《航空氣象學(xué)》課件2 基本氣象要素

1、第二節(jié) 基本氣象要素第一章大氣的狀態(tài)及其運(yùn)動(dòng)氣象要素表示大氣狀態(tài)的物理量和物理現(xiàn)象通稱為氣象要素。 氣溫、氣壓、濕度等物理量是氣象要素，風(fēng)、云、降水等天氣現(xiàn)象也是氣象要素 主要內(nèi)容一、氣溫 二、氣壓 三、空氣濕度 四、基本氣象要素與飛行 一、氣 溫（一）氣溫的概念 （二）氣溫變化的基本方式 （三）局地氣溫的變化 （一）氣溫的概念 氣溫： 是表示空氣冷熱程度的物理量 它實(shí)質(zhì)上是空氣分子平均動(dòng)能 大小的宏觀表現(xiàn) 三種溫標(biāo)的關(guān)系攝氏度與華氏度的換算： （二）氣溫變化的基本方式1.氣溫的非絕熱變化 2.氣溫的絕熱變化 1.氣溫的非絕熱變化 非絕熱變化： 指空氣塊通過(guò)與外界的熱量交換 而產(chǎn)生的溫度變化

2、非絕熱變化的方式主要有以下幾種： （1） 輻射 （2）亂流 （3）水相變化 （4）傳導(dǎo)輻射的概念輻射： 指物體以電磁波的形式 向外放射熱量的方式 亂流的概念亂流： 空氣無(wú)規(guī)則的小范圍渦旋運(yùn)動(dòng)， 亂流使空氣微團(tuán)產(chǎn)生混合，氣 塊間熱量也隨之得到交換。水 相 變 化水相變化： 指水的狀態(tài)變化，水通過(guò)相變 釋放熱量或吸收熱量， 引起氣 溫變化。傳導(dǎo)的概念傳導(dǎo)： 依靠分子的熱運(yùn)動(dòng)將熱量從 高溫物體直接傳遞給低溫 物體的現(xiàn)象2.氣溫的絕熱變化 絕熱變化： 空氣塊與外界沒(méi)有 熱量交換，僅由于 其自身內(nèi)能增減而 引起的溫度變化。 絕熱變化過(guò)程絕熱變化過(guò)程有兩種情況 （1）干絕熱過(guò)程 （2）濕絕熱過(guò)程干絕熱過(guò)程

3、在絕熱過(guò)程中，如果氣塊內(nèi)部沒(méi)有水相的變化，叫干絕熱過(guò)程（ 即干空氣或未飽和空氣的絕熱過(guò)程） 干絕熱直減率 d1/100m干絕熱過(guò)程濕絕熱過(guò)程在絕熱過(guò)程中，如果氣塊內(nèi)部存在 水相變化，叫濕絕熱過(guò)程 濕絕熱直減率，用m表示 m= 0.40.7/100m 不同溫度、氣壓下的m值（/100m） t m p-20 -10 0 10 2010000.860.760.630.540.447000.810.690.560.470.385000.760.620.480.410.33實(shí)際大氣中的溫度變化當(dāng)氣塊作水平運(yùn)動(dòng)或靜止不動(dòng)時(shí)，非絕熱變化是主要的，當(dāng)氣塊作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，絕熱變化是主要的。（三）局地氣溫的變化 .

4、局地氣溫的周期變化 日較差-一日中氣溫最高值與最低值之差 年較差-最熱月的平均溫度與最冷月的平均溫度之差 圖1-6 北京十月份氣溫平均日變化 圖1-7 北京、廣州氣溫的年變化 .局地氣溫的非周期變化由于大規(guī)模冷暖空氣運(yùn)動(dòng)和陰雨天氣的影響 而產(chǎn)生的溫度變化，沒(méi)有周期性。二、氣 壓 氣壓即大氣壓強(qiáng)，是指與大氣相接觸的面上，空氣分子作用在每單位面積上的力 氣壓的單位百帕：hPa毫米汞柱：mmHg英寸：inches 1個(gè)大氣壓 = 1013.25 hPa = 760 mmHg = 29.92 inches主要內(nèi)容（一）氣壓隨高度的變化（二）航空上常用的幾種氣壓 （三）氣壓與高度 （四）氣壓的水平分布特

5、點(diǎn) 水平氣壓場(chǎng) （一）氣壓隨高度的變化靜力學(xué)方程 dp=-gdz 氣壓總是隨高度而降低的高度越高，氣壓隨高度降低得越慢 （二）航空上常用的幾種氣壓本站氣壓修正海平面氣壓場(chǎng)面氣壓標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓1.本站氣壓本站氣壓是指氣象臺(tái)氣壓表直接測(cè)得的氣壓 由于各測(cè)站所處地理位置及海撥高度不同，本站氣壓常有較大差異。2.修正海平面氣壓修正海平面氣壓是由本站氣壓推算到同一地點(diǎn)海平面高度上的氣壓值 海撥高度大于1500米的測(cè)站不推算修正海平面氣壓 3.場(chǎng) 面 氣 壓場(chǎng)面氣壓指著陸區(qū)（跑道入口端）最高點(diǎn)的氣壓 場(chǎng)面氣壓是由本站氣壓推算出來(lái)的 4.標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓大氣處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的海平面氣壓稱為標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓標(biāo)準(zhǔn)海平

