航空气象学

航空气象学A飞行技术专业学生专业基础课必修课考试课在美3个执照考试必考内容中国民航局执照考试必考内容B空中交通管制与签派专业学生专业课必修课考试课中国民航局执照考试必考内容C机场专业选修课教师：房春花副研究员办公电话：[phone]手机：[phone]邮箱：[e-mail]:345410790教材：《Aeronauticaleteorology》南航大自编教材修订序言：航空气象与飞行安全雷雨交加给飞行带来巨大危害大气中其他恶劣天气如雷暴，台风，沙尘暴，等严重威胁飞行安全1、课名解释和学习要求……航空气象学气象学：研究大气现象及其随时间变化的特征；Meteorology大气要素组成和结构；各尺度大气运动及其分析预报的学科。航空气象学是气象学的一个应用分支。大气要素……气温、气压、湿度、风、云、降水、能见度天气现象……云、雾、雨、风、雷、电。。。天气系统……雷暴、气团、锋面、台风、大气环流、反气旋、槽、切变线。。。研究方法……数值预报、天气分析和预报、统计预报。。。气象学的研究对象随时间和空间变化如我国不同地区飞行气象条件不同东北——大风；华南——雷暴；青藏高原——颠簸；四川盆地——大雾。大气科学分支气候学、物候学、古气候学、年轮气候学动力气象学、数值天气预报大气物理学：大气边界层物理、云和降水物理学、云和降水微物理学、云动力学、雷达气象学、无线电气象学、大气辐射学、大气光学、大气电学、平流层大气物理学、大气声学、大气化学、卫星气象学天气学、热带气象学、极地气象学应用气象学：生物气象学、农业气象学、森林气象学、医疗气象学、水文气象学、建筑气象学、航海气象学、航空气象学、军事气象学、空气污染气象学航空气象学：研究航行活动与气象条件；航行活动与气象保障的学科。AeronauticalMeteorology学习要求1了解有关气象要素、天气现象的变化规律；2掌握飞行危险天气现象的形成和变化规律，及其在飞行驾驶中的应用；3正确查找、识别和使用航空天气报告、预报资料。片段.shs气象报告例子.docAeronautical航空学的Meteorology气象学AviationWeather飞行天气atmosphere大气element要素hazard危险（天气）report报告，实况analysis分析forecast预报Atmosphere航空气象词汇.doc2、航空气象学发展简史1.20世纪初，航空活动兴起之后，航空气象学开始萌芽。1903年12月17日，美国莱特兄弟(OrvilleWright&WilburWright)在做人类首次飞行时，先用叶轮式风速表观测了地面风速，这是第一次航空气象观测。1903年12月17日，于美国北卡罗来纳州的吉蒂霍克地方，在五位见证者面前，成功的实现人类首次的动力飞行，当日前后共试飞了四次第一次是由OrvilleWright驾驶，飞行了120呎；稍后由兄弟俩轮流驾驶，其中最远的一次由WilburWright操控，在空中滞留了59秒，飞行了852呎该机于1948年由英国伦敦科学馆运往美国，如今被永久地保存在美国华盛顿DC国家航空博物馆1903年12月17日首次动力飞行成功的瞬间1915年，美国气象局的一名官员乘坐军用飞机，在圣迭戈附近观测了山区的气流，因为当时人们认为飞机在铅直气流中的突然升降是跌入了“空气的洞穴”。早期的航空气象学主要着眼于地面风和对流层下部的气流对飞行的影响。当时的航线天气预报只包括：雷暴、总云量、地面风、高空风和能见度。20世纪20年代末，出现了无线电探空仪，人们开始能获取空中的温度和气压的资料，这对航空气象学的研究和发展有重要的促进作用。随着飞行高度的扩展，云、雾、雷暴、积冰、大气端流、大气能见度以及它们的预报方法，都成为航空气象学研究的内容。2.第二次世界大战后，开始用雷达探测强对流天气，这对保障飞行的安全有重大的作用。