1-5章 航空气象学
第二讲-气象要素对飞行的影响(约120分钟)精选全文
等温层和逆温层
= 0时称为等温层， ＜0时称为逆温层。
（二）大气分层及各层的特点
❖ 根据气层气温的垂直分布特点将大气可分为：
❖ 对流层（troposphere） ❖ 平流层（stratosphere） ❖ 中间层（mesosphere） ❖ 暖层（thermosphere） ❖ 散逸层（exosphere）
❖ （大气的结构插图）
大气的结构插图
γ<0 散逸层 γ>0 中间层 γ<0 平流层
γ>0 对流层
对流层 (troposphere)
对流层: 因为空气有强烈的对流运动而得名
对流层特点： • 1. 气温随高度升高而降低
平均气温垂直递减率γ≈0.65℃/100
m • 2. 气温、湿度的水平分布很不均匀 • 3. 空气具有强烈的垂直混合
雷达对本场强对流天气的侦测
气象卫星极端天气及航路天气的监测
❖激光测云及激光雷达探测风切变
激 光 测 云 仪
数值天气预报
银河II大型计算机
天河大型计算机
2 航空气象学定义
航空气象学：是气象学应用的一个分支，是研究
气象要素和天气现象对飞行技术装备及飞行活动的 影响、探讨飞行气象保障理论原理的一门学科。
二次反向着陆时只听见副驾驶大叫了一声：下降率太 高啦。
能见度： 2010年8月24日22时10分左右 伊春空难
事故时间： 北京时间22时10分左右
1.当晚9点伊春林都机场的航空气象定期观测报告（METAR）报文：
METAR ZYLD 241300Z 15001MPS 8000 NSC 13/13 Q1014 =
气象要素(weather elements)：指的是如气温、
航空气象学-航空天气报告
飞机报告的形式和内容
第二段（飞行资料） 预计到达时间 续航时间 第三段（气象资料） 气温（7） 风向风速（8） 颠簸情况（9）积冰情况（10） 补充信息（11）
2.编报方法
（1）航空器标志 用航空公司代码后跟航班号 如CCA1326 表示中国国际航空公司1326 航班
部分航空公司三字代码
航空公司名称 法国航空公司 芬兰航空公司
日常航空天气报告举例
MET REPORT ZGGG 150700Z 120/25KMH VIS 1000M HVY SHRA BKN （CB）1200M OVC1800M T26DP22 QNH991 =
日常航空天气报告举例
MET REPORT ZUGH 171500Z 160/10KMH VIS 800M RWY02 RVR 600M/D FG DZ BKN300M T08DP07 QNH1010 BECMG TL1600 A 火山灰 DU 浮尘 SA 扬沙 HZ 霾
PO 发展完好 的 沙卷或尘卷 SQ 飑 FC 漏斗云
（龙卷） DS 尘暴 SS 沙暴
现在天气
现在天气由简语组成，必要时加一 个合适的特征或强度或接近机场的 说明 “HVY TSRA”（强雷雨） 或“VCFG”（机场附近有雾），
强度和特点 描 述 词
降水
视程障碍
恶劣天气
FBL 小(轻)的 MI 浅的 MOD 中等的 BC 散片的 HVY 严重的 PR 部分的 VC 机场附近 DR 风吹起(低) （不含机场） BL 风吹起(高)
SH 阵性的 TS 雷暴 FZ 过冷却的
DZ 毛毛雨 RA 雨 SN 雪 SG 米雪 IC 冰针 PE 冰粒 GR 冰雹 GS 霰
跑道视程
编报为“RVR RWY16 TDZ 600M MID 500M END 400M”， 表 示 “ 跑 道 视 程 ， 16号跑道的接地带600 m， 中点500 m，停止端400 m”。
《航空气象学》教学大纲
