(fēng)切變持續(xù)時(shí)間不會(huì)超過(guò)23h冷鋒過(guò)境至過(guò)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(kāi)冷鋒影響本場(chǎng)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(guó)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(guó)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(zhǎng)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(guó)三個(gè)風(fēng)速最大的地區(qū)地形平坦的中蒙邊境，45米/秒；地勢(shì)最高的青藏高原4米/秒左右；臺(tái)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(jiàn)度（一）能見(jiàn)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(jiàn)度的季節(jié)變化一般來(lái)說(shuō)冬季壞而夏季好，西北地區(qū)春季最差