《无人机系统概论》课件 模块七 无人机飞行的气象环境

无人机系统概论模块七

无人机飞行的气象环境

本模块知识脉络7.1大气成分

现代大气是多种气体及飘浮其中的固态、液态颗粒物所组成的混合物。大气成分由干洁空气、水汽及气溶胶粒子3个部分组成。1.干洁空气

通常将不包含水汽的纯净大气称为干洁空气。所谓“纯净”指不含悬浮于大气中的固态、液态颗粒物即气溶胶粒子。干洁空气的主要成分包括氮气（N2）、氧气（O2）、氩气（Ar）和二氧化（CO2）。其中，从体积上看，氮气约占78%，是大气中最主要的成分；氧气约占21%，支持生命活动；氩气占比约0.94%，二氧化碳占比约0.03%，其余微量气体如甲烷、氖气、氪气、氙气、臭氧等共同构成剩余部分。

水汽是大气中最重要的成分之一。首先，水汽是唯一可以在常温、常压下发生相变的大气成分，它与云、雾、雨、雪等天气现象以及虹等大气光象密切相关。其次，从大气辐射学和气候变化的角度看，水汽是大气中最重要的温室气体，水汽在大气中的含量变化会对全球和局地天气气候产生重大影响。另外，与大气中大多数“均匀混合”的气体不同，大气中水汽的一个最重要的特点是其高度的时空可变性。2.水汽3.气溶胶

大气中除了气体成分，还含有大量的固态和液态颗粒物质即气溶胶。一般认为，大气气溶胶粒子的直径在几个纳米（nm）到几十微米（μm）之间。直径小于1μm的气溶胶粒子，在大气中的浓度一般是每立方厘米几十到几千个；而直径大于1μm的气溶胶粒子，浓度一般小于每立方厘米1个。大气气溶胶浓度的分布受地理位置、地形、地表性质、距离污染源的远近及气象条件的限制。一般而言，城市大气气溶胶的浓度大于农村，陆地大气气溶胶的浓度大于海洋，海拔越高大气气溶胶浓度越低。7.2大气垂直分层

在垂直方向上，大气的物理性质是不均匀的。不同海拔高度范围内的大气层具有各自不同的特点。根据大气本身的物理或化学性质，可将大气在垂直方向分成若干层。其中应用最广泛的是按大气的温度结构分层，即根据大气温度的垂直分布特点对大气进行分层。1.对流层

对流层的显著特点是存在强烈的垂直混合运动。近地面受热空气上升，冷空气下沉，形成对流循环，促进热量、水汽和污染物的水平扩散。这种运动是云、雨、雪等天气现象的主要驱动力。对流层集中了大气总质量的75%，以及90%以上的水汽和几乎全部的固体杂质（如尘埃、污染物）。对流层的厚度因纬度和季节变化显著。低纬度地区（如赤道）的对流区平均厚度为17～18km，中纬度地区为10～12km，高纬度地区（如两极）仅8～9km。同一地区夏季对流层厚度大于冬季。下层（摩擦层/边界层）海拔高度在0～1500m，受地面摩擦和热力影响显著，天气的变化剧烈。中层海拔高度在1500～6000m，气流相对稳定，云和降水多在此形成。上层接近对流层顶（6000m以上），气温常年低于0℃，水汽含量低，常见冰晶云和急流。对流层内部分层对流层的典型特征气温随海拔升高而降低对流层的气温随海拔升高而降低，平均每上升1km温度下降6.5℃。这一现象源于地面吸收太阳辐射后通过长波辐射和湍流将热量传递至大气层，而上层空气因直接吸收太阳短波辐射较少，导致温度下降。气象要素水平分布不均匀气象要素的水平分布很不均匀。对流层与地面相接，其温、湿特性主要受地表性质的影响，故在水平方向上分布很不均匀。如南北空气明显的温差，海陆空气的湿度差异等。空气具有强烈垂直混合特性空气具有强烈的垂直混合特性。对流层下层的暖空气总是有上升的趋势，上层冷空气总是有下沉的趋势，加之地表受热不均带来温度水平分布不均匀，造成对流层中空气多做垂直运动，具有强烈的垂直混合特性。2.平流层

平流层位于对流层之上、中间层之下，其海拔高度范围通常为10～50km，其显著特征如下。

（1）温度随海拔升高而上升。与对流层的温度随海拔升高而降低相反，平流层的温度随海拔升高而上升，主要是臭氧层吸收太阳紫外线辐射所致。臭氧层吸收的紫外线能量被转换为热能，在平流层顶部，气温达到峰值，可升至冰点附近。

