航空气象复习整理

1、航空气象航空气象是干什么的？航空气象学是气象学科的分支，属于应用气象学，主要研究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服务的技术和方法的一门学科。民用航空气象正是直接服务于航空公司、空中交通管理系统和机场，间接服务于旅客公 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，其中P为空气密度，V为飞机的空速，S为机翼面积，Cy 飞机的升力系数阻力公式xy%，其中ex飞机的阻力系数风对起飞和着陆的影响飞机的起飞和着陆性能是指起飞(着陆)滑跑的时间和距离。这些性能决定了机场的需 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为V

2、0-u。则滑跑时间为:t=(V0-u)/a滑跑距离为：L=(V0-u)A2/(2a),其中a为飞机滑跑时的平均加速度无风：t0=V0/a，L0=V0A2/(2a)逆风与无风时相比：t/t0=1-u/V0, L/L0=(1-u/V0)A2取逆风时 u=10m/s,V0=100m/s 则 t/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%。逆风起飞对离地速度小的飞机几 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一定的油量，以一定飞行状态飞行时，续航时间(t)，地速(W)与航程(

3、L)之间的关系为：L=Wt假设飞机的空速为V，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-u,则 Lha=(V-u)t=L0(1-u/V)正侧风时：W=(V2-u2)0.5,则航程 Lp 为：Lp=(V2-u2)0.5t=L0 (1-u2/V2)0.5t=L0(1-0.5*u2/V2)所以：LtaL0 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、减少燃油消耗、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，需进行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

4、最经常的三个气象要素在日常的飞行活动中，所谓的“机场关闭”、机场开放，就气象条件而言，一般是以云高和能见度为标准飞机能否安全地起飞着陆和飞行，决定于多种因素，就气象条件来说，主要取决于云的高低、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、结构特点等有密切关系在有些云中飞行时，若气象条件恶化、可产生颠簸、积冰等现象而飞越锋面云系或遭遇雷暴、误入积雨云等，对飞机飞行影响更加严重淡积云对飞行的影响（1）云上飞行比较平稳；（2）若云量较多时，在云下或云中飞行有轻微颠簸；（3）云中飞行时，由于光线忽明忽暗，还容易引起疲劳。浓积云对飞行的影响（1）在云下、云中和云体

5、附近飞行常有中度到强烈颠簸；（2）云中飞行有强积冰；（3）由于云内水滴浓密，能见度十分恶劣，通常不超过20米。积雨云的主要特征（1）云体十分高大，象大山或高峰；（2）云顶有白色的纤维结构，有时扩展成马鬃状或铁砧状；（3）云底阴暗混乱，有时呈悬球状、滚轴状或弧状；（4）常伴有雷电、狂风、暴雨等恶劣天气。积雨云对飞行的影响（1）云中能见度极为恶劣（2）飞机积冰强烈（3）在云中或云外都会遇到强烈的颠簸（4）在云中或云外会有雷电袭击和干扰（5）暴雨、冰雹、狂风和强烈的下冲气流都可能危及飞行安全。雨层云对飞行的影响（1）云中飞行平稳，但能见度恶劣；（2）长时间云中飞行可产生中度到强度的积冰；（3）暖季云

6、中可能隐藏着积雨云，会给飞行安全带来严重危险。降水对飞行的影响（1）降水使能见度减小（2）大雨和暴雨使发动机熄火（3）大雨恶化飞机气动性能（4）降水会造成飞机积冰（5）在积雨云区及附近飞行可能遭雹击（6）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；利好因素则是削弱和消除 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。跑道能见度在飞机接地点，从飞行员（位于跑

7、道中线的飞机里）眼睛的平均高度（规定为5 m）上，观察起飞或着陆方向，能看清跑道或表示跑道的专用灯光或标志物的最远距离。15.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别跑道视程是在飞机着陆端用仪器自动测定的；跑道视程一般只测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；跑道视程的探测高度在210米间。空中能见度空中能见度：飞行中从飞机上看到的周围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

8、态、机上视野和观测条件、观测者的视力状况三个因素。如果 驾驶舱的视野和观测条件能客观全面地判断大气状态，并且视力状况正常，那么空中能见度 只取决于大气状态。决定空中能见度的主要因子是大气状态，但飞行速度等对空中能见度也有影响。因此空 中能见度与地面能见度在很多情况下不一致，这是因为：空中观测是飞行人员在运动着的飞机上隔着座舱玻璃进行的。由于飞机的运动，观测 者所观测到的目标的轮廓时刻都在变化，而座舱玻璃又对光线有影响，这些都可能增加观测 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，背景情况比较复杂。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