6、面氣壓值為1013.25hPa或760mmHg （三）氣壓與高度1、飛機(jī)上常用的測(cè)高方法及特點(diǎn)2、飛行中常用的氣壓高度 飛機(jī)上常用的測(cè)高方法及特點(diǎn)無(wú)線電高度表測(cè)高 較精確地測(cè)得飛機(jī)距地表的距離氣壓式高度表測(cè)高 根據(jù)氣壓隨高度 變化原理可以表 示飛機(jī)相對(duì)高度 的高低。飛行中常用的氣壓高度場(chǎng)面氣壓高度（QFE）標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓高度（QNE） 修正海平面氣壓高度（QNH） 1.場(chǎng)面氣壓高度（QFE）飛機(jī)相對(duì)于起飛或著陸機(jī)場(chǎng)跑道 的高度按場(chǎng)壓來(lái)拔正氣壓式高度表用場(chǎng)面氣壓設(shè)定高度表2.標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓高度（QNE）指相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)海平面（氣壓為 760mmHg或1013.25hPa）的高度 飛機(jī)在航線上飛行 時(shí)

7、使用 3.修正海平面氣壓高度（QNH） 高度表指示高度減去機(jī)場(chǎng)標(biāo)高就 等于飛機(jī)距機(jī)場(chǎng)跑道面的高度 圖1-9 各種氣壓高度示意圖 （四）水平氣壓場(chǎng)水平氣壓場(chǎng)定義水平氣壓場(chǎng)常見(jiàn)的基本形式水平氣壓梯度 水平氣壓場(chǎng)水平氣壓場(chǎng)指某一水平面上的氣壓分布 將海拔高度在1500m以下的各氣象觀測(cè)站推算出的海平面氣壓填在一張圖上，繪出等壓線，則可顯示海平面上的氣壓分布 水平氣壓場(chǎng)常見(jiàn)的基本形式低壓低壓槽（槽線）高壓高壓脊（脊線）鞍形氣壓區(qū) 圖1-10 水平氣壓場(chǎng)的基本形式 天氣圖實(shí)例水平氣壓梯度大?。篏n= -P/N方向：垂直于等壓線，從高壓指向低壓。水平氣壓梯度水平氣壓梯度的識(shí)別在天氣圖上，等壓線越密的地方，

8、氣壓梯度越大三、空 氣 濕 度 空氣濕度就是用來(lái)量度空氣中水汽含量多少或空氣干燥潮濕程度的物理量。（一）常用的濕度表示方法1.相對(duì)濕度 2.露點(diǎn)（td）3.氣溫露點(diǎn)差（t-td） 1.相對(duì)濕度 相對(duì)濕度定義為空氣中的實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比，即 =e/E100% 溫度（C）30252015105051015202530E（hPa）0.50.81.31.92.94.26.18.712.317.023.431.742.4不同溫度下的飽和水氣壓相對(duì)濕度的物理意義相對(duì)濕度的大小直接反映了空氣距離飽和狀態(tài)的程度（ 空氣的潮濕程度）相對(duì)濕度的大小取決于兩個(gè)因素： 空氣中的水汽含量和溫度2.

9、露點(diǎn)（td）當(dāng)空氣中水汽含量不變且氣壓一定時(shí)，氣溫降低到使空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度，稱為露點(diǎn)溫度，簡(jiǎn)稱露點(diǎn)。3.氣溫露點(diǎn)差（t-td）氣溫減去露點(diǎn)就是氣溫露點(diǎn)差氣溫露點(diǎn)差表示了空氣的干燥潮濕程度氣溫露點(diǎn)差越小，空氣越潮濕。 （二）空氣濕度的變化1.空氣中水汽含量的變化 白天大于晚上，夏季大于冬季 2.空氣飽和程度的變化 早晨大午后小，冬季大夏季小 四、基本氣象要素與飛行 （一）氣體狀態(tài)方程 （二）基本氣象要素變化對(duì)空氣 密度的影響 （三）密度高度 （四）基本氣象要素變化對(duì)飛行 的影響 （一）氣體狀態(tài)方程實(shí)際大氣常用的狀態(tài)方程 P=R比T 為空氣密度 R比是比氣體常數(shù)（二）基本氣象要素變化對(duì) 空氣密度的影響空氣密度與氣壓成正比空氣密度與氣溫成反比 水汽含量越大空氣密度越小濕度對(duì)飛行的影響由于濕度高空氣的密度小，所以飛機(jī)起飛滑跑距離增長(zhǎng)，爬升率下降，著陸速度增大，載重量減小。（三）密度高度密度高度是指飛行高度上的實(shí)際空氣密度在標(biāo)準(zhǔn)大氣中所對(duì)應(yīng)的高度 低密度高度能增加飛機(jī)操縱的效率，而高密度高度則降低飛機(jī)操縱的效率。 （四）基本氣象要素變化對(duì)飛行的影響 1.對(duì)高度表指示的影響 2.對(duì)空速表指示的影響 3.對(duì)飛機(jī)飛行性能的影響1.對(duì)高度表指示的影響氣壓對(duì)高度表指示的影響 溫度對(duì)高度表指示的影響垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)高度表指示的影響 氣壓誤差示意圖溫度