气象要素与飞行课件

1气象要素与飞行

2气象要素表明大气物理状态、物理现象的各项要素。主要有：气温、气压、风、湿度、云、降水以及各种天气现象。3气象要素---天气现象发生在大气中的降水现象、地面凝结(凝华)和冻结现象、视程障碍现象、大气光象、大气电象和大气的其他物理现象的总称。降水现象有雨、雪、霰、米雪、冰粒、冰雹等；地面凝结（凝华）和冻结现象有露、霜、雾凇、雨凇等；视程障碍现象有雾、轻雾、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟幕、霾、吹雪等；大气光象有虹、霓、晕、华等；大气电象有雷暴、天电、极光等。此外还有大风、飑、龙卷、尘暴、积雪、结冰等现象。45最直接影响飞行的航空气象因素6气象要素与飞行据资料统计:30%的飞行事故与天气有关。造成飞行事故的主要气象要素是:

恶劣能见度（40%）;

雷雨,冰雹和积雨云（25%）;

飞机积冰（10%）;

颠簸和急流占（6%）。由于气象原因造成飞行事故中,多数出现在飞机着陆前后,约占57%。7气象要素与飞行影响起飞、着陆阶段的天气主要有：侧风、阵风、下沉气流、低空风切变雾、烟幕、霾、降雪、吹雪、沙尘暴、扬沙低云、大雨，雷暴跑道积水、积冰、积雪、霜、雾凇、雨凇影响爬升、巡航、下滑阶段的天气主要有：云中颠簸、晴空颠簸、局地环流、地形波、急流雷暴、飑线、台风积冰、雨凇沙尘暴、扬沙、浮尘影响停场未入库阶段的天气主要有：雷暴、冰雹、龙卷阵风、山区下坡风、台风8气象要素与飞行气温、气压、空气密度气温对载重量和滑跑距离影响很大。气温升高（降低）在飞行中就会减小（增加）速度，起飞和降落时要求的滑跑距离增长（缩短）。气温高于标准大气温度时载重量减小；气温低于标准大气温度时，载重量增加。国际民航组织建议在起飞前两小时对发动机进气口高度的气温预报要精确到±2℃，长距离飞行的飞机要利用预报的温度来计算燃料和货物的搭载重量；在起飞前30分钟用实况值进行最后的校准后再起飞。9气象要素与飞行气压飞行中时刻离不开气压，飞机上气压高度表用气压来测定飞机所处高度的仪表。特别在起飞降落时要用机场的场面气压来调整高度表。故气象人员如将气压测错或报错，就会直接危及飞行安全。10气象要素与飞行空气密度飞机的速度与空气密度的平方根成反比。因此，在空气密度较小的高空飞行是最有利的。起飞滑跑距离与空气密度成反比。当其他因素不变时，空气密度减小10%，则滑跑距离增加20%。11气压与飞行大气压力与高度有密切关系

大气压力随高度增加而递减在1000百帕(hecto-Pascal)：

高度约10公尺气压降1hPa在500hPa(5,500m)附近：

高度约20公尺气压降1hPa

在200百帕(12,000m)附近：

高度约30公尺↑气压降1hPa12气压与飞行气压随高度的变化用来决定飞机飞行的高度飞机上之高度表以空盒气压计(aneroidbarometer)之气压高度换算出高度，作为高度表(altimeter)之标尺13气压与飞行国际民航组织标准大气(ICAOstandardatmosphere)：干空气平均海平面之气压