（2）气流运动平稳。平流层中空气以水平运动为主，垂直混合强度低，导致气流平稳、无对流现象，适合高空飞行。水汽和尘埃含量极少，云层和降水现象罕见。3.中间层

中间层位于平流层之上、热层之下，海拔高度范围通常为50～85km，具体海拔高度受纬度和季节影响，例如中高纬度夏季散逸层可能下降至85km。中间层与平流层之间存在清晰的分界线，称为平流层顶，但中间层与热层无明显分界线，而是逐渐过渡。中间层的气温随海拔升高而显著下降，是大气中温度最低的区域。例如，中间层顶部温度可降至-113～83℃。这种温度递减现象源于臭氧含量极低，无法吸收太阳紫外线，而氮、氧等气体吸收的短波辐射已被上层大气吸收。4.热层

热层位于中间层之上，海拔通常从80～85km延伸至500～700km。热层的名称来源于其高温特性，其气体温度可达500～2000℃，甚至更高，主要由太阳辐射中的紫外线、X射线和伽马射线导致分子电离产生。热层的组成以氮分子（N2）和氧分子（O2）为主，但在上层热层，气体粒子因电离作用分离，形成原子氧（O）、原子氮（N）和氦（He）等成分。热层的温度随海拔升高急剧上升，可达1300～2000℃。5.散逸层层

散逸层是大气的最外层，位于热层之上，是大气圈向星际空间过渡的区域。散逸层内温度随海拔升高而升高，但变化幅度较小。散逸层的空气密度极低，接近星际空间的真空环境，因此常被称为“外大气层”或“逃逸层”，是人造卫星、空间站和火箭的运行区域。7.3大气气象要素1.气温

温度是反映分子运动的能量，其国际标准单位为摄氏度（℃）。规定１个标准大气压下，纯水冰点t=0℃，沸点t=100℃，将100℃等分，每一等份为1℃。理论上用绝对温标（K）表示温度，1K的间隔与1℃相同，但其零度称为“绝对零度”，绝对零度T＝-273.15℃，所以摄氏温度与绝对温标之间的转换关系为：T＝t＋273.15

气温是表示空气冷热程度的物理量，反映了空气内能的大小。气温通常指地面气象观测场内处于通风防辐射条件下的百叶箱中离地面1.5m处的干球温度表读数，如右图。2.气压

气压是指大气对地球表面或器物单位面积上施加的压力，即单位面积上向上延伸至大气上界的垂直空气柱的重量。国际单位制中，气压的基本单位为帕斯卡（Pa）。

气压大小与大气密度、温度及海拔密切相关。随着海拔的升高，空气密度逐渐降低，从而导致大气压力显著下降。例如，当海拔高度低于1500m时，大气压几乎呈线性降低，海拔每上升10m，大气压力约下降100Pa。这种线性关系使得通过测量当前大气压力即可推算出相对高度。数字式气压计是测量气压和高度的常用工具（见右图），装备到无人机上能让无人机精确地感知气压和高度变化。3.湿度

湿度指空气中水蒸气的含量，是衡量大气干燥程度的物理量。需要注意的是，液态或固态的水（如露水、霜）不计入湿度。常用湿度测量设备有干湿球湿度计、电子式湿度计等（见下图左、下图右）。干湿球湿度计适用于低成本环境监测，而电子式湿度计则更适合高精度工业控制。

电子式湿度计干湿球湿度计与湿度相关的关键概念

饱和水蒸汽量特定温度下，空气中能够容纳的最大水蒸气重量，通常以（g/m3）为单位。绝对湿度单位体积空气中水蒸气的重量，单位为（g/m3）相对湿度绝对湿度与同温度下饱和水蒸气量的百分比，通常用百分比（%RH）表示。饱和湿度空气在特定温度下所能容纳的最大水蒸气量，超过此值空气中水汽会凝结成液态水。露点温度空气冷却至饱和时的温度，反映空气中水汽含量的绝对值。在气压一定时，空气中的水汽含量越大，露点温度越高。4.降水

降水是指大气中水汽凝结后以液态水或固态水降落到地面的现象，主要形式有雨（液态）、雪（固态）、冰雹、霰、冻雨等。其形成需满足以下条件。降水形成的条件充足的水汽地面蒸发、植物蒸腾及海洋等提供水汽来源。

