基本气象要素.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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：,（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,d,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,m,表示,m,=0.40.7/100m,不同温度、气压下的,m,值（/100,m）,t,m,p,-20,-10,0,10,20,1000,0.86,0.76,0.63,0.54,0.44,700,0.81,0.69,0.56,0.47,0.38,500,0.76,0.62,0.48,0.41,0.33,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,.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,.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：,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,静力学方程,dp,=-,gdz,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1013.25,hPa,或760,mmHg,（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,场面气压高度（,QFE）,标准海平面气压高度（,QNE）,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,760,mmHg,或1013.25,hPa,）,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,水平气压场定义,水平气压场常见的基本形式,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1500,m,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：,G,n,=-P/N,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（,t,d,）,3.,气温露点差（,t-t,d,）,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,=e/E100%,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,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,（,t,d,）,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-t,d,）,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=R,比,T,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。,说明 、的物理含意,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,