50年代以后出现了喷气式飞机，其巡航高度一般可到9～12公里，超音速运输机的巡航高度可达20公里左右，飞机逐渐大型化，起飞着陆区和高空航线上气象条件的探测和预报成为重要的航空气象问题。随着气象仪器的更加完善，激光技术、气象卫星和电子计算机的使用，航空气象学的发展进入了一个新阶段。3、航空气象服务的历史和现状航空气象服务始于20世纪20年代。1919年9月，国际气象组织在巴黎召开的第四届理事会上，决定建立航空气象学应用委员会，1935年在华沙召开的第七届理事会上决定把它改名为国际航空气象学委员会，1951年3月，世界气象组织又将国际航空气象学委员会改名为航空气象学委员会。随着飞机性能的提高，空中交通量的增大以及微电子技术的发展，航空气象服务的内容、方式和方法由早期的人工操作进入了当前自动化服务阶段。世界区域预报系统--WAFSWAFS有2个制作中心：伦敦世界区域预报中心（英国国家气象局）华盛顿世界预报中心（国家环境预报中心NCEP）负责气象模式的运行与产品的制作与广播WAFS卫星广播系统组成WAFS的产品通过三个卫星组成的卫星广播系统向外广播航空气象业务运行环节产品制作探测资料处理服务情报交换中国民航气象业务运行模式（三级运行）民航气象中心地区气象中心机场气象台中国民航气象业务3级模式民航气象中心广州气象中心成都气象中心西安气象中心上海气象中心沈阳气象中心乌鲁木齐气象中心兰州气象台西宁气象台银川气象台延安气象台榆林气象台嘉峪关气象台敦煌气象台汉中气象台安康气象台庆阳气象台格尔木气象台气象中心和气象台民航北京气象中心北京、上海、广州、沈阳、成都、西安、乌鲁木齐地区气象中心空管局所属43个气象台100个左右其它气象台（分属机场集团、航空公司、地方政府等）全国民航气象中心职责制作发布指定高度层的区域预报和航路预报；负责国内气象情报和与国际飞行有关的气象情报的收集、转发和交换；制作并向全国机场气象台发布业务指导产品；负责本中心的业务系统的运行和维护维修；负责有关气象资料的处理与保存，开展培训和技术研究与开发工作。向民航地区气象中心提供业务运行、人员培训和技术研究与开发等方面的技术支持。民航地区气象中心职责制作发布指定高度层的区域预报和航路（航线）预报；负责本地区及与之相关的气象情报的收集、转发和交换；制作并向本地区机场气象台发布业务指导产品；负责本中心的业务系统的运行和维护维修；负责有关气象资料的处理与保存，开展培训和技术研究与开发工作,向本地区机场气象台提供业务运行、人员培训和技术研究与开发等方面的技术支持。机场气象台职责实施本机场的天气探测，监视本机场的天气情况，发布机场天气报告；分析气象资料，制作和发布机场预报、着陆预报、起飞预报、机场警报和风切变警报；根据有关气象管理机构的指定，制作发布指定高度层的区域预报和航路（航线）预报；为航空气象用户提供气象服务；负责机场气象业务系统的运行和维护维修；负责有关气象资料的处理与保存，开展培训和技术研究与开发工作。机场气象站职责负责本机场的天气观测，监视本机场的天气情况，发布机场天气报告视需要为航空用户提供气象服务航空气象监视台（国际）北京气象监视台上海气象监视台广州气象监视台武汉气象监视台昆明气象监视台兰州气象监视台沈阳气象监视台乌鲁木齐气象监视台三亚气象监视台民航北京气象情报收集中心全国飞行气象情报收集中心职责收集编辑国内航空气象情报向国际飞行气象情报收集中心传递有关航空气象情报接收国际航空气象情报向国内机场转发航空气象情报自动回复国内国际对航空气象情报的请求航空气象监视台目前，我国境内国际气象监视台包括：北京、上海、广州、武汉、沈阳、昆明、兰州、乌鲁木齐、三亚9个国内气象监视台还包括成都和西安．