《无人机事故现场航拍技术》课件——第9讲 航空气象
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第9讲：航空气象
目录
CONTENTS
1 大气性质要素 2 空气运动状况要素
3 大气稳定度
4
大气现象要素
大气性质要素
无人机在大气中飞行，依靠大气产生升力
气象基本知识点 气象对无人机飞行的影响
发生在天空中的风、云、 雨、雪、雾、电闪雷鸣等 一切大气的物理现象
气象
大气性质要素
气象要素对飞行及安全影响重大，是限制飞行的主要因素之一
目录
CONTENTS
1 大气性质要素 2 空气运动状况要素
3 大气稳定度
4
大气现象要素
空气运动状况要素
地表冷热不均，受热空气膨胀上升， 遇冷则收缩下沉，进而产生了大气的升降运动
温度越高，大气对流运动越明 显，赤道地区对流效果最明显
空气运动状况要素
地球自传 ➜ 地转偏向力 影响大气Байду номын сангаас
形成 三圈环流 北纬30°到赤道之间 形成 东北信风
飞行器相对于其 周边空气介质的 速度，称为
全无植被的地形的上升气流会产生
，
导致飞行员飞过预期的着陆点
一大片水或稠密植被的地区之上
会产生
，导致飞行员着
陆在不到预期的着陆点
空气运动状况要素
是指风的来向，最多风向是指在规定时间段内出 现频数最多的风向
在气象观测中 风的方向分为较细的 海上多用36个方位表示
空气运动状况要素
在高空则用角度表示 用角度表示风向，是把圆周分成360° 北风（N）是0°（即360°）
大风吹过突然失控的无人机
因大风而炸机 因低温无功而返 因穿云而失联
大气性质要素
无人机作业前应了解天气状况: 通过气象站发布的天气预报 使用简易的地面测量仪器 参考当地原住民的丰富经验
大气性质要素
大气是一种物体
海拔越高空气越稀薄，18000ft 高度的大气质量为海平面上的一半
大气性质要素
可将大气看作一种混合物，它由三个部分组成：
推力增大，最大平飞速度的增加
大气性质要素
对飞机载重的影响：当气温高于标准大气 温度时,飞机的载重量是减少
对飞机机体的影响：影响飞机机体腐蚀的大 气因素是空气的相对温度、空气的温差
大气性质要素
气温的高低不同、竖向的温差变化，都对无人机产生影响
在无人机测绘工作的
空间，会有
的温差
1）无人机使用的 是 电池对温度敏感
空气运动状况要素
原来静止的空气产生垂直运动的作用力 按形成原因对流冲击力可分为： 热力对流冲击力 动力对流冲击力
空气运动状况要素
白天在
作用下，山岩地、沙
地、城市地区比水面、草地、农村升
温快，上空受热后温度高于周围空气
空气运动状况要素
原理：陆地吸收和散发热量比水面快
白天：风从海上刮来 因此叫海风
电池容量损失越快 会导致电池损坏
最佳工作温度
大气性质要素
2）高温影响电机的散热
小微型无人机多使用
（不是水冷却）控制温度
风冷对主板和电池的温度调节
3）无人机的部分
气温高于 35℃
适当减少作业时间， 避免 和 过热
，在高温的烘烤下容易 ， 、
大气性质要素
即
，是指与大气相接触的面上，
积上的力
作用在每单位面
百帕(hPa)毫米汞柱(mmHg)
大气性质要素
气压总是随 增加而降低的
海拔 ，气压 大气压力
起飞和着陆距离会 ，爬升率会
大气性质要素
主要的航行仪表。根据气 压随高度变化原理可以表 示飞机绝对高度的高低。
若飞机按气压式高度表指示高度 定高飞行，在飞向低压区时，飞 机的实际高度将逐渐降低
大气性质要素
东风（E）是90° 南风（S）是180° 西风（W）是270°
空气运动状况要素
根据风对地面物体或海面的影响程度
对风力的大小从弱到强将风力划分
为0到12，共
。即目前世
界气象组织所建议的分级
空气运动状况要素
自然界的风力实际可以超过12级 风力划分扩展到17级，总共
一般工业级无人机能抗
空气运动状况要素
低层大气的组成
干洁的空气的组成
大气性质要素
气温 气压 大气湿度
气温、气压和空气湿度的变化都会对飞机 性能和仪表指示造成一定的影响，主要通 过他们对空气密度的影响而实现
大气性质要素
空气密度与气温、压力的关系为： P=ρRT（大气状态方程）
