民航培训资料之民用航空气象学课程-大气的组成和结构

1大气的大气的组成和成和结构构航空气象学航空气象学，是研究气象条件同航空活动和航空技术的关系，航空气象服务方式和方法，以及航空器在地球大气层中飞行时的气象等问题。2一、航空气象学课程基本内容1.了解气象学基本理论，即要掌握气象要素的变化，各种天气现象和天气系统的发生、发展与演变规律；2.熟悉影响飞行的恶劣天气的产生及对飞行的危害，以及在飞行活动中如何避免这些危害；3.掌握常规天气图及飞行气象资料的分析方法，能翻译和应用各种气象资料，在不同的气象条件下，有效地利用气象知识，在实际飞行工作中进行分析和应用；二、航空气象的主要研究内容1.气象要素对飞行的影响2.空气运动对飞行的影响3.天气现象对飞行的影响4.航空气象资源利用5l 1999年6月1日，美国航空1420航班从达拉斯飞往小石城。l 航班降落前机组成员已经收到恶劣天气的警告信息，但是由于机组人员追求准点到达，试图同天气赛跑，在雷暴天气中迫降，最终导致客机冲出跑道，事故共造成11人遇难。危险天气对飞行活动的影响6l2018年8月28日，某航北京澳门航班8点17分从北京首都机场起飞，在澳门机场降落时疑似遭遇风切变，机组判断可能起落架有损伤，立即复飞并启动应急程序，决定备降深圳机场，11点58分航班安全降落在宝安机场，机上157名旅客和9名机组人员平安撤离。l飞机在安全落地后，工作人员发现飞机的飞机轮已经消失了，跑道上还能看到有碎片，发动机也受到了损伤。危险天气对飞行活动的影响 2005年2月15日，雾、雪天气降临北京。首都机场的东西两个飞机起降跑道能见度只有450米。受降雪影响，首都机场400余架航班延误，其中进港航班延误150余架次，出港航班延误250余架次。天气现象对飞行的影响天气现象对飞行的影响据国际民航组织的统计，由于气象原因造成的严重空中事故，就占民航总事故的10%15%；与气象直接或间接有关的事故占民航总事故的三分之一左右。据统计，目前70%的航班延误和取消都与天气原因有关。气象对飞行活动的影响航空气象学课程内容简介11一、基本气象要素的结构及性状大气温度压强湿度二、各种气象现象的变化及特点12云降水风能见度三、天气系统的空间结构及变化规律13锋面面气气团温温带气旋气旋温温带反气反气旋旋热带天气天气系系统四、影响飞行安全的航空危险天气14飞机机颠簸簸雷暴雷暴高空急流高空急流飞机机积冰冰低空低空风切切变15五五航航空空气气象象服服务使使用用气象气象报文文METAR报TAF报SPECI报ROFOR报SIGMET报AIRMET报气象气象图表表地面天气地面天气图重要天气重要天气预报图低低层中中层高高层高空高空风温温图卫星云星云图气象雷达气象雷达图地面气象雷达地面气象雷达图机机载气象雷达气象雷达图航空气象学课程内容简介：一、基本气象要素的结构及性状二、各种气象现象的变化及特点三、天气系统的空间结构及变化规律四、影响飞行安全的航空危险天气五、航空气象服务产品的使用大气的组成17大气的概念环绕地球表面的整个空气层称为大气层（简称大气）空气质量（密度）随高度增加迅速减小极光现象出现的最高高度定位大气上界大气的组成一、大气的成分一、大气的成分 地球大气是一种混合物，它有三部分组成：18干干洁空气空气水汽水汽大气大气杂质大气的组成氮气氮气78%其他气体其他气体1%氧气氧气21%主主要要成成分分氧气氮气其他气体氢、臭氧臭氧等 191、干、干洁空气空气氮气、氧气、二氧化碳二氧化碳、氩等在干在干洁空气的多种成分中，空气的多种成分中，对天气影响天气影响较大的是大的是co2 和和o3。特点：吸收地面受热后放出的长波辐射，作用：对地球具有“温 室效应”（Green House Effect）来源：有机物的燃烧和腐烂、工业生产排放的废气、动植物呼吸航空碳排放税大气的组成20二氧化碳：二氧化碳：CO2分布：主要分布在海拔15-50km的平流层大气高度中厚度：20-25km（最大值）作用：吸收太阳紫外线辐射而使臭氧层增温，改变大气温度垂直分布。使地球生物免受过多紫外线照射 （阻挡强紫外线）。大气的组成21臭氧：臭氧：O35.1.1.1 大气的组成22南极上空的臭氧南极上空的臭氧层空洞空洞大气的组成232、水汽海洋海洋降降 水水蒸蒸发水汽水汽输送送蒸蒸发植物蒸植物蒸腾降水降水地表径流地表径流来源：海洋表面蒸发、潮湿地表的水分蒸发、植物的蒸分布：在离地1.52km高度上，水汽含量约为地面的一半，5km高度上仅为地面的十分之一。含量：大气中的水汽含量随高度的增加而逐渐减少特点：自然条件下唯一能进行相变的气体。作用：成云致雨的物质基础。通过水相变化传递热量，影响地面和空气的温度释放潜能是剧烈天气的能源（台风）大气大气的的组成成242、水汽定义：悬浮于大气中的固体微粒或水汽凝结物。例如：固体微粒包括烟粒、盐粒、尘粒等作用：充当水汽的凝结核，在成云致雨中起着重要作用大气大气的的组成成253.大气大气杂质 大气的结构261、大气垂直分层依据2 2、大气分层及各层、大气分层及各层特征特征一、大气垂直分层的依据气温的垂直分布特点 气温垂直递减率定义：=T Z T:相应温度的变化量 Z：高度变化量 r：气温随高度变化的快慢，单位(/100m)大气的大气的结构构27大气的结构28大气的结构二、二、大气垂直分大气垂直分大气垂直分大气垂直分层结层结构构构构1、对流流层（TroposphereTroposphere）空气具有强烈的对流运动大多数的天气现象（云、雾、降水）和天气变化都发生在对流层。厚度随纬度和季节变化规律：低纬度地区（南北纬30度之间）：17-18km中纬度地区（纬度30-60度）：10-12km高纬度地区（纬度60度以上）：8-9km对流层平均厚度随纬度的变化规律：随纬度的增高而减小29对流流层的特征的特征气温随高度升高而降低（r=0.65/100m）空气具有强烈的垂直混合气温、气压、湿度的水平分布很不均匀大气的结构3031对流层自由大气中层上层摩擦层下层1500米以下1500-6000米6000-对流层顶大气大气的的结构构对流流层的分的分层特点特点2、平流、平流层（Stratosphere）高度范围：对流层顶-55km温度变化：平流层下部温度随高度变化很小，平流层上部因为存在臭氧层，臭氧吸收太阳紫外辐射使大气温度增加。热量来源：臭氧吸收太阳紫外线辐射天气特征：1）空气稀薄、大气透明度高、天气晴朗 2）水汽杂质含量少，无恶劣天气现象。3）大气稳定、几乎无垂直运动，适宜飞行大气大气的的结构构32大气大气的的结构构33 高度：高度：5085km高度，高度，温度：随高度的升高而降低温度：随高度的升高而降低大气运大气运动形式：形式：对流流“高空高空对流流层”结束束