天津市高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：电气测量课程代码：3433第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点《电气测量》是高等教育自学考试电气自动化专业的一门学科专业基础课。
它的主要研究对象是各种电磁量的测量方法、测量中所配置的仪表和仪器设备、各种仪表和仪器设备的结构与工作原理、测量时的操作技术以及如何对所测出的数据进行处理以求出测量结果和测量误差等问题。
电磁量是人的感官所不能察觉的物理量，对它进行测量离不开仪器仪表。
早期电气测量所使用的仪表都是机械式模拟仪表，以后由于电气技术、电子技术以及计算机技术的不断进步，电气测量仪表也得到了迅速的发展。
因此，现代电气测量技术研究范围既包括了传统的机械式和电子式的模拟指示仪表，也包括数字显示仪表、智能仪表、示波器及虚拟仪器等。
由于电气测量仪器仪表产品众多，作为一门专业基础课程，不能一一介绍，本门课程只通过典型结构，介绍相关仪器仪表的基本概念和基础知识。
二、课程目标与基本要求本课程的目标是使学生通过自学、实践训练和辅导考试，了解基本误差理论，初步具备一定的测量误差分析能力和测量数据的处理能力，掌握各种电气测量仪表的组成、结构、基本工作原理及使用方法。
在完成本课程的学习后，学生应达到以下基本要求：1、掌握测量误差理论和数据处理方法并能应用它们对测量数据进行科学处理。
2、掌握电流、电压、功率、电能、频率、相位、电路参数、磁场及磁性材料的基本测量原理。
3、掌握常用电流、电压、功率、电能、频率、相位、电路参数、磁场及磁性材料等测量仪器仪表的结构与工作原理。
4、熟练掌握电流、电压、功率、电能、频率、相位、电路参数、磁场及磁性材料等测量仪器仪表的使用方法。
三、与本专业其它课程的关系《电气测量》是电气自动化专业学生必修的专业基础课，与该专业《电路基础》、《电子技术基础》、《电力拖动及控制线路》《自动控制系统》等课程有着密切的关系，也是学生在今后工作岗位上所需要了解的必备知识。
航空气象学(教案)
航空气象学(教案)航空气象学理论提示：航空气象学是研究气象条件同飞行活动和航空技术之间的关系，航空气象保障的方式和方法，以及飞行器在地球大气层中飞行时的气象等问题的一门科学。
航空气象学属应用气象学范畴。
在实际工作中，航空气象的主要任务是保障飞行安全，提高航空效率，在不同的气象条件下，有效地运用航空技术，顺利完成飞行任务。
理论解释：一、T-LnP图1.1温度对数压力图及其分析实践内容：温度对数压力T-LnP图又称埃玛图(Emagram，是E nergy-per-unit-diagram的缩写)。
是一种热力学图解，图上的面积设计成与大气运动能量成正比。
该图解以温度为横坐标，以气压的对数为纵坐标，还有三组线条；层结曲线、干绝热线和湿绝热线、露点压力曲线。
使用该图解可以方便而清晰得分析大气层结特性及湿空气在升降过程中状态的变化，判断大气静力稳定性及对流不稳定性。
目前温度对数压力图仍是气象台站分析预报雷雨、冰雹等强对流天气的一种基本图表，在飞行方面是一种重要的判断飞行天气的工具。
根据资料在T-LnP图上绘出层结曲线、干绝热线和湿绝热线、露点压力曲线。
1.2实践目的：根据T-LnP图上状态曲线、层结曲线和露点压力曲线判断大气稳定度、判断热对流发生时间及其强度，分析出对流和层状云云顶高度、云底高度，估计对流云中垂直气流速度、垂直风场结构，低层能见度情况，分析积冰层高度和厚度。
1.3实践资料：选取资料库中所提供单站垂直方向上气压、气温、露点温度、风场资料。
1.4实践步骤和方法并据此写出实践报告：1）根据资料在给定的T-LnP图上点绘出层结曲线、状态曲线、露点压力曲线和高空风分布曲线。
2）分析正负不稳定能量、分析低空风切变情况、分析对流云和层状云顶高和低高、估计云中垂直气流速度、分析积冰层高度和厚度、分析低层能见度情况、进行热对流预计。
