航空气象复习整理(南大)

航空气象是干什么的？

航空气象航空气象学是气象学科的分支，属于应用气象学，主要争论气象条件同飞行活动、气象条件同航空技术之间的关系及航空气象效劳的技术和方法的一门学科。众的航空气象学的应用业务。升力公式和阻力公式升力公式飞机的升力系数

阻力公式风对起飞和着陆的影响

Cx飞机的阻力系数飞机的起飞和着陆性能是指起飞〔着陆〕滑跑的时间和距离。这些性能打算了机场的需用范围和跑道长度假设逆风时，u为风速，V0为离地时刻飞机的空速，则离地时飞机相对于地面的速度V0-u。则滑跑时间为:t=(V0-u)/a滑跑距离为:L=(V0-u)^2/(2a)a为飞机滑跑时的平均加速度无风：t0=V0/a，L0=V0^2/(2a)逆风与无风时相比：t/t0=1-u/V0，L/L0=(1-u/V0)^2u=10m/s,V0=100m/st/t0=0.9,L/L0=0.81起飞滑跑时间和距离较无风时分别缩短了10%和19%位有利。着陆也然。顺风条件下，则滑跑时间和距离都有所增加风对航程的影响航程：飞机从起飞至着陆在空中飞行的水平距离假设飞机携带肯定的油量，以肯定飞行状态飞行时，续航时间〔t，地速〕与航程〔L〕之间的关系为：L=WtV，则无风时：L0=Vt顺风时，W=V+u，则Lta=(V+u)t=L0(1+u/V)逆风时：W=V-uLha=(V-u)t=L0(1-u/V)正侧风时：W=(V2-u2)0.5,Lp为:Lp=(V2-u2)0.5t=L0(1-u2/V2)0.5t=L0(1-0.5*u2/V2)所以:Lta>L0>Lp>Lha高空风对飞行的影响高空顺风：会增大地速、缩短飞行时间、削减燃油消耗、增加航程。高空逆风：会减小地速、增加飞行时间、缩短航程。高空侧风：会产生偏流，需进展适当修正以保持正确航向。允许飞行的最低气象条件云、能见度和风，是影响飞行活动最常常的三个气象要素云高和能见度为标准飞机能否安全地起飞着陆和飞行主要取决于云的凹凸、能见度和风的大小各国规定的最低气象条件有所不同云对飞行的影响与云的种类、高度、厚度、构造特点等有亲热关系在有些云中飞行时，假设气象条件恶化、可产生颠簸、积冰等现象而飞越锋面云系或患病雷暴、误入积雨云等，对飞机飞行影响更加严峻淡积云对飞行的影响云上飞行比较平稳；假设云量较多时，在云下或云中飞行有稍微颠簸；云中飞行时，由于光线忽明忽暗，还简洁引起疲乏。浓积云对飞行的影响在云下、云中和云体四周飞行常有中度到猛烈颠簸；云中飞行有强积冰；由于云内水滴浓密，能见度格外恶劣，通常不超过20米。积雨云的主要特征云体格外高大，象大山或顶峰；云顶有白色的纤维构造，有时扩展成马鬃状或铁砧状；云底阴暗混乱，有时呈悬球状、滚轴状或弧状；常伴有雷电、狂风、暴雨等恶劣天气。积雨云对飞行的影响云中能见度极为恶劣飞机积冰猛烈在云中或云外都会遇到猛烈的颠簸在云中或云外会有雷电攻击和干扰暴雨、冰雹、狂风和猛烈的下冲气流都可能危及飞行安全。雨层云对飞行的影响云中飞行平稳，但能见度恶劣；长时间云中飞行可产生中度到强度的积冰；暖季云中可能隐蔽着积雨云，会给飞行安全带来严峻危急。降水对飞行的影响降水使能见度减小大雨和暴雨使发动机熄火大雨恶化飞机气动性能降水会造成飞机积冰在积雨云区及四周飞行可能遭雹击降水影响跑道的使用影响能见度的因素影响能见度的因素有多种。总的来说可分为利好因素和利坏因素两大类。利坏因素有：雾、烟、浮尘、小雨、低云、弱冷空气、日变化中的降温作用等；利好因素则是减弱和消退这些利坏因素，如大风、较大降水、强冷空气、较强的高温低湿天气、日变化中的升温作用等。