第7章 高空飞行气象环境《航空气象》

《航空气象》✩精品课件合集第七章高空飞行气象环境高空、平流层的一般气象条件高空急流和晴空乱流C

目 录ONTENTS第一节高空、平流层的一般气象条件一、对流层顶（一）对流层顶的一般概念对流层顶是指从对流层到平流层之间的一个过渡气层。这个过渡气层也是根据气温的垂直分布特征来确定的，它是一个气温直减率较小（或等温、逆温）的气层。对流层顶的具体高度和气温，是随季节和纬度而变化的。对流层顶平均高度和平均温度一、对流层顶（二）对流层顶与飞行对流层顶附近的天气条件对流层顶是一个强大的稳定层次，在它的上面平流层内和下面对流层内天气情况是完全不同的。穿过对流层顶时温度的变化对流层顶的高度是变化的，在对流层顶的高度变化时，对流层顶的温度也在发生变化。右图为一次由新西伯利亚至斯维尔德洛夫斯克航线飞行穿过对流层顶的实例：通过对流层顶时气温的变化二、高空、平流层的温度、压力、风向（一）高空、平流层的温度分布对流层上层温度分布平流层下层的温度分布水平分布：冬天是中纬度较高，低纬和高纬较低；夏天是高纬度气温比低纬度高。垂直分布：冬天中低纬度随高度而增加，极地随高度而降低；夏天气温都随高度增加而增加。二、高空、平流层的温度、压力、风向（二）高空、平流层的气压和风分布气压分布不管是对流层上层还是平流层，大气压力总是随高度递减的。风的分布不管是对流层上层还是平流层，大气压力总是随高度递减的。夏季北半球

30

hPa平均高度冬季北半球

30

hPa平均高度三、高空、平流层影响飞行的因素（一）臭

氧在高度约

10～50

km

的大气中，臭氧含量较多，特别是在

20～25

km

高度处，臭氧含量最大，可达空气体积比的百万分之几。臭氧具有强烈的氧化性，使接触到的任何物质几乎会立即氧化。（二）空气密度高空、平流层中空气密度很小，在中纬度

12

km

和

20

km

高度上，空气密度仅及地面的25%

和

7%。（三）目视条件的变化在高空、平流层中，由于空气中水汽及尘埃极少，所以能见度一般较好，但是飞行员的目视条件会随高度发生变化。三、高空、平流层影响飞行的因素（四）火山灰云火山灰云对高空飞行的影响在火山灰云中飞行可造成由静压系统工作的各种仪表失真，发动机受火山灰杂质腐蚀和堵塞而易受损伤，严重时可使发动机熄火，危及飞行安全。飞行中的注意事项起飞前，向航行部门了解航线附近有无火山喷发和火山灰云报告。在火山多发地区上空飞行时，要保持警惕。当发现已进入火山灰云时，应松开自动油门；加强放气以增加喘振边界；如果为了避免排气温度过高而需要关闭发动机，那么，只有完全脱离火山灰云后才可重新起动。尽快脱离火山灰云。第二节高空急流和晴空乱流一、高空急流急流是位于对流层上层或平流层中的一股强而窄的气流，其中心轴的方向是准水平的，它以很大的风速水平切变和垂直切变为特征；风的水平切变量级为每

100

千米5

m/s，垂直切变量级为每千米

5～10

m/s；急流区的风速下限为

30

m/s；沿急流轴上有一个或多个风速最大区。（一）急流的形成高空急流的形成经常是和大气中有大的水平气温梯度相关的。高空急流最容易出现在锋面附近，当两种温度不同的气团相遇时，在很狭窄的地带出现很强的水平温度梯度，这就是所谓的最大温差带。一、高空急流（二）急流的特征急流一般长几千千米，有的可达万余千米，宽度为几百至千余千米，厚度为几千米。急流中心的长轴称为急流轴，它是准水平的，大致是纬向分布。在急流轴附近风切变很强，湍流也强。急流轴线上风速最低值为

30

m/s。急流轴上风速分布不均匀，大小风速区交替出现。一、高空急流（三）急流的种类温带急流温带急流出现在中纬度地区，冬季多位于北纬

40°～60°之间，夏季多位于北纬

70°附近。副热带急流副热带急流出现在深厚的副热带高压北缘，冬季约位于北纬

25°～32°，夏季向北推移约10～15个纬度，有时更多一些。热带东风急流热带东风急流又叫赤道急流，出现在热带对流层顶附近或平流层中，一般位于副热带高压南缘，在北纬

15°～20°之间，平均高度为

14～16

km，平均风速为

30～40

m/s，夏季比冬季强得多。极地平流层急流极地平流层急流位于纬度

50°～70°上空，其风向有明显的年变化。一、高空急流（四）高空急流的判断利用空中等压面图判断急流利用空间垂直剖面图来判断急流利用卫星云图判断急流利用高空云的形状来判断急流1984年1月14日08

时（北京时）高空风剖面图200

hPa

等压面图上的高空急流范围一、高空急流（五）高空急流中的飞行急流对飞行的影响急流中飞行应注意的事项即使是顺急流飞行最为有利，但在选择航线高度时，绝对不要选择在飞机最大升限的高度上。在急流中飞行，首先要查明飞机与急流轴的相对位置。在急流区，当发现颠簸愈来愈强时，则应采取改变高度或航向的方法脱离急流。在急流中飞行时，如果发现云的外形不断迅速变化，而且水平云带非常散乱时，则表示这种云内的乱流较强，往往会引起强烈颠簸，故应尽量避免在这种云内飞行。飞行人员及乘客应及早系好安全带，以免发生颠簸时人员抛离座位而受到伤害。二、晴空乱流（一）晴空乱流的一般概念晴空乱流是指出现在

6

000

m

以上高空且与对流云无关的乱流。晴空乱流通常发生在空中气温水平梯度较大和风切变较大的地区。（二）晴空乱流的判断1.

与急流有关的晴空乱流（1）在

250

hPa

或

200

hPa

等压面图上，一般在急流轴附近高空槽中的冷平流大于5°C/100

km

时，是产生晴空颠簸重要指标。急流轴附近高空槽内冷平流中的晴空颠簸区二、晴空乱流在汇合区产生晴空乱流频率很大。（3）在高空高压脊发展增强（向北伸展）且急流通过时，在轴线两侧可出现中度以上的晴空颠簸，颠簸层厚度为最大风速高度上下各伸展

1

000

m

或再多一些。两支急流汇合区出现晴空颠簸的部位与增强的高压脊相伴随的晴空颠簸二、晴空乱流（二）晴空乱流的判断1.

与急流有关的晴空乱流（4）地面上有气旋新生时，在急流轴北侧及地面气旋新生区以东，从高空脊线往上、下游各

500

km

的范围内有晴空乱流。地面气旋上空的晴空颠簸二、晴空乱流（二）晴空乱流的判断2.

与天气系统有关的晴空乱流（1）晴空乱流与高空锋区；（2）晴空乱流与高空气压场；（3）对流层顶。晴空湍流与高空气压场二、晴空乱流（三）晴空乱流与飞行在晴朗碧空的天气下，飞行员看不到外界任何一点引起颠簸的