航空气象1基本气象要素

第二节基本气象要素第一章大气的状态及其运动气象要素•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（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：3259CF)32(95FC（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。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）•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）tγmp-20-100102010000.860.760.630.540.447000.810.690.560.470.385000.760.620.480.410.33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，空气分子作用在每单位面积上的力气压的单位•百帕：hPa•毫米汞柱：mmHg•英寸：inches1个大气压=1013.25hPa=760mmHg=29.92inches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•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。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•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•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%温度（C）－30－25－20－15－10－5051015202530E（hPa）0.50.81.31.92.94.26.18.712.317.023.431.742.4不同温度下的饱和水气压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）•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。（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P=ρR比Tρ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。1.说明、、、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？复习与思考题dm