当利好因素处于主导地位时，则能见度趋好；当利坏因素占主导地位，则能见度趋坏。跑道能见度观看起飞或着陆方向，能看清跑道或表示跑道的专用灯光或标志物的最远距离。跑道视程跑道视程是指飞行员在位于跑道中线的飞机上观测起飞方向或着陆方向上能看到跑道面上的标志或能看到跑道边灯或中线灯的最大距离。跑道视程与地面能见度的区分跑道视程是在飞机着陆端用仪器自动测定的；1500米以内的视程；跑道视程的目标物是跑道及道面上的标志；2～10米间。空中能见度空中能见度：飞行中从飞机上看到的四周背景上实际目标物的最大距离称为空中能见度，又称飞行能见度空中能见度通常分为水平、垂直及倾斜能见度三种空中能见度取决于大气状态、机上视野和观测条件、观测者的视力状况三个因素。假设只取决于大气状态。中能见度与地面能见度在很多状况下不全都，这是由于：空中观测是飞行人员在运动着的飞机上隔着座舱玻璃进展的。由于飞机的运动，观测目标的困难，目标的能见距离也将因此而减小一些。空中观测目标是，背景状况比较简单。例如，观测地面目标时，背景可以是各种颜色、不同亮度的地标，因而，目标能见距离会由于背景的不同而有很大的差异。由于飞机不断运动，观测者相对于云、雾、霾层等的位置是多变的，因此，实现所穿过的气层的透亮度也在不断地变化，如以下图所示雷暴的形成条件大气层结为条件性不稳定和对流性不稳定低层为潮湿空气层存在一些动力的或热力的触发机制19.雷暴的种类和特征〔PPT.CH2.2.1.2〕依据构造可以分为：一般雷暴，猛烈雷暴依据形成雷暴的冲击力可以分为：热雷暴，地形雷暴，天气系统雷暴雷暴对飞行的影响(1)颠簸(2)积冰(3)雹击(4)雷电的危害(5)下击暴流(downburst)安全飞过雷暴区的一般方法(1)绕过或从云隙穿过(2)从云上飞过(3)从云下通过高空急流的定义1005米/秒，垂直切5～10米/30米/秒；沿急流轴有一个或多个风速最大区。急流的种类〔1〕温带急流〔北支西风〕〔2〕.副热带急流〔南支西风〕〔3〕热带东风急流〔4〕极地平流层急流高空急流对飞行的影响顺急流飞行时增大地速，节约燃料；缩短航行时间，逆急流飞行时则相反。横穿急流飞行会产生很大的偏流，对领航计算和保持航向都有影响。简洁产生飞机颠簸。大气湍流的种类依据湍流的成因，并考虑航空上推断的需要，把大气湍流分为：热力湍流；动力湍流；晴空湍流；航迹湍流。晴空湍流的定义晴空湍流是指消灭在6000米以上高空，与对流云无关的湍流不伴有可见的天气现象，飞行员难于事先觉察，对飞行威逼很大晴空湍流的成因与强风切变有亲热关系影响颠簸强度的因子〔1〕湍流强度〔2〕飞行速度〔3〕飞机的翼载荷飞机积冰的根本条件〔1〕0℃〔2〕0℃〔3〕0℃的水滴(过冷水滴)存在。飞机积冰的种类明冰光滑透亮、构造坚实。在0～-10℃的过冷雨中或大水滴组成的云中形成；雾凇不透亮，外表粗糙。多形成在温度为-20℃左右的云中；毛冰外表粗糙不平，冻结得比较结实，像白瓷，形成在温度为-5～-15℃的云中；0℃的区域进入较暖的区域时，水汽在飞机外表上凝华而成。影响飞机积冰强度的因子云中过冷水含量和水滴的大小飞行速度机体积冰部位的曲率半径积冰对飞行的影响在空气中湿度较大的区域如雾、云或降水中，假设外部温度低于+15℃，则会在发动机进气口或汽化器上消灭积冰。这样就会使进气量削减，进气气流畸变，造成动力损失，甚至使发动机停车。对长途飞行的喷气式飞机来说，燃油积冰是一个重要问题。长途高空飞行，机翼油箱里燃油的温度可能降至与外界大气温度全都──约为-30℃。