冷却与凝结气流上升或冷空气影响导致水汽达到饱和状态，凝结成云滴或冰晶。

凝结核尘埃、烟雾等颗粒促进水汽凝结。

上升气流水汽上升至高空凝结成液态水或固态水，通过碰撞合并增大，最终因重力降落。

风的产生源于大气的水平运动，其核心驱动力是气压梯度力，表现为具有方向（风向）和速度（风速）的矢量。常用风速计、风向标、超声波测风仪等设备精确测量风速和风向。5.风（1）风向

地面观测通常用16方位表示风向，如下图所示。（2）风速

风速单位包括m/s、km/h、knot（节），1m/s=3.6km/h，1knot=1.852km/h。（3）风力等级

蒲福风级（beaufortscale）将风力分为0～12级，描述风对地面物体或海面的影响程度，如0级无风（烟直向上），12级飓风（陆上少见，摧毁力极大）。

风对航空器的飞行影响很大，尤其是近地面的风，对飞机起降安全有直接影响。飞机顺风起降需要增大滑跑距离，逆风起降可以缩短滑跑距离，故一般采用逆风起降，但如果逆风风速超过一定限度也会使飞机操纵困难，有可能使飞机在跑道头提前触地；当飞机在侧风中起降时，飞机除向前运动外，还顺着侧风方向移动，如果不及时修正就会偏离跑道方向，飞机触地后，在滑行过程中，侧风对飞机垂直尾翼的侧压力会使机头向侧风方向偏转，有可能造成飞机打转等后果。云的分类及特征低云云底高度＜2500m，由液态水滴组成，常见类型包括层云、层积云和积云，常伴随连续性降水或雷暴。中云云底高度2500～5000m，由水滴与冰晶混合构成，典型代表有高层积云、高层云，多预示阴天或间歇性降水。高云云底高度＞5000m，主要由冰晶组成，形态轻盈透明，如卷云、卷层云和卷积云，通常不直接降水但反映高空天气变化。

云是由悬浮在大气中的水滴或冰晶组成的可见聚合体，其形成与水汽凝结密切相关。水汽在特定条件下发生相变，形成云滴或冰晶。根据气象学标准，云层按云高分为低云、中云、高云3种类型。6.云

日照是指一天内太阳直接照射到地面的时间，通常以小时为单位记录。其国际单位为（W/m2），也可通过（mW/m2）表示。测量方法包括地面观测和卫星遥感技术。日照时数与气温呈正相关、与降水量呈负相关。7.日照8.能见度

能见度是气象观测中的基本要素之一，反映大气透明度，直接影响人类活动。在气象观测中，能见度通常指白天以天空为背景，能清晰辨认视角在0.5°～5°之间的黑色目标物轮廓的最大水平距离；夜间则以灯光为背景，能识别1000坎德拉（cd）的发光点的距离。7.4大气特性1.大气状态方程

大气状态参数是描述大气物理和热力学特性的关键指标，包括压强p、温度T和密度ρ这3个参数。对于一定数量的气体，压强p、温度T和密度ρ这3个参数就可以决定它的状态。大气状态参数之间的关系，可以用气体状态方程表示，即：pM=ρRT

大气的状态参数是随飞行高度的变化而变化的，它们不仅对作用在飞行器上的空气动力的大小有影响，而且对喷气发动机产生的推力大小也有很大的影响。根据机翼升力公式：

此外，大气密度对飞机飞行性能的影响也很大。当大气密度高于标准大气密度时，飞机飞行时产生的空气动力会增加，发动机产生的推力也会增大，一般会使飞机的飞行性能变好，飞机的起飞和着陆距离也会缩短。当大气密度低于标准大气密度时，情况正好相反。2.粘度

大气的粘度（又称内摩擦力）是指相邻气体层或流体与物体接触时，由于分子不规则运动产生的牵扯作用力。尽管大气粘度较小（约为水的1/300），但因其会导致摩擦阻力和边界层效应，对飞行的影响却是不可忽视的。（1）摩擦阻力

飞机飞行时，紧贴机翼表面的气流层因速度梯度大，气体粘度高，形成摩擦阻力。低速飞行时摩擦阻力较小，但高速（尤其是超声速）飞行时，摩擦阻力急剧增加，会导致气动加热效应。当飞行速度超过3倍声速时，摩擦阻力可能使飞行器表面温度升至数千摄氏度，必须采用耐高温隔热材料，如下右图所示。