1013.25hPa

气温

15℃

对流层顶以下约11公里温度随高度递减率每公里下降6.5℃高度表参考标准14气压与飞行高度表调整各地大气条件随不同高、低压系统移动而随时在变化高度表在不同时空和不同高度皆与标准大气有所不同飞机上之高度表读数必須经过调整，才能显示实际高度飞机起飞前必須经过高度调整，航程上因海平面气压不断变化，其高度表所显示的高度与实际海拔高度发生误差，有时候误差可能很大15气压与飞行沙航与哈航撞机事件1996年11月12日晚间印度首都新德里西方60浬上空发生沙特阿拉伯航空公司波音747-168B客机(312人)与哈萨克航空公司伊留申IL-76货机(37人)相撞惨剧，两机机上共349人全数罹难哈航班机从哈萨克飞往新德里，沙航客机从新德里起飞，准备飞往沙国的达兰，离场后7分钟在印度新德里西方60里相撞。事故之前，沙航班机曾获地面管制指示爬升至14,000呎(4200公尺)高度，准备下降的哈航班机则被告知降至15,000呎(4500公尺)，指令下达不久，两机在空中相撞。16气压与飞行俄航包机与DHL货机撞机事件2002年7月1日德国当地时间晚间11时43分左右一架俄罗斯巴希客克利安航空公司(BashkirianAirlines)俄制图波列夫154型(RussianTupolevTu-154)客机从莫斯科飞往西班牙，与一架环球快递公司波音757型货机(DHLjetBoeing757cargo)从巴林(Bahrain)飞往比利时(Belgium)首都布鲁塞尔(Brussels)，在德国南部毗临瑞士边界康斯坦茨湖(LakeConstance)36,000ft(12000公尺)上空相撞并坠毁，共造成七十一人罹难。17风对飞行的影响顺风：相对飞机从后面吹来的风逆风：相对飞机迎面吹来的风侧风：相对飞机侧面吹来的风18风对飞行的影响风对飞机起飞和着陆的影响风对飞行航程和航向的影响风对飞机活动半径的影响（主要是针对军航飞行）19风对飞行的影响风对飞机起飞和着陆的影响：起飞和着陆通常要求在逆风条件下进行原因：逆风可以使飞机离地和着陆的速度减小，能缩短滑跑距离。逆风起飞由于产生附加近气量，可增大飞机运动开始时的方向稳定性和操纵性。逆风着陆增大了飞机迎面阻力，使飞机减速加快，也减小了接地速度。20风对飞机起飞和着陆的影响：1994年5月17日晚上7点25分台湾北部受锋面影响，中正机场风向风速290°/8kt，转为360°/14kt，塔台管制员按规定将起降跑道由23R跑道换为05L跑道，华航CI-101班机于7点24分原预定使用23R跑道降落，就在这个时候，导致正在降落的华航班机必须换05L跑道重新降落，最后飞机于7点41分完成降落，唯一不幸的是华航班机副驾驶李长安先生在飞机降落后出现休克现象终告死亡，可能因重飞造成压力太大导致身亡。