3）根据前面分析在实践报告中说明航路上飞跃积雨云需要的飞行高度层情况，说明开关防冰的飞行高度层情况，进入积雨云中时飞机的颠簸情况分析，飞机进出层状云的飞行高度层情况，飞机起飞和进近时可能遇到风切变的高度层情况，可能发生的热对流时间。
航空气象1 基本气象要素
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） • 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
0.76
0.69ห้องสมุดไป่ตู้
0.62
0.56
0.48
0.47
0.41
0.38
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 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
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。
航空气象学(教案)
常规雷达装置大体上由定向天线、发射机、接收机、天线控制器、显示器和照相装置、电子计算机和图象传输等部分组成。
3）空中天气图分析：在资料库中选取925、850、700和500百帕图一套，分析图中槽线、空中锋区、冷暖平流区域并对比不同图上冷暖平流配置标明大气不稳定区域，根据槽线位置配置、冷暖平流情况和地转涡度及其热成风涡度情况说明未来系统发展状况。
4）综合分析：就上面分析情况结合天气学理论说明，为什么会有当时的天气现象分布，并预测6小时内天气区分布的式样和天气变化的趋势。
空中图分析：等高线、高低压系统、等温线、槽线。
2.2实践目的：
通过分析地面图等三小时变压线、锋面、天气系统和天气区情况，确定起降机要的备降机场。
通过分析空中流场、温度场、及冷暖平流情况，分析大气垂直稳定度、地转涡度，确定未来天气发展趋势和天气变化结果。
2.3实践资料：
由资料库中提供的典型天气过程地面和空中天气图。
2.4实践方法和步骤：
1）取资料库中地面、空中图，掌握地面和空中天气图各种符号含义、绘制内容。
2）地面天气图分析：指出图中天气系统名称、高空锋区的位置、空中冷暖平流的位置、急流位置、配置。正确分析地面锋的位置、天气区、三小时等边压线、高低空冷暖平流的相互位置关系、分析地转涡度、利用天气学理论正确预报未来天气发展演变结果。
1.4实践步骤和方法并据此写出实践报告：
1）根据资料在给定的T-LnP图上点绘出层结曲线、状态曲线、露点压力曲线和高空风分布曲线。
航空气象知识点
第1-4章选择填空，名词解释；5、6章简答选择 10个（20分）；填空 10个（20分）；名词解释 15分；电码翻译 30分；简答 10个（30分）第一章大气的状态及运动1、本站气压：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拔高度不同，本站气压常有较大差异。
2、场面气压：指航空器着陆区（跑道入口端）最高点的气压。
场面气压也是由本站气压推算出来的，为了准确计算飞机起降时相对于跑道的高度。
3、场面气压高度：指飞机相对于起飞或着陆机场跑道的高度。
在起飞和着陆阶段为了使气压高度表指示场面气压高度，需按场压来拔正气压式高度表，使得高度指针位于零值刻度。
4、测高仪表：无线电高度表、气压式高度表无线电高度表：测高原理：天线向地面发射无线电波，经地面反射后，再返回飞机。
测高是测量电波往返传播的时间Δt。
特点：较精确地测得飞机距地表的距离，对地形变化敏感，既是优点也是缺点。
用途：①用于校正仪表②复杂气象条件下的飞机起飞和着陆气压式高度表：高灵敏度的空盒气压表注意：高度表刻度盘是在标准大气条件下按照气压随高度的变化规律而确定的。
含义：在标准海平面上（气压为1个标准大气压）高度值为零。