粘性导致机体表面形成边界层，进而影响升力和阻力分布。边界层的厚度和稳定性直接影响升力系数和阻力系数。例如，边界层分离会导致升力骤降（如机翼失速），而稳定的层流边界层可减小摩擦阻力，提升巡航效率。此外，激波与边界层的相互作用（如激波/边界层干扰）可能引发流动分离、气动力振荡和非预期的力矩，严重威胁飞行安全。在机翼上有很多结构设计具有防止边界层分离的作用，常见的有缝翼、襟翼、涡流发生器等。下图8所示为机翼表面涡流发生器。（2）边界层效应3.可压缩性

大气的可压缩性是指空气在压力或温度变化时，其体积和密度发生显著变化的特性。这一特性主要由空气分子间距离较大、分子间吸引力较弱决定。一般而言，气体的可压缩性远大于液体。此外气体的可压缩性与速度关系很大：当气流速度较低时，空气压力和密度变化较小，可近似将空气视为不可压缩流体；而当气流速度接近或超过声速时，空气的可压缩性显著影响流动规律，气流速度增加导致空气压力下降、密度减小，可能引发激波等复杂现象，如下图所示。

对于电动力无人机低温会降低电池化学反应速率，导致续航时间缩短、放电功率下降、电压骤降，影响飞行稳定性；高温环境下，电机热量难以散发，可能导致过热甚至损坏。因此，低温需确保电池电量充足并减少载重；高温时需缩短飞行时间并安排冷却间隔。

对于油动力无人机高温环境下，内燃机冷却系统效率下降可能导致过热，引发进气密度降低、燃烧不完全、润滑油黏度下降及NOx排放增加等问题，加剧机械部件热应力和磨损，缩短使用寿命；低温环境下，冷启动阻力增大，燃油雾化与混合气形成受阻，易导致启动困难。

空气密度变化对无人机的影响高温环境下，空气密度降低导致升力减小，无人机需消耗更大功率维持飞行，进一步加剧能耗；低温环境下空气密度升高，理论上可提供更大升力，但空气阻力也会增大，导致飞行速度和效率下降。7.4气象环境对无人机的影响1.气温、气压、湿度的影响

气温对无人机的飞行性能和安全性具有显著影响，主要体现在以下3个方面。

（1）气温（2）气压

在无人机飞行中，气压是一个基础且关键的环境物理参数，它通过直接影响空气密度，从而系统性作用于无人机的空气动力性能、动力系统效率与飞行控制安全。具体而言，随着海拔升高或气温上升，气压降低导致空气密度减小。这使得无人机旋翼在相同转速下可攫取的空气量减少，为产生足够升力，动力系统必须更高负荷运转，导致动力效率显著下降、能耗急剧增加，并引发电机与电控系统的过热风险。同时，稀薄空气会改变飞行器的空气动力响应特性，使飞控系统的姿态控制灵敏度下降、响应延迟。更关键的是，自然环境中的局部气压突变（如建筑背风区或山地紊流）会在无人机机体两侧形成不对称压力，可能诱发突发性的滚转或偏航力矩，构成飞行安全隐患。（3）湿度

湿度通过影响空气密度、电子系统稳定性、电池性能及操控环境，可能显著改变无人机的飞行特性，主要影响如下。高湿度环境会导致无人机表面凝结水汽，水汽渗入无人机内部可能腐蚀电子元件，导致电路短路或功能失效。1因水蒸气分子量较干空气小，高湿度会降低空气密度，导致螺旋桨产生的升力减小。2湿度过高会增大空气阻力，使螺旋桨旋转阻力增大，无人机需消耗更多能量维持飞行。3高湿度可能干扰固态传感器（如惯性导航系统）的信号接收，导致飞行姿态控制偏差。4农林植保作业中，在高湿度环境下，雾滴飘移量减小，影响农药附着效果。52.风切变的影响

风切变有多种分类方式。从空间位置来看，风切变可分为高空风切变和低空风切变，其中低空风切变特指地面上600m以下发生的风切变。此外，风切变还可根据其运动方向进行分类，包括垂直风切变、水平风切变。其中，垂直风切变指的是大气中不同高度之间风速或风向的变化，水平风切变指的是在水平方向上，两点间的风速或风向的差异。依据无人机运动与风矢量之间的多种不同关系，风切变可进一步细分为顺风切变、逆风切变、侧风切变和垂直风切变。（1）顺风切变

顺风切变是指无人机在飞行过程中，水平方向上的风向变化使其处于顺风状态，即风矢量与无人机运动方向一致。此时无论是在起飞阶段还是降落阶段，无人机的相对空速会降低，导致升力减小，进而使无人机机头向下倾斜并下沉，如下图所示。这种现象在低空风切变中尤为危险，尤其是在着陆阶段，若未及时修正，可能导致提前触地。（2）逆风切变