21风对飞机起飞和着陆的影响由中国广州飞往日本东京——美国联邦快递货机坠毁成田机场22风对飞机起飞和着陆的影响事故发生时，成田机场附近正在刮大风，最大瞬间风速为每秒20米。成田机场方面称，飞机是在着陆时遭遇大风导致着陆姿势出现问题而坠毁的。23风对飞行的影响侧风飞机在侧风中滑跑时，都应向侧风方向压杆，以消除倾斜力矩，向侧风的反方向蹬舵以消除转弯力矩。飞机在侧风中着陆，比起飞时困难更大。此时必须恰当的修正偏流，否则易造成在飞机场外接地。在强侧风下接地，甚至可能发生轮胎破裂、起落架折断等事故。24风对飞行的影响侧风倾斜力矩，转弯力矩25风对飞行的影响侧风中着陆26气象要素风与飞行风对飞行航程和航向的影响航程：飞机从起飞至着陆在空中飞行的水平距离。风速一定时，顺风飞行可使航程增大，正侧风及逆风飞行使航程缩短飞机离地和着陆的速度减小，能缩短滑跑距离。27能见度：各机场都有自己的能见度标准，能见度常常是影响飞行安全和正常的关键之一。影响能见度的气象要素主要是雾和降水以及沙尘暴。尤其地面的能见度，对飞机的起飞和降落尤其重要。大雾的影响：北京首都机场2004年12月1日有800多架次航班延误，是当年因为大雾航班被延误最多的一天；2日，又有600多架次航班延误。导致上万名旅客滞留首都机场。能见度对飞行的影响28云：云对飞行有许多不利影响，主要是使空中能见度变坏，在有些云中飞行易产生积冰和颠簸。尤其是不能在雷雨云（积雨云）内甚至附近飞行；积雨云很厚，云内及附近上升（下沉）气流和乱流强烈，会产生强烈颠簸，同时雷电极强，易破坏飞机设备和结构。云上和云下飞行对航路轨迹的影响气象要素对飞行的影响29云对飞行的影响：当卷云成条状或比较密，有颠簸存在。卷云气象要素对飞行的影响30云对飞行的影响：有可能存在颠簸与积冰积云气象要素对飞行的影响31积雨云云对飞行的影响：严重的颠簸积冰等气象要素对飞行的影响32航空危险天气—低空风切变低空风切变：所谓风切变是指短距离内风向、风速的突然变化，具有变化时间短、范围小、强度大、发生突然等特点，它包括垂直风切变、水平风切变和侧风切变。600m以下的叫低空风切变。对起飞和着陆的飞机影响很大33低空风切变飞机下降时风速突然減弱，造成飞机失速，未抵达机场跑道就坠毁风速突然增強，造成飞机超越跑道降落飞机爬升时

风速突然減弱，造成飞机爬升角度減小

风速突然增強，造成飞机爬升角度增大34低空风切变35与低空风切变有关的因素：地形温度逆温海陆风锋面系统雷暴强地面风下击暴流CAL605次航班--1993年11月4日低空风气变引起的飞行事故航空危险天气—低空风切变36航空危险天气—颠簸颠簸:出现在对流层，颠簸的平均厚度为400－800米，最大的厚度可达几千米。37以下天气现象与颠簸有关：对流天气急流气流穿越障碍物风切变尾涡根据环境状况颠簸分为：云中颠簸晴空颠簸（CAT）一种看不到但却可以影响飞机运作的天气现象。

航空危险天气—颠簸38高空急流高空急流引起的晴空颠簸：是距离地面数公里高的狭窄强风带。当飞机遇上高空急流附近的晴空颠簸，飞机会变得颠簸不定。航空危险天气—颠簸39尾涡引起的颠簸航空危险天气—颠簸40航空危险天气—颠簸2009年2月20日，一架美国西北航空公司航班由菲律宾马尼拉飞往日本东京成田机场，在飞行至日本千叶县上空时遭遇强气流,导致30余名乘客受伤,其中3人伤势严重。2009年3月5日，由法国巴黎飞往日本成田的法国航空公司航班在飞行至日本新泻机场附近上空时，也因遭遇乱气流而机体摇摆不定，使得两名客舱乘务员受伤。41航空危险天气—颠簸2008年10月台湾飞行安全基金会发布过一份统计报告，指出日本航线、东南亚航线、经阿拉伯半岛飞往欧洲的航线等是全球公认的“强烈颠簸高发区”，遭遇乱流特别频繁。---由于日本是个岛国，海岸线两旁海面与陆面的受热程度是不同的，这使得冷暖风在那里交汇，非常容易产生乱流。42晴空颠簸

（CAT）

一种看不到但却可以影响飞机运作的天气现象晴空乱流是指出现在6000米以上高空，与对流云无关的乱流，不伴有可见的天气现象。行员难于事先发现，对飞行威胁很大晴空乱流的成因与强风切变有密切关系。香港地区和台湾地区的机场分别安装了镭射和红外射线风切警戒系统，用来预警风切变。43晴空颠簸

（CAT）2007年7月6日下午,南航一架空客A330客机(CZ322航班)从悉尼飞往广州,途经菲律宾上空时,受到晴空颠簸,有4名乘客受轻伤,另有20多名旅客有轻微不适。机组与地面取得联系进行了妥善处置,飞机于17时52分在广州安全着陆。

