航空气象 基本气象要素

传导的概念
传导： 依靠分子的热运动将热量从 高温物体直接传递给低温 物体的现象
2.气温的绝热变化
绝热变化： 空气块与外界没有 热量交换，仅由于 其自身内能增减而 引起的温度变化。
绝热变化过程
绝热变化过程有两种情况 （1）干绝热过程
（2）湿绝热过程
干绝热过程
•在绝热过程中，如果气块内部没有 水相的变化，叫干绝热过程（ 即干 空气或未饱和空气的绝热过程）
非绝热变化的方式
• 主要有以下几种： （1） 辐射 （2）乱流 （3）水相变化 （4）传导
辐射的概念
辐射： 指物体以电磁波的形式 向外放射热量的方式
乱流的概念
乱流： 空气无规则的小范围涡旋运动， 乱流使空气微团产生混合，气 块间热量也随之得到交换。
水 相变化
水相变化： 指水的状态变化，水通过相变 释放热量或吸收热量， 引起气 温变化。
• 相对湿度的大小取决于两个因素： 空气中的水汽含量和温度
2.露点（td）
当空气中水汽含量不变且气压一 定时，气温降低到使空气达到饱 和时的温度，称为露点温度，简 称露点。
3.气温露点差（t-td）
• 气温减去露点就是气温露点差 • 气温露点差表示了空气的干燥潮湿程度 • 气温露点差越小，空气越潮湿。
• 低密度高度能增加飞机操纵的效 率，而高密度高度则降低飞机操 纵的效率。
（四）基本气象要素变化对飞行 的影响
1.对高度表指示的影响 2.对空速表指示的影响 3.对飞机飞行性能的影响
1.对高度表指示的影响
• 气压对高度表指示的影响 • 温度对高度表指示的影响 • 垂直运动对高度表指示的影响
气压误差示意图
水平气压场常见的基本形式
• 低压 • 低压槽（槽线） • 高压 • 高压脊（脊线） • 鞍形气压区
图1-10 水平气压场的基本形式
天气图实例
水平气压梯度
• 大小：Gn= -ΔP/ΔN
• 方向：垂直于等压线，从高压指 向低压。
水平气压梯度
水平气压梯度的识别
• 在天气图上，等压线越密 的地方，气压梯度越大
2.修正海平面气压
• 修正海平面气压是由本站气压推算 到同一地点海平面高度上的气压值
• 海拨高度大于1500米的测站不推算 修正海平面气压
3.场 面 气 压
• 场面气压指着陆区（跑道入口端） 最高点的气压
• 场面气压是由本站气压推算出来 的
4.标准海平面气压
• 大气处于标准状态下的海平面气 压称为标准海平面气压
温度误差示意图
2.对空速表指示的影响
• 空气密度对空速表指示的影响 • 温度对空速表指示的影响
3. 对飞机飞行性能的影响
• 实际大气密度大于标准大气密度时 ，飞 机飞行性能变好 。
复习与思考题
1. 说明 、 、 d 、 m 的物理含意
2. 飞机按气压式高度表指示的一定高 度飞行，在飞向高压区时，其实际 高度如何变化？飞向低压区时情况 又如何？
气压的单位
• 百帕：hPa • 毫米汞柱：mmHg • 英寸：inches
1个大气压 = 1013.25 hPa = 760 mmHg = 29.92 inches
主要内容
（一）气压随高度的变化 （二）航空上常用的几种气压 （三）气压与高度 （四）气压的水平分布特点
——水平气压场
（一）气压随高度的变化
• 飞机在航线上飞行 时使用
3.修正海平面气压高度（QNH）
高度表指示高度减去机场标高就 等于飞机距机场跑道面的高度
图1-9 各种气压高度示意图
（四）水平气压场
1. 水平气压场定义 2. 水平气压场常见的基本形式 3. 水平气压梯度
水平气压场
• 水平气压场指某一水平面上的气压分布
• 将海拔高度在1500m以下的各气象观测 站推算出的海平面气压填在一张图上， 绘出等压线，则可显示海平面上的气压 分布
• 静力学方程 dp=-ρgdz
• 气压总是随高度而降低的 • 高度越高，气压随高度降低得越慢
（二）航空上常用的几种气压
• 本站气压 • 修正海平面气压 • 场面气压 • 标准海平面气压
1.本站气压
• 本站气压是指气象台气压表直接 测得的气压
• 由于各测站所处地理位置及海拨 高度不同，本站气压常有较大差 异。
（一）气温的概念
气温：
是表示空气冷热程度的物理量 它实质上是空气分子平均动能 大小的宏观表现
三种温标的关系