油箱里的水在燃油系统里传输的过程中很可能变成冰粒，这样就会堵塞滤油器、油泵和油路掌握部件，引起发动机内燃油系统的故障。飞机积冰的气候区划顺风切变0顺风增大逆风减小从逆风进入无风或顺风区顺风切变示意图逆风减小 飞机从逆风进入顺风顺风切变使得飞机空速减小，升力下降，飞机下沉低空风切变对起飞着陆的影响顺风切变顺风切变使飞机空速减小，升力下降，飞机下沉。逆风切变飞机的空速突然增大，升力也增大，飞机抬升。侧风切变飞机发生侧滑、滚转或偏转而对不准跑道垂直风切变飞机偏离预定的航道下击暴流对飞行的影响飞机的起飞着陆有极大危害首先遇到了强的逆风，这时飞机的空速增加，使升力增加，飞机在过大的升力作用下开头偏离预定的下滑航迹上升当飞机飞近下击暴流中心时，逆风渐渐减小到0，且突然遇到了强的下冲气流，使飞机的迎角减小，升力突然减小，飞机快速掉高度当飞机飞越下击暴流中心后，下冲气流渐渐转至强的顺风，使飞机的空速较小，升力也随之减小，飞机连续掉高度，偏离预定航线俯冲假设飞机不是正好飞经下击暴流中心，那还要遇到猛烈侧风的影响，操纵飞机就更加困难。对流性天气消灭的三个根本条件丰富的水汽含量和水汽供给来源不稳定层结足够的抬升机制形成云的根本条件空气中要有足够的水汽要有使空气中水汽分散的冷却过程〔主要是上升运动引起的绝热冷却〕影响能见度的因子影响能见度的因素有多种。总的来说可分为利好因素和利坏因素两大类。利坏因素有：雾、烟、浮尘、小雨、低云、弱冷空气、日变化中的降温作用等；利好因素则是减弱和消退这些利坏因素，如大风、较大降水、强冷空气、较强的高温低湿天气、日变化中的升温作用等。当利好因素处于主导地位时，则能见度趋好；当利坏因素占主导地位，则能见度趋坏。水汽是影响能见度的重要因素之一，温度的凹凸直接影响空气到达饱和时水汽量的大小，因此能见度的预报主要参考数值预报中相对湿度的预报结果辐射雾的特征日变化明显季节变化明显局地性强有利于辐射雾形成的条件冷却条件〔晴夜〕湿度条件〔湿度大〕风力条件〔1~3m/s〕层结条件〔气层稳定〕飞机积冰的预报〔一〕统计预报法美国航空气象部门的统计模型以推断云中含水量为根底的积冰预报图依据高空资料确定飞机的积冰区〔其中有无积冰预报的准确率到达80%，积冰强度预70%以上〕〔二〕霜点法〔亦称-8D80%以上〕〔三〕数值预报模式输出法定性预报雷暴过境时可依据气压突变和涌升来预报强风切变的消灭。气压突变〔涌升〕10min后2~3h5h3h逆温条件下风切变夜间大于白天，因而夜航特别是后半夜要特别留意安全我国航空气候要素分布一、云的分布〔一〕云量的分布：总云量:南方多于北方，最多在四川、贵州一带，最少在内蒙古北部。低云量：南多北少，最多地区在贵州，最少在南疆。〔二〕云状的分布我国消灭最多的云：卷云，高积云，层积云消灭最多的低云层积云：川黔地区最多，内蒙、南疆最少积雨云：长江以南、青藏高原频率最大碎雨云：川黔、南岭以北、湖南最多二、风1、风向：冬季，各地盛行偏北风 夏季，以偏南风为主〕年平均风速在～4米秒之间〔2〕我国三个风速最大的地区地形平坦的中蒙边疆，4～5米/4米/秒左右；台湾海峡四周的东南沿海，5～6米/秒大风：风速≥17米/秒大风日数：北方多于南方，沿海多于内陆，高山、隘口多于河谷和盆地三、能见度〔一〕能见度的分布：北方好南方差，内陆好沿海差青藏高原最好，四川盆地最差〔二〕能见度的季节变化一般来说冬季坏而夏季好，西北地区春季最差雷暴年雷暴日数分布：南方多于北方，山地多于平原，陆地多于水面。最多是云南南