44航空危险天气—雷暴对流性天气形成的条件水汽条件不稳定层结条件抬升力条件水汽条件和不稳定层结条件是对流性天气的内因，而抬升力条件是外因。1994年7月20日，云南航空公司B737飞机，在昆明机场着陆过程中遇到雷雨天气，飞机冲出跑道。

45发展阶段成熟阶段消散阶段航空危险天气—雷暴46多单体风暴为主超级单体风暴航空危险天气—雷暴47雷雨的成因分析:冷锋、暖锋、静止锋雷雨高空槽、切变线雷暴副高边缘雷暴冷涡雷暴热力性雷雨航空危险天气—雷暴48地形雷雨航空危险天气—雷暴49大雨对飞行的影响:大雨时云层内气流分布复杂，上升和下降气流强度大，飞机操控难度大。大雨能见度低，雨水在风挡玻璃上形成水膜，易造成错觉，影响飞行员的判断。大雨过程中天空云层的高度低，天空昏暗，如果飞机出云后离地面高度低，且未对准跑道，往往来不及修正，容易造成复飞。

航空危险天气—雷暴50雹击:飞行中遇到冰雹，由于相对速度很大，雷达罩、机翼、水平安定面等部件，雹击概率较高。航空危险天气—雷暴51低空风切变和颠簸航空危险天气—雷暴52雷暴大风的成因第一种第二种航空危险天气—雷暴53下击暴流：在地面及其附近向外暴流的强下沉气流。强的低空风气变。可以从雷达回波上识别。航空危险天气—雷暴54

下击暴流造成的事故举例：1975年6月24日15时，美国肯尼迪东方66航班着陆时遇下击暴流，飞机摔裂，112人死亡。

1983年4月4日10时47分，我国租用法国的“空中国王200号”在白云机场起飞过程中，正好也是遇到下击暴流而失事的。

航空危险天气—雷暴55航空危险天气—雷暴龙卷56龙卷的破坏航空危险天气—雷暴57积冰：积冰主要是由于过冷水滴或降水中的过冷雨滴冻结形成的。强的积冰多发生在云中温度0℃至－15℃区域内。飞机一旦发生积冰，它的动力性能就会变坏，使正面阻力加大，升力和推力减小，使飞机重量增加，操纵困难。航空危险天气—积冰105起致命的事故中，27%由气象原因导致的5859积冰对飞的影响：飞机重量增加，操纵困难。无积冰飞机积冰航空危险天气—积冰60积冰的种类：雾凇明冰混合型积冰类型与概率积冰类型航空危险天气—积冰61航空危险天气—积冰62航空危险天气—积冰63航空危险天气—积冰飞机积冰与云状的关系

积云和积雨云通常是强积冰。最强的积冰多见于将要发展成积雨云的高大浓积云的上半部和积雨云成熟阶段的上升气流区，而且常常积明冰。层云和层积云（或高积云）中的积冰通常为弱积冰或中积冰，云上部积冰比下部强。64航空危险天气—积冰飞机积冰与云状的关系雨层云和高层云中的积冰通常为弱积冰，积冰强度随高度减弱。在锋线附近的雨层云中长时间飞行，也能产生强积冰。在冻雨和雨夹雪中飞行，会形成强积冰65航空危险天气—积冰

积冰对飞行的影响

破坏飞机的空气动力性能降低动力装置效率，甚至产生故障影响仪表和通讯，甚至使之失灵66气象条件与积冰：冷锋暖锋静止锋锢囚锋锋面中的积冰航空危险天气—积冰67航空危险天气—积冰68航空危险天气—积冰69航空危险天气—积冰70航空危险天气—积冰71航空危险天气—积冰积冰---飞行事例

1994年10月31日，当地时间约下午4点，西蒙斯