大气层及地球有关知识

第三章航空器活动的环境及导航第一节航空器活动的环境iAtmosphericlevels对流层中间层平流层（电离层）热层对流层顶平流层顶中层顶8~11kmO3O3O3O3大气层：距海平面100千米以下

近地空间：100千米以上3000千米以下大气层包括：对流层、平流层、中间层、热层、外逸层对流层：从海平面到对流层顶平均11千米，赤道17千米左右，极地8千米左右平流层：距海平面11千米以上，55千米以下平流层与对流层特征不同的主要原因热量的来源不同对流层大气的热量主要来自于二氧化碳吸收地面的长波辐射平流层大气的热量主要来自于臭氧吸收太阳光中的紫外线。第三章第一节航空器活动的环境平流层对飞行的影响有利方面：气流平稳、空气干洁、能见度好、飞行阻力小，有利于大型飞机飞行。不利方面：发动机效率降低，飞机对操纵的反映迟缓。第三章第一节航空器活动的环境大气物理参数气压、温度、空气密度和音速。（1）大气压力两种表示方式:mmHg毫米汞柱、百帕（hPa）大气压力随着高度的增加而减小在密度不变的条件下，大气压力还随着温度的降低而降低第三章第一节航空器活动的环境Atsealevel,atmosphericpressureis1013.25hPaItdecreaseby1hPaevery28ft(9m)or1mmHgevery11m1013hPa1012hPa1011hPa1010hPa1009hPa1008hPa1hPa/28ft=1hpa/9mStandardICAOatmosphere第三章第一节航空器活动的环境温度随高度的变化图15°C-56°C11Z(km)t(°C)0-0.65℃

/100m（2）大气温度两种表示方式：绝对温度K、摄氏温度℃在对流层，大气的温度随高度的增加而线性下降，大约每升高1000米温度下降6.5℃第三章第一节航空器活动的环境（3）空气密度气态方程：P=ρRT空气密度随高度的增加而下降密度直接影响飞行的升力和阻力相对空气密度：某一高度上的空气密度与海平面的空气密度的比值。（4）音速受大气的温度和密度的影响，温度高音速大，密度高音速也大。在对流层音速随高度升高而减小，在同温层音速基本保持不变。a=第三章第一节航空器活动的环境国际标准大气ISA地球上地理位置不同大气的物理参数不同飞机的性能和物理参数有直接关系国际标准大气：航空器设计与制造的标准大气物理参数气压温度密度高度hPa°Ckg/m³feet1013151.225msl100014.31.21236495011.51.16317739008.61.11332438505.51.06347818002.31.0126394750-1.00.9608091700-4.60.9089882650-8.30.85511780600-12.30.80213801550-16.60.74715962500-21.20.69218289450-26.20.63520812400-31.70.57723574350-37.70.51826631300-44.50.45730065250-52.30.39533999200-56.50.32238662150-56.50.24144647100-56.50.16153083第三章第一节航空器活动的环境国际标准大气是以北半球中纬度地区的大气物理性质的平均值作为基础建立的，并假设空气是理想气体，满足理想气体方程：P0=RρT标准大气的基准是海平面高度,温度15℃、压强1013.25hPa（760mmHg）第三章第一节航空器活动的环境飞行高度

场压高度HQFE;修正海平面气压高度HQNH;标准气压高度HQNE第三章第一节航空器活动的环境影响飞行活动的天气云能见度雾降水风雷暴低空风切变晴空湍流第三章第一节航空器活动的环境影响飞行活动的天气（1）云：空气中水汽凝结成的可见形态按形态分为：积云和层云按高度分为：高云、中云和低云第三章第一节航空器活动的环境Typesofclouds云的危害云对飞行的影响主要是影响驾驶员的能见度由云而转变的雾雨、雷雨、冰雹也会给飞行带来一定的影响。天空中云的覆盖率可以分为4个等级，云在天空中的比例低于1/10称为晴，1/10~1/2称为散布云，6/10~9/10称为多云，9/10以上称为阴。(气象台报)天空中云的覆盖率可以分为5个等级，云在天空中的比例低于1/8称为晴，1/8~2/8称为少云，3/8~4/8称为疏云，5/8~7/8称为多云，8/8以上称为阴。(民航气象台报)第三章第一节航空器活动的环境Cumulus（积云）Stratocumulus（层积云）Stratus（层云）Altocumulus（高积云）Altostratus（高层云）Nimbostratus（雨层云）Cirrus（卷云）Cirrocummulus（卷积云）Cirrostratus（卷层云）ToweringCumulus（浓积云）Cumulonimbus（积雨云）8分制云量“FEW”表示1-2/8个量的云（或少云）；“SCT”表示3-4/8个量的云（或疏云）；“BKN”表示5-7/8个量的云（或多云）；“OVC”表示8/8个量的云（或阴天）。第三章第一节航空器活动的环境（2）能见度能见度:指观察者在白天辨认物体，在夜间辨认灯光的距离，用公里或米表示。当能见度在1500米以下时，提供跑道视程RVR(RunwayVisibilityRange)。跑道视程: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，能看到跑道道面上的标志或能看到跑道边灯或中线灯的最大距离。影响能见度的有:雾、烟、风沙、雨、雪。空中能见度分为水平能见度、垂直能见度、倾斜能见度。第三章第一节航空器活动的环境（3）雾雾：悬浮于近地面气层中的大量水滴或冰晶，使水平能见度小于1千米的现象。轻雾：能见度大于1千米而小于10千米的，称为轻雾。根据形成条件，雾可分为四种形式：辐射雾、平流雾、锋面雾、上坡雾等。对航空的最大影响：使能见度降低雾形成的三个条件：空气湿度、空气中有一定数量的微粒作为核心、温度下降。第三章第一节航空器活动的环境雾（4）降水形式：雨、雪、雹，取决于上空云层的垂直温度和地面温度分布情况。对航空的影响：降低能见度、影响跑道的性能、影响飞机的性能。第三章第一节航空器活动的环境雪（5）风：空气在地面的运动风对航空运行的影响：常年风向影响跑道方向起降：顺风不利，逆风适当有利，侧风不利巡航时：顺风时会使地速增加第三章第一节航空器活动的环境大尺度天气现象：全球大气的运动决定了地球上不同纬度地区的盛行风向，三个空气循环区第三章第一节航空器活动的环境中尺度天气现象：气团，在中等范围内，我们遇到的空气运动是由相同温度和湿度的空气组成一个整体的运动锋面：冷气团和暖气团相交。暖锋：热气团进入冷气团，移动较慢，持续时间较长，在这一带中 会形成很大的雾区和雨区。冷锋：冷气团进入热气团，移动较快，持续时间较短，会带来大 风，同时热空气的上升会带来雷雨天气和气流的颠簸。第三章第一节航空器活动的环境在暖锋中飞行可能遇到的危险是：能见度很坏，可能有浓雾云系范围大，穿越锋面或沿锋面飞行，主要靠仪表暖锋中容易产生严重积冰在Ns甚至As中可能隐藏雷暴云湍流比冷锋弱，最大湍流区紧贴锋面之上第三章第一节航空器活动的环境在冷锋中飞行可能遇到的危险是：在具有稳定性天气的冷锋区域飞行，与在暖锋区域飞行大体相同。在不稳定天气的冷锋区域飞行，常有强烈的湍流雷电恶劣的能见度近地面的大风积冰颠簸第三章第一节航空器活动的环境