摄氏度与华氏度的换算：
F 9C32 5
C 5(F32) 9
（二）气温变化的基本方式
• 1.气温的非绝热变化 • 2.气温的绝热变化
1.气温的非绝热变化
非绝热变化： 指空气块通过与外界的热量交换 而产生的温度变化
温度（C） －30 －25 －20 －15 －10 －5 0
5
10 15 20 25 30
E（hPa） 0.5 0.8 1.3 1.9 2.9 4.2 6.1 8.7 12.3 17.0 23.4 31.7 42.4
相对湿度的物理意义
• 相对湿度的大小直接反映了空气距离 饱和状态的程度（ 空气的潮湿程度）
三、空 气 湿 度
空气湿度就是用来量度空气中水 汽含量多少或空气干燥潮湿程度 的物理量。
（一）常用的湿度表示方法
• 1.相对湿度 • 2.露点（td） • 3.气温露点差（t-td）
1.相对湿度
相对湿度定义为空气中的实际水 汽压与同温度下的饱和水汽压的 百分比，即
ƒ=e/E×100%
不同温度下的饱和水气压
第一章 大气的状态及其运动
第二节 基本气象要素
气象要素
• 表示大气状态的物理量和物理现象通称为 气象要素。
• 气温、气压、湿度等物理量是气象要素， 风、云、降水等天气现象也是气象要素
主要内容
一、气温 二、气压 三、空气湿度 四、基本气象要素与飞行
一、气 温
（一）气温的概念 （二）气温变化的基本方式 （三）局地气温的变化
（二）空气湿度的变化
1.空气中水汽含量的变化 白天大于晚上，夏季大于冬季
2.空气饱和程度的变化 早晨大午后小，冬季大夏季小
四、基本气象要素与飞行
（一）气体状态方程 （二）基本气象要素变化对空气
密度的影响 （三）密度高度 （四）基本气象要素变化对飞行
的影响
（一）气体状态方程
实际大气常用的状态方程
700 0.81 0.69 0.56 0.47 0.38
500 0.76 0.62 0.48 0.41 0.33
实际大气中的温度变化
• 当气块作水平运动或静止不动时， 非绝热变化是主要的，
• 当气块作垂直运动时，绝热变化 是主要的。
（三）局地气温的变化
１.局地气温的周期变化 日较差---一日中气温最高值与最
• 标准海平面气压值为1013.25hPa 或760mmHg
（三）气压与高度
1、飞机上常用的测高方法及特点 2、飞行中常用的气压高度
飞机上常用的测高方法及特点
• 无线电高度表测高 较精确地测得飞机距地表的距离
• 气压式高度表测高 根据气压随高度 变化原理可以表 示飞机相对高度 的高低。
飞行中常用的气压高度
P=ρR比T ρ为空气密度 R比是比气体常数
（二）基本气象要素变化对 空气密度的影响
• 空气密度与气压成正比
• 空气密度与气温成反比
• 水汽含量越大空气密度越小
湿度对飞行的影响
• 由于湿度高空气的密度小，所以飞机起 飞滑跑距离增长，爬升率下降，着陆速 度增大，载重量减小。
（三）密度高度
• 密度高度是指飞行高度上的实际 空气密度在标准大气中所对应的 高度
低值之差 年较差---最热月的平均温度与最
冷月的平均温度之差
图1-6 北京十月份气温平均日变化
图1-7 北京、广州气温的年变化
２.局地气温的非周期变化
• 由于大规模冷暖空气运动和阴雨天气的 影响 而产生的温度变化，没有周期性。
二、气 压
气压即大气压强，是指与 大气相接触的面上，Baidu Nhomakorabea气 分子作用在每单位面积上 的力
1. 场面气压高度（QFE） 2. 标准海平面气压高度（QNE） 3. 修正海平面气压高度（QNH）
1.场面气压高度（QFE）
• 飞机相对于起飞或着陆机场跑道 的高度
• 按场压来拔正气压式高度表
用场面气压设定高度表
2.标准海平面气压高度（QNE）
• 指相对于标准海平面（气压为 760mmHg或1013.25hPa）的高度
•干绝热直减率 γd≈1℃/100m
干 绝 热 过 程
湿绝热过程
•在绝热过程中，如果气块内部存在 水相变化，叫湿绝热过程
•湿绝热直减率，用γm表示 γm= 0.4～0.7℃/100m
不同温度、气压下的γm值（℃/100m）
t
γm -20 -10 p
0 10 20
1000 0.86 0.76 0.63 0.54 0.44