5、理想气体状态方程气温、气压和空气湿度的变化都会对飞机性能和仪表指示造成影响，这种影响主要是通过它们对空气密度的影响实现的：6、密度高度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。
密度高度表示了密度随高度变化的特征。
密度高度对飞行的影响：低密度高度能增加飞机操纵的效率；高密度高度则降低飞机操纵的效率。
飞机操纵的效率：指飞机的操作性能，这种操作性能受大气密度影响很大。
机翼的升力（或螺旋桨的推力）受其周边的空气速度和空气密度所影响，在高密度高度的地区，需要额外的动力来弥补薄空气的不足，升力下降，发动机功率下降，喷气发动机的推力下降，飞机性能变坏且起飞和降落的距离加长，上升率和升限也降低。
根据实测结果，当气压维持不变，气温每升高10℃，起飞所需跑道长度增加13%，落地增加5%；反之亦然。
航空气象课件PPT
第6章 航空气象
6.空气的物理参数空气的密度、温度和压力是确定空气状态的三个主要参数，飞行器空气动力的大小和飞行器飞行性能的好坏，都与这三个参数有关。（1）压力对密度的影响如果压力增倍，密度也就增倍，如果压力降低，密度也就相应的降低。 （2）温度对密度的影响空气密度就和绝对温度成反比例关系。 （3）湿度对密度的影响在给定的一组条件下，空气包含最多的水蒸气则其密度就最小。
大气环境
第6章 航空气象
2.大气的特性高度增加，空气密度减小。随着高度增加，空气压力减小。高度增加，气温近似线性降低（11000米对流层内）。空气的湿度越大，空气的密度越小。
大气环境
第6章 航空气象
2.大气的特性高度增加，空气密度减小。随着高度增加，空气压力减小。高度增加，气温近似线性降低（11000米对流层内）。空气的湿度越大，空气的密度越小。
第4章 航空气象
严重影响飞行的气象
2.风切变（2）低空风切变所谓低空风切变是在近地面层附近的每离上升、下沉气流突然变化的现象。气象学根据风场的空间结构把低空风切变分为三种类型： 1）水平风的垂直切变 这是指水平风在垂直方向上两个不同高度点之间的风向和风速的变化。 2）水平风的水平切变 这是指水平风在水平方向上两个不同距离点之间的风向和风速的变化。 3）垂直风的切变 这是指上升或下降气流在水平方向上的变化。
大气环境
第6章 航空气象
3.国际标准大气所谓国际标准大气，简称ISA，就是人为地规定一个不变的大气环境，作为计算和试验飞行器的统一标准。国际标准大气规定如图所示。
大气环境
第6章 航空气象
4.国际标准大气参数（1）海平面高度为0，气温为288.15°K、15°C或59°F。（2）海平面气压为1013.2mBar(毫帕)或1013.2hPa(百帕)或29.92inHg (英寸汞柱)。（3）对流层高度为11km或36089ft，对流层内标准温度递减率为每增加 1000m温度递减6.5°C，或每增加1000ft温度递减2°C。从11km到 20km之间的平流层底部气体温度为常值。
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航空气象练习
1．大气是一种混合物，它包含。
2．在对流层中，对天气变化影响较大的气体是（）。
A. 氮气和氧气
B. 氧气和二氧化碳
C. 二氧化碳和水汽
D. 氧气和臭氧
3．局地气温的最低点通常出现在__ ___。
4．局地气温的非周期变化受下列哪一个因素的影响最显著（）
A. 太阳辐射强度
B. 海陆分布
C. 季节
D. 冷暖空气的水平运动
5．目前飞机起降时所用气压表拨正值是。
6．航线飞行时用来调整高度表的气压拨正值是。
7．飞机进入较强下降气流时，高度指示会比实际高度。
8．当飞机按气压式高度表保持一定高度飞向低压区时，其实际高度的变化是。
9．当空气密度低于标准大气时，飞机的起飞载重量，起落滑跑距离。