表示空气冷热程度的物理 量。大气系统热量的主要 是吸收太阳辐射，太阳辐 射通过大气层时，有 24%直接被大气吸收
大气性质要素
摄氏温标（℃）：纯水冰点0℃，沸点100℃； 华氏温标（℉ ）：纯水冰点32 ℉，沸点212℉ ； 绝对温标（K）：绝对温度的零度是-273℃。
大气性质要素
对升限的影响：气温升高，所有飞机的升限都要减小 对滑跑距离的影响：气温升高,空气密度小,飞机增速慢，飞机的
离地速度增大，起飞滑跑距离增长 对最大平飞速度的影响：气温低时，空气密度大，飞机发动机的
大气湿度是表示大气中水汽含量多少的物理量, 与云、雾、降水等密切相关
常用下述表示湿度物理量表示：
大气性质要素
大气压力是大气中各种气体压力的总和
大气中的水汽所产生的那 部分压力称水汽压 单位用 hPa 表示
大气性质要素
单位体积空气中的水汽量 有一定限度，达到此限度， 空气就呈饱和状态
饱和空气的水汽压（E）称饱和水 汽压，也叫最大水汽压，超过这个 限度，水汽就要开始凝结
大气性质要素
实验和理论都可证明 饱和水汽压随温度的升高而增大 在不同的温度条件下，饱和水汽 压的数值是不同的
大气性质要素
空气中的实际水汽压 与同温度下的饱和水 汽压的比值
反映空气距离饱和的程度。当其接近 100%时，表明当时空气接近于饱和
水汽压不变时 气温升高 饱和水汽压增大 相对湿度会减小
大气性质要素
在空气中水汽含量、气压一定 时，使空气冷却达到饱和时的 温度，称露点温度
水汽含量愈多，露点愈高 露点也反映空气中水汽含量多 少的物理量
大气性质要素
在实际大气中，空气经常处于未饱和状态 露点温度常比气温低 （Td< T ）
因 此 ， 根 据 T 和 Td 的 差 值 ， 可以大致判断空气中水汽 距离饱和的程度
夜晚：风从陆上刮来 因此叫陆风
空气运动状况要素
是由于空气运动是受到 而引起的
如：山地迎风坡面对 空气的抬升等
空气运动状况要素
（1）在较低高度飞行，受上升气流或下沉气流影响导致颠簸
上升气流很 可能发生在 或 上空
下降气流经常 发生在 或 的区 域之上
空气运动状况要素
（2）接近地面的对流气流会影响飞行员控制飞机的能力
目录
CONTENTS
1 大气性质要素 2 空气运动状况要素
3 大气稳定度
4
大气现象要素
大气性质要素
无人机在大气中飞行，依靠大气产生升力
气象基本知识点 气象对无人机飞行的影响
发生在天空中的风、云、 雨、雪、雾、电闪雷鸣等 一切大气的物理现象
气象
大气性质要素
气象要素对飞行及安全影响重大，是限制飞行的主要因素之一
目录
CONTENTS
1 大气性质要素 2 空气运动状况要素
3 大气稳定度
4
大气现象要素
空气运动状况要素
地表冷热不均，受热空气膨胀上升， 遇冷则收缩下沉，进而产生了大气的升降运动
温度越高，大气对流运动越明 显，赤道地区对流效果最明显
空气运动状况要素
地球自传 ➜ 地转偏向力 影响大气Байду номын сангаас
形成 三圈环流 北纬30°到赤道之间 形成 东北信风
飞行器相对于其 周边空气介质的 速度，称为
全无植被的地形的上升气流会产生
，
导致飞行员飞过预期的着陆点
一大片水或稠密植被的地区之上
会产生
，导致飞行员着
陆在不到预期的着陆点
空气运动状况要素
是指风的来向，最多风向是指在规定时间段内出 现频数最多的风向
在气象观测中 风的方向分为较细的 海上多用36个方位表示
空气运动状况要素
在高空则用角度表示 用角度表示风向，是把圆周分成360° 北风（N）是0°（即360°）
大风吹过突然失控的无人机
因大风而炸机 因低温无功而返 因穿云而失联
大气性质要素
无人机作业前应了解天气状况: 通过气象站发布的天气预报 使用简易的地面测量仪器 参考当地原住民的丰富经验
大气性质要素
大气是一种物体
海拔越高空气越稀薄，18000ft 高度的大气质量为海平面上的一半
大气性质要素
可将大气看作一种混合物，它由三个部分组成：
推力增大，最大平飞速度的增加
大气性质要素
对飞机载重的影响：当气温高于标准大气 温度时,飞机的载重量是减少
对飞机机体的影响：影响飞机机体腐蚀的大 气因素是空气的相对温度、空气的温差