逆风切变指无人机在飞行过程中，水平方向上的风向变化使其处于逆风状态，即风矢量与无人机运动方向相反。此时，无论是在起飞阶段还是降落阶段，无人机的相对空速会突然增大，升力随之增大，导致机头抬升，如下图所示。相较于顺风切变，逆风切变的危害相对较小，但仍需警惕，因其可能改变飞行轨迹。无人机由小逆风区进入大逆风区，或由顺风区进入逆风区时，均可能触发逆风切变。（3）侧风切变

侧风切变是指无人机从一种侧风或无侧风状态进入另一种明显不同的侧风状态的情况。在着陆过程中，侧风切变会使无人机向左或向右偏航，发生侧滑、滚转或偏转而对不准跑道，如下图所示。（4）垂直风切变

垂直风切变特指无人机在垂直方向上遭遇的风速或风向变化，通常表现为上升或下降气流的突然变化。这种切变可能导致无人机突然下沉或上升，尤其在低空风切变中，强烈的垂直风切变（如下冲气流）可能直接导致无人机失速或撞击地面，如下图所示。3.锋面天气的影响

锋面天气是指冷暖空气团相遇形成的过渡区域（锋面）附近出现的天气现象。锋面是两种不同性质气团（如冷空气与暖空气）的交界地带，其宽度在近地面数十千米至数百千米，高空可达400km。根据锋面两侧气团的运动方向，可将其分为冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋等类型，如下图所示。锋面天气通常伴随云层、降水、大风、湍流、结冰等复杂气象现象，对飞行安全有显著影响。（1）冷锋

冷锋由冷气团主动推动暖气团移动，常伴随强风和温度骤降，见下图。急行冷锋因锋面坡度陡峭，冷气团快速楔入导致暖气团剧烈抬升，可能引发阵性降水、龙卷风或冰雹，对无人机的稳定性构成严重威胁。此外，冷锋过境后气温骤降，易产生冻雨或明冰附着于无人机表面，这会增加无人机重量并破坏气动外形，同时低温可能降低电池性能，缩短续航时间。（2）暖锋

暖锋以缓慢速度移动，暖气团沿冷气团上滑形成层状云系（如卷层云、高层云），伴随连续性降水（雨、雪），见下图。这种天气条件下，无人机若长时间飞行可能面临积冰风险，尤其当暖气团不稳定时，可能发展为积雨云并引发雷暴。此外，暖锋前的雾气（如锋面雾）会显著降低能见度，增大导航误差，气温升高导致的空气密度降低可能影响升力和推力稳定性。（3）准静止锋

准静止锋因冷暖气团势力相当，锋面移动缓慢，常伴随连绵阴雨和低能见度。我国江淮地区的梅雨季节即由准静止锋引起。在这种天气条件下，无人机需频繁调整飞行高度以避开云层，这会增加能耗和事故风险。此外，准静止锋常与地形结合形成地形锋，导致局部强风或降雪，进一步加剧飞行颠簸和增大起降难度。（4）锢囚锋

锢囚锋是一种特殊的锋面结构，是“冷气团追上暖气团”的产物。其形成过程是：当冷锋移动速度快于暖锋，追上并“锢囚”（即抬升）暖气团，使得暖气团气被迫上升至高空，冷气团在地面“卡住”了暖气团，导致暖气团居高不下，被困在高空。在航空领域，锢囚锋被视为重大气象危险区。无人机在穿越锢囚锋时可能遭遇剧烈颠簸、强风和冰雹，甚至触发雷电。此外，锢囚锋的复杂云层结构可能掩盖实际天气状况，从而导致误判。

明冰形成条件：温度0～-10℃的混合云层或冻雨，由过冷大水滴（直径>100µm）与机体表面接触，冻结速度较慢，水滴形成薄层水膜并顺气流流动后冻结；特征：透明光滑冰层，可能在机翼前缘形成“水膜”导致气动失速。

毛冰形成条件：温度-10～-20℃的寒冷云层，由过冷雾滴（直径<20µm）或极小过冷水滴在机体表面直接冻结，冻结速度极快；特征：棉絮状冰，显著破坏机体表面光滑性，导致升力下降、阻力剧增，增加油耗和爬升难度。