共11个民航气象数据库及卫星传真广播系统中国机场气象雷达布局图机场气象综合信息服务系统航空气象服务对象航空气象服务对象公共航空运输营运人空中交通服务部门机场运行管理部门搜寻与援救服务部门航空情报服务部门通用航空营运人服务内容航空气象服务航空气象探测航空天气预报其他机场地面气象观测和报告航空器观测和报告空中气象探测气象卫星资料机场预报着陆预报起飞预报区域预报和航路预报重要气象情报低空气象情报机场警报机场警报风切变警报例行天气报告SACI34ZSSS150700METARZSSS150700Z18004MPS9999OVC05011/02Q1014NOSIG=特选天气报告SPCI34ZSCN152336SPECIZSCN152336Z00000MPS1100R03/1400VP2000UBRBKN004OVC05006/06Q1019NOSIG=4、航空气象要素对飞行安全的影响保障安全是民航头等大事航空气象要素对飞行安全的影响－能见度对航空影响较大的气象问题有：云、雾、降水、烟、霾，风沙和浮尘等现象，都可使能见度降低，当机场的水平和倾斜的能见度降低到临界值以下而造成视程障碍时，飞机的起飞和着陆就会发生困难。当水平能见度小于1500米时，在具有仪表着陆设施的机场，要观测跑道视距离。在具有仪表着陆系统的机场上，飞机虽然可以在低能见度下着陆，但目前世界上较大的机场，当跑道视距小于400米，判断高度低于30米时，飞机就难以着陆。能见度4、航空气象要素对飞行安全的影响－其他气象要素风……飞机起飞着陆、选择飞行高度、空中领航以及计算飞机活动半径和燃油消耗等.云……着陆、颠簸、积冰、产生错觉。降水……起飞着陆、能见度、跑道的性能、飞机性能风场云底高度雨量气压要素的高空观测数据中心气象雷达香港大帽山和大老山两台雷达的合成雷达图像。图中清楚可见在2001年7月25日早上台风玉兔的风眼在香港西南偏南约200公里。卫星观测摄于一九九六年九月二十八日协调世界时5时34分的卫星图片。图示位于北太平洋西部，台湾以东台风赞宁(Zane)，以及在更东位置的台风雅芝(Yates)香港天文台新推出全彩色的中层重要天气图5、主要危险天气主要危险天气……颠簸颠簸turbulence大气湍流可以使飞机在飞行的产生瞬间的或长时间的颠簸，当湍流尺度和飞机的尺度相当时，颠簸是剧烈。飞机对湍流的响应同飞行速度、飞行姿态和翼载荷等有关。强烈的湍流可使飞机失去控制，甚至因过载造成机身结构的变形或断裂。对飞行影响较大的是晴空湍流、低空风切变和地形波。（飞机结构、飞机操纵、仪表指示）晴空湍流是一种小尺度的大气湍流现象，多出现在5000米以上的高空。经常发生在急流区最大风速中心附近风速切变最大的地方，其铅直厚度只有几百米到千余米。晴空湍流能造成持续性的飞机颠簸，由于它不伴有可见的天气现象，飞行员难以事先发现。对飞行的影响较大。晴空湍流的物理机制，还不十分明了，还没有实用的预报方法。曾有人研究用红外线或激光探测航线前方的晴空湍流的机载仪器，但尚处于试验阶段。57主要危险天气……低空风切变低空风切变lowlevelwindshear是发生在高度几百米以下的风切变。由于它影响飞机的空速，改变了升力，而使飞行高度突然发生变化，往往使已降低高度和正在减速着陆的大型飞机发生严重的飞行事故。雷暴、低空急流和锋面活动是形成低层风切变的主要天气条件。主要危险天气……积冰飞机积冰icing是指飞机机身表面某些部位聚集冰层的现象。它主要由云中过冷水滴或降水中的过冷水滴碰到飞机机体后冻结而成，也可由水汽直接在机体表面凝华而成。飞机积冰常发生在机尾和机翼的前缘、发动机及其进气口、螺旋桨、天线、雷达罩、空速管和风挡上。机翼上蒙上一层霜一样的冰发动机积冰主要危险天气地形波地形波是气流经过山区时受地形影响而形成的波状的铅直运动。气流较强时铅直运动也比较强烈。地形波中的铅直气流可使飞机的飞行高度突然下降，严重的可造成撞山事故；地形波中强烈的湍流，可造成飞机颠簸；在地形波中铅直加速度较大的地方，可使飞机的气压高度表的指示产生误差。在日常预报业务中还不能对地形波做出定量的预报。主要危险天气……雷暴、气温变化雷暴thunders