大气性质要素
气温的高低不同、竖向的温差变化，都对无人机产生影响
在无人机测绘工作的
空间，会有
的温差
1）无人机使用的 是 电池对温度敏感
空气运动状况要素
原来静止的空气产生垂直运动的作用力 按形成原因对流冲击力可分为： 热力对流冲击力 动力对流冲击力
空气运动状况要素
白天在
作用下，山岩地、沙
地、城市地区比水面、草地、农村升
温快，上空受热后温度高于周围空气
空气运动状况要素
原理：陆地吸收和散发热量比水面快
白天：风从海上刮来 因此叫海风
电池容量损失越快 会导致电池损坏
最佳工作温度
大气性质要素
2）高温影响电机的散热
小微型无人机多使用
（不是水冷却）控制温度
风冷对主板和电池的温度调节
3）无人机的部分
气温高于 35℃
适当减少作业时间， 避免 和 过热
，在高温的烘烤下容易 ， 、
大气性质要素
即
，是指与大气相接触的面上，
积上的力
作用在每单位面
百帕(hPa)毫米汞柱(mmHg)
大气性质要素
气压总是随 增加而降低的
海拔 ，气压 大气压力
起飞和着陆距离会 ，爬升率会
大气性质要素
主要的航行仪表。根据气 压随高度变化原理可以表 示飞机绝对高度的高低。
若飞机按气压式高度表指示高度 定高飞行，在飞向低压区时，飞 机的实际高度将逐渐降低
大气性质要素
东风（E）是90° 南风（S）是180° 西风（W）是270°
空气运动状况要素
根据风对地面物体或海面的影响程度
对风力的大小从弱到强将风力划分
为0到12，共
。即目前世
界气象组织所建议的分级
空气运动状况要素
自然界的风力实际可以超过12级 风力划分扩展到17级，总共
一般工业级无人机能抗
空气运动状况要素
低层大气的组成
干洁的空气的组成
大气性质要素
气温 气压 大气湿度
气温、气压和空气湿度的变化都会对飞机 性能和仪表指示造成一定的影响，主要通 过他们对空气密度的影响而实现
大气性质要素
空气密度与气温、压力的关系为： P=ρRT（大气状态方程）
表示空气冷热程度的物理 量。大气系统热量的主要 是吸收太阳辐射，太阳辐 射通过大气层时，有 24%直接被大气吸收
大气性质要素
摄氏温标（℃）：纯水冰点0℃，沸点100℃； 华氏温标（℉ ）：纯水冰点32 ℉，沸点212℉ ； 绝对温标（K）：绝对温度的零度是-273℃。
大气性质要素
对升限的影响：气温升高，所有飞机的升限都要减小 对滑跑距离的影响：气温升高,空气密度小,飞机增速慢，飞机的
离地速度增大，起飞滑跑距离增长 对最大平飞速度的影响：气温低时，空气密度大，飞机发动机的
大气湿度是表示大气中水汽含量多少的物理量, 与云、雾、降水等密切相关
常用下述表示湿度物理量表示：
大气性质要素
大气压力是大气中各种气体压力的总和
大气中的水汽所产生的那 部分压力称水汽压 单位用 hPa 表示
大气性质要素
单位体积空气中的水汽量 有一定限度，达到此限度， 空气就呈饱和状态
饱和空气的水汽压（E）称饱和水 汽压，也叫最大水汽压，超过这个 限度，水汽就要开始凝结
大气性质要素
实验和理论都可证明 饱和水汽压随温度的升高而增大 在不同的温度条件下，饱和水汽 压的数值是不同的
大气性质要素
空气中的实际水汽压 与同温度下的饱和水 汽压的比值
反映空气距离饱和的程度。当其接近 100%时，表明当时空气接近于饱和
水汽压不变时 气温升高 饱和水汽压增大 相对湿度会减小
大气性质要素
在空气中水汽含量、气压一定 时，使空气冷却达到饱和时的 温度，称露点温度
水汽含量愈多，露点愈高 露点也反映空气中水汽含量多 少的物理量
大气性质要素
在实际大气中，空气经常处于未饱和状态 露点温度常比气温低 （Td< T ）
因 此 ， 根 据 T 和 Td 的 差 值 ， 可以大致判断空气中水汽 距离饱和的程度
夜晚：风从陆上刮来 因此叫陆风
空气运动状况要素
是由于空气运动是受到 而引起的
如：山地迎风坡面对 空气的抬升等
空气运动状况要素
（1）在较低高度飞行，受上升气流或下沉气流影响导致颠簸
上升气流很 可能发生在 或 上空
下降气流经常 发生在 或 的区 域之上
空气运动状况要素
（2）接近地面的对流气流会影响飞行员控制飞机的能力