白冰形成条件：温度-5～-15℃的过冷云或混合云，为明冰和毛冰的混合体；特征：兼具两者特征，比单一类型积冰更难预测和处理。4.积冰的影响

积冰是指无人机机体表面某些部位聚集冰层的现象。积冰主要是由于过冷水滴或降水中的过冷雨滴碰到机体后冻结形成的，也可由水汽直接在机体表面凝华而成。

积冰主要分为3类：冰、雾凇和霜。（1）冰

冰有明冰、毛冰、白冰。（2）雾凇

雾凇是飞机积冰中的一种特殊类型。它由过冷雾滴（极细小的过冷却水滴）或微小的水汽在机体表面直接凝华（气态直接转为固态）形成。外观呈白色或乳白色，表面极其粗糙，通常呈棉絮状或霜状。雾凇形成的棉絮状结构会导致机体表面粗糙度剧增，阻力显著上升，升力下降，严重时导致失速。（3）霜

霜是由于水气凝结产生的白色小冰晶层，霜本身重量轻且黏附力较弱，振动时容易从机体表面脱落。5.湍流的影响

湍流是流体流动从层流向过渡流发展的最终阶段。当流速增加时，原本有序的层状流动逐渐被破坏，流场中出现随机涡旋和三维流场混合现象（见图下）。当大气湍流的尺度与无人机的尺度接近时，容易引起无人机升力和迎角发生显著变化，造成机体颠簸，这种尺度的大气湍流称为飞行湍流。（1）热力湍流

热力湍流是由地表温度分布不均引起的空气对流运动，主要与水平或垂直方向的温度差异相关。其强度受地形、季节和时间影响显著，例如白天午后因太阳辐射导致陆地升温快于海洋，形成强烈的热力湍流；夜间则因地表冷却较快而导致陆地与海洋温差变小，从而减弱热力湍流。热力湍流常见于平原、沙地或水塘交界处，其强度与地表热力性质差异成正比，是大气边界层中重要的扰动机制之一。（2）动力湍流

动力湍流由风速或风向的不规则变化、气流越过山地等障碍物或地面粗糙度差异引起，常见于复杂地形区域（如山区、城市建筑群）。其核心特征是风速梯度和方向变化导致的空气扰动。动力湍流的强度与风速大小、地表粗糙度及地形起伏密切相关，例如强风通过山脊时可能产生强烈的动力湍流。动力湍流对航空、风电等领域影响很大，需通过气象模型和观测数据进行预测和规避。（3）晴空湍流

晴空湍流是高空无云或晴朗天气下由风切变、重力波或大气层结不稳定引起的湍流，通常出现在急流附近或高空急流与静止空气的交汇区。其特点在于难以预测且强度剧烈，常会引起机体剧烈颠簸，对航空安全构成重大威胁。晴空湍流的形成与高空风速梯度、大气层结的非线性变化密切相关，是航空气象预报中的关键难点之一。（4）山地湍流

山地湍流是气流在“翻山越岭”时因摩擦作用在山坡上产生涡旋形成的，如右图所示。这种涡旋的高度一般不高，常常贴附在山坡上。迎风坡湍流因为山体的阻挡一般不会移动，背风坡的湍流则会一边形成，一边随气流移动，最后逐渐消失。气流越山时还可能在山顶和背风坡上空出现湍流，这是由于气流过山时山顶风速大，背风坡风速小，在垂直方向上存在风切变。因此一般背风坡湍流较强，且伸展高度较高。（5）尾涡湍流

尾涡湍流由飞行器飞行时翼尖产生的涡流引起（见右图），其强度与飞行器重量、速度及翼展相关。尾涡湍流对其下游飞行器构成潜在危险，尤其在密集起降机场，需通过保持安全距离（如“尾流间隔”）和调整飞行程序来规避。湍流易造成机体在飞行中颠簸，无人机的各种零部件需要经受忽大忽小的载荷变化，颠簸越剧烈，载荷变化越大。当超过无人机能承受的临界值时，某些部件就会变形或受损。此外，湍流导致无人机出现颠簸时，无人机的高度、速度、飞行姿态会发生不规则变化，有可能会出现无人机失控，酿成事故。6.云的影响

低云层会显著降低能见度，妨碍无人机的起飞、降落及着陆操作。能见度极差，可能导致机场关闭或复飞失败。此外，在低云遮蔽下着陆时，若航向未对准跑道，可能因高度过低而无法修正，进而引发事故。

此外，云层覆盖会影响传感器的性能，降低无人机的检测和避障能力，尤其在厚云层中，目标可能无法成像。雾天（能见度<800m）可能会加剧这一问题，导