9、会因为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 过的气层的透明度也在不断地变化，如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雷暴的种类和特征(见PPT.CH2.2.1.2)根据结构可以分为：一般雷暴，强烈雷暴根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颠簸积冰(3)雹击(4)雷电的危害下击暴流(downburst)安全飞过雷暴区的一般方法绕过或从云隙穿过从云上飞过(3)从云下通过高空急流的定义急流是位于对流层上层或平流层中的强而窄的气流，其中

10、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米/秒，垂直切 变量级为每千米510米/秒；急流区的风速下限为30米/秒；沿急流轴有一个或多个风速 最大区。急流的种类温带急流(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，节省燃料；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。容易产生飞机颠簸。大气湍流的种类根据湍流的成因，并考虑航空上判断的需要，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

11、是指出现在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，飞行员难于事先发现，对飞行威胁很大晴空湍流的成因与强风切变有密切关系影响颠簸强度的因子湍流强度(2)飞行速度(3)飞机的翼载荷飞机积冰的基本条件气温低于0C(2)飞机表面的温度低于0C(3)有温度低于0C的水滴(过冷水滴)存 在。飞机积冰的种类明冰 光滑透明、结构坚实。在0-10C的过冷雨中或大水滴组成的云中形成；雾淞不透明，表面粗糙。多形成在温度为-20C左右的云中；毛冰表面粗糙不平，冻结得比较坚固，像白瓷，形成在温度为-5-15C的云中；霜飞机由低于0 C的区域进入较暖的区域时，水汽在飞机表面上凝华而成。影响飞机积冰强度

12、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，如果外部温度低于+15 C，则会在发动机 进气口或汽化器上出现积冰。这样就会使进气量减少，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一致一一约为-30 C。油箱里的水在燃油系统里传输的 过程中很可能变成冰粒，这样就会阻塞滤油器、油泵和油路控制部件，引起发动机内燃油系 统的故障。32,飞机积冰的气候区划33.顺风切变沿航迹方向，风切变大于0（1）顺风增大（2）逆风减

13、小（3）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下击暴流和微下击暴流中强烈的下降气流和雷暴大风，及极强的垂直风切变和水平风切变对 飞机的起飞着陆有极大危害（1）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 开始偏离预定的下滑航迹上升（2）当飞机飞近下击暴流中心时，逆风逐渐减小到0，且

14、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，飞机迅速掉高度（3）当飞机飞越下击暴流中心后，下冲气流逐渐转至强的顺风，使飞机的空速较小，升力也随之减小，飞机继续掉高度，偏离预定航线俯冲如果飞机不是正好飞经下击暴流中心，那还要遇到强烈侧风的影响，操纵飞机就更加困难。对流性天气出现的三个基本条件（1）丰富的水汽含量和水汽供应来源（2）不稳定层结（3）足够的抬升机制形成云的基本条件（1）空气中要有足够的水汽（2）要有使空气中水汽凝结的冷却过程（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

15、、弱冷空气、日变化中的降温作用等；利好因素则是削弱和消除这些 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，温度的高低直接影响空气达到饱和时水汽量的大 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（1）日变化明显（2）季节变化明显（3）局地性强有利于辐射雾形成的条件（1）冷却条件（晴夜）（2）湿度条件（湿度大）（3）风力条件（微风13m/s）（4）层结条件（气层稳定）飞机积冰的预报（一）统计预报法1美国航空气象部门的统计模型2以

16、推断云中含水量为基础的积冰预报图3根据高空资料确定飞机的积冰区4根据我国的统计资料给出的预报方程（其中有无积冰预报的准确率达到80%，积冰强度预 报达到70%以上）（二）霜点法（亦称-8D法，修正公式准确率达到80%以上）（三）数值预报模式输出法定性预报雷暴过境时可根据气压突变和涌升来预报强风切变的出现。气压突变（涌升）10min后 风切变增强，强风切变持续时间不会超过23h冷锋过境至过境以后的5h内风切变最强，因此，飞行中应尽量避开冷锋影响本场的最初3h 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注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

17、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）云状的分布我国出现最多的云：卷云，高积云，层积云出现最多的低云（1）层积云：川黔地区最多，内蒙、南疆最少（2）积雨云：长江以南、青藏高原频率最大（3）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2、风速：（1）年平均风速在14米/秒之间（2）我国三个风速最大的地区地形平坦的中蒙边境，45米/秒；地势最高的青藏高原4米/秒左右；台湾海峡附近 的东南沿海，56米/秒3、大风：风速317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