10．气压相等时，暖湿空气比干冷空气的密度大还是小。
11.对流层的特征是。
13. 空气的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压之比叫。
14. 地面与大气之间交换热量的主要方式是通过辐射。
15. 当云中温度_ ____而云下温度高于0℃时，云内水凝物降落形成空中是雪而地面为雨的现象。
16. 温室效应是由于。
A． CO2增多，造成大量吸收太阳辐射，导致温度升高
B． CO2增多，造成吸收的地面长波辐射增多，导致温度升高
C．臭氧层的破坏，导致大气层增暖
D．过量排放烟尘，导致地球大气升温
17. 假设大气处于标准状态，则在距离海平面4公里高度处的气温为。
18. 假定零点高度是_______ 。
A．本站气压值与标准海平面气压值的差值
B．本站气压值与海平面气压值的差值
C．场面气压值与海平面气压值的差值
D．场面气压值与标准海平面气压值的差值
19. 有云和碧空相比，云层的出现不利于_ ___白天的气温和___ ___夜间的气温。
20. 静止大气在某高度上的气压在数值上等于从该高度到_ ______单位截面积的铅直空气柱重量。
21. 地面气温27℃，露点温度11℃，一空气块从地面绝热上升到达饱和状态时所处的高度__ ___。
（露点的变温率为0.2℃/100m）
22. 当太阳直射北回归线时，______。
23. 气块作水平运动时，其温度变化的主要方式是__ ___。
24. 在同一气压条件下，空气的温度越低，单位气压的高度差就越；在同一气
温条件下，气压越低，单位气压的高度差就越。
25. 一个未饱和的湿空气团在外力的抬升下，做上升运动，在上升过程中，空气团的温度恰好始终与环境空气的温度相等,凝结高度为2000米，请你说明环境大气的温度直减率在2000米以下和2000米以上各等于什么？
26．饱和水汽压是（）的函数，（）越高，饱和水汽压越大。
A：温度，温度B：湿度，湿度
C：气压，气压D：高度，高度
27.行星边界层(摩擦层)即：自地平面至( )高度。
A．0.5—1.0公里B．1.0～2.0公里
C．2.0—2.5公里D．3.0公里
28．大气静力学方程，表示大气在垂直方向上，所受力达到平衡时，( )随高度
的变化规律。
A．气温B．气压C．水汽D．密度
29．当温度升高和气压降低时，( )，飞机加速较慢，因而当增加到离地所需要
的速度时，飞机沿跑道已滑跑很长一段时间。
A．阻力加大B．推力加大C．阻力减小D．推力减小
30. 对流层顶的温度和高度主要取决于地表面接受太阳辐射能的多少。
（判断）31．相对湿度的大小主要取决于温度，当温度升高时，相对湿度一般是增大的。
（判断）
32、以下用气块温度直减率γ判断大气稳定度的描述中正确的有________。
A．γ值越大，气层越不稳定；γ值越小，气层越稳定
B．γ<γm时绝对不稳定，γ>γd时绝对稳定
C．γm<γ<γd条件性不稳定
D．γm>γ>γd条件性不稳定
33、大气对流能否发展的充要条件是
34、抬升凝结高度反映了( )高度，也反映了凝结层厚度的大小。
A．云的厚度 B. 云顶C．云底D．气块容积最小
35、在相同的层结条件下，不稳定能量的大小与( )有关。
A．空气湿度B．空气密度C．空气温度D．自由对流高度
36气块上升到使水汽达到饱和时的高度为( )。
A．自由对流高度B．抬升凝结高度C．对流高度D．对流高度
37、( )的气块可获得向上的冲击力。
A．剧烈降温B．剧烈增温C．具有负的不稳定能量D．静力平衡状态38、利用温度--对数压力图解求各特定高度上的物理参数，一般需要绘制温度层结曲线、露点层结曲线、状态曲线。
（判断）
39、不稳定能量的类型不仅与气层的温度层结有关，还与空气湿度有关，低层湿度越大，越有利于对流的发展。
（判断）。