在小范围内遇到的危险现象：雷暴：在空气中有大量水汽，上下温差很大时出现，它首先形成积云，然后在云中的水汽形成雨滴下降，下降的雨和上升的热气流相撞击，产生雷电。颠簸第三章第一节航空器活动的环境雷暴的生命史(b)成熟期：（约15分钟）

积雨云发展至颠峰，产生倾盆大雨并伴有雷电現象或强下沉气流，甚至会降冰雹或雪。自高空下降的冷气流到达地面时水平展开，常出現猛烈阵风。

(a)积云期：（5～15分钟）

此时云较周围空气暖，故云內空气加速上升，仅可见到上升气流且气流愈往上愈强。(c)消散期：（约15分钟）

由于地表降温，上升气流的来源减少，下降气流逐渐超过上升气流，最后仅剩下降气流，降水減弱，云层渐渐消散。第三章第一节航空器活动的环境雷暴中起飞第三章第一节航空器活动的环境在小范围内遇到的危险现象：雷暴颠簸：指大气中空气有不稳定气流的上下运动.常见的颠簸：表面湍流、风切变、晴空湍流、飞机后面的尾流第三章第一节航空器活动的环境晴空湍流风切变表面湍流常见的颠簸尾流第三章第一节航空器活动的环境尾流对后机的影响第三章第一节航空器活动的环境第二节地球的有关知识纬度：地球上某一点到地心连线和赤道平面的角度，就是这一点的纬度。纬线：把同样纬度连起来的线第三章第二节地球的有关知识经圈：包含地轴的平面与地球表面的交线称为经圈。经线：经圈的一段。主经线：通过伦敦格林尼治天文台的经线。经度：每一个地方的经线平面与主经线平面的夹角叫这一点的经度。第三章第二节地球的有关知识方向：地面一条线对参考基准线的角度关系。方位角：以参考基准线为基准，顺时针测量到水平面的给定的方向线的角度。第三章第二节地球的有关知识距离距离：地球表面两点之间连线的长度。大圆的周长=2πR=40030.267公里纬度每差10的距离：ΔS=经圈长度的一半/180=111公里公制：米，1米是通过巴黎经圈的四千万分之一航海、航空中使用海里：1海里的长度等于大圆上圆弧1分的长度1海里=1.852公里公制、英制换算：

1英寸=2.54厘米

1英尺=0.305米

1英里=1.609公里第三章第二节地球的有关知识航线航线：飞机从地球表面一点到另一点的预定路线航线角：以经线北端为基准顺时针到航线去向的角度航线距离：航线的地面距离大圆航线：地面上任何两点都可以和地心构成一个平面，这个平面和球面的交线连接这两个点的大圆。等角航线：以通过两航路点间的等角线作为航线的就叫等角航线。第三章第二节地球的有关知识（1）时间和时刻时间：运动的持续性和顺序性的度量，包含（时段、时刻）时段：时间的间隔时刻：事件的先后，表示事件发生的瞬间地球自转一周需要24小时第三节：地球运动与时间第三章第三节地球运动与时间（2）时间系统地方时：当地经线正对太阳的时刻为正午12时，正背太阳时刻为0时，每一条经线上的地方都有相对应的地方时。区时：全球分成24个时区，每一时区有一条标准经度，是150的倍数，由00起始共24条标准经度，在标准经度两侧7.50的地区构成一个时区，使用这个标准经度的地方时作为这个时区的区时。地球自西向东旋转第三章第