航空气象第一章思考题.docx

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航空气象第一章思考题

第一章思考题

1. 构成大气的基本成分有哪些？

二氧化碳和臭氧有什么作用？

干洁空气、水汽、大气杂质。

二氧化碳对地球具有“温室效应”的作用，它基本不直接吸收太阳短波辐射，而地面受热后放出的长波辐射却能被二氧化碳吸收，这样热量就不能大量向外层空间散发，对地球起到了保温作用。

影响大气温度。

臭氧能强烈吸收太阳辐射紫外线，使地球生物免受过多紫外线的照射；臭氧层通过吸收太阳紫外辐射而增温，改变大气温度垂直分布。

2.什么叫气温垂直递减率，什么是等温层和逆温层？

气温垂直递减率是大气上升单位高度气温的降温值。

γ=－△T／△Z、γ单位取℃/100m

等温层：

气层气温随高度没有变化，γ=0

逆温层：

气层气温随高度增加而升高，γ＞0

3. 大气分层的主要依据是什么，大气可分为哪几层？

大气分层的主要依据是气层气温的垂直分布特点，用气温垂直递减率γ来描述。

大气可分为五层：

对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层。

4. 对流层和平流层有哪些基本特征，它们对飞行有什么影响？

对流层特征

A．气温随高度升高而降低

B．气温、湿度的水平分布很不均匀

C．空气具有强烈的垂直混合

对飞行影响：

天气变化最复杂、飞行最关心的气层，集中大气质量约75%，水汽约90%以上，云、雾、降水等天气现象基本上都出现在对流层。

平流层特征

气温随高度升高而增加，顶部温度已升至0℃左右。

垂直运动显著减弱，气流平稳。

飞行影响：

A．有利：

气流平稳，晴空万里，空气阻力小，减少油料消费量，增大航程，提高空运经济效益。

B．不利：

空气密度小，飞机动力性能变差，操纵时飞机反应迟缓，加速、转弯、盘旋等性能变差。

另外，目测特别是向上观测比较困难。

5. 什么是标准大气？

标准大气有什么作用？

标准大气：

人们根据大量的大气探测数据，规定的一种特性随高度平均分布最接近实际大气的大气模式。

作用：

设计飞行器、比较飞机性能、设计和校准仪表等。

6. 引起大气温度变化的原因是什么，什么叫气温的绝热变化？

原因：

气温的非绝热变化和绝热变化。

气温的绝热变化是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。

7. 气压随高度是怎样变化的，影响气压随高度变化的因子是什么？

气压总是随高度降低的。

影响气压随高度变化的因子：

空气密度、空气温度、空气湿度。

8. 什么是本站气压、场面气压、标准海平面气压和修正海平面气压？

各有什么用处？

本站气压：

气象台气压表直接测得的气压。

作用：

研究气压变化的基本数据，推算其它各种气压值的基础。

场面气压：

着陆区（跑道入口端）最高点的气压。

作用：

调整飞机气压高度表，测定飞行高度的准确性，保障飞机起降时的飞行安全。

标准海平面气压：

大气处于标准状态下的海平面气压。

作用：

航线上飞行的所有飞机都有相同的“零点”高度，按此保持规定的航线仪表高度飞行，可以避免空中相撞。

修正海平面气压：

由本站气压按标准大气条件推算到同一地点海平面高度上的气压值。

作用：

便于分析和研究气压水平分布情况，比较各地气压的高低；绘制地面天气图。

9. 气压水平分布的基本形式有哪些？

如何根据等压线的分布来判断水平气压梯度的大小？

气压水平分布的基本形式：

低压：

由闭合等压线构成的中心气压比四周气压低的区域叫低气压，简称低压。

低压槽（槽线）：

由低压延伸出来的狭长区域叫低压槽，低压槽中各条等压线弯曲最大处的连线叫槽线。

高压：

由闭合等压线构成的中心气压比四周气压高的区域叫高气压，简称高压。

高压脊（脊线）：

由高压伸展出来的狭长区域叫高压脊，高压脊中各条等压线弯曲最大处的连线叫脊线。

鞍型气压区：

两高压和两低压相对组成的中间区域叫鞍型气压区，简称鞍。

根据等压线的分布来判断水平气压梯度的大小：

等压线越密，水平气压梯度越大，风大；

等压线越疏，水平气压梯度越小，风小。

10. 空气湿度指什么？

常用的表示空气湿度的物理量有哪些？

空气湿度：

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。

简称湿度。

常用的表示空气湿度的物理量：

相对湿度（f）、露点（td）、温度露点差（t-td）。

11. 基本气象要素如何影响飞机性能和仪表指示？

基本气象要素的变化通过对空气密度的影响，从而影响飞机性能和仪表指示。

12. 在其他条件相同时，含水汽量多的气块与含水汽量少的气块哪个重些？

含水汽量少的气块重些。

（水的分子量是18，空气的平均分子量约为29）。

13. 解释“下雪不冷化雪寒”这句谚语。

下雪时，水汽凝结为雪花，要释放出一定的热量，这就使得下雪前或下雪时天气并不是很冷；但化雪时，水由固态变成液态，吸收空气中的热量，使气温降低。

从气象学的角度讲，其重要原因是受降雪前后冷暖气流的影响。

下雪时不冷，主要是因为在冬季下雪前或下雪时，暖湿空气活跃，高空吹西南风，天气有些转暖，冷暖空气相遇，暖空气沿着较强的冷空气向上爬升，水汽直接凝结形成星状、片状或者柱状的微小冰晶。

当冰晶慢慢长大，空气托不住的时候，就降落到了地面，形成了降雪。

而降雪结束后，天气转晴，一般都伴随着冷空气南下，高空转为偏北风，地面受冷气团控制，气温自然要下降。

因此，积雪融化时，天气反而比下雪时冷。

14. 说明γ、

、γd、γm的物理含意。

γ：

气温垂直递减率是大气上升单位高度气温的降温值。

=0.65℃/100m：

对流层中的平均气温垂直递减率。

γd=1℃/100m：

在干绝热过程中，气块温度的直减率。

γm=0.4～0.7℃/100m：

在湿绝热过程中，气块温度的直减率。

15. 地面气温为18℃，一空气块干绝热上升到2000m高度时，其温度是多少？

再下降到800m高度，其温度又是多少？

18℃-2000m×1℃/100m=-2℃

-2℃+800m×1℃/100m=6℃

16. 地面气温为t0，一架飞机上升到离地Zm高，同时地面一未饱和空气块也上升到此高度，求：

飞机温度表示度和气块温度的差值。

飞机温度表示度：

t0-Z×0.65/100

气块温度：

t0-Z×1/100

 飞机温度表示度-气块温度=（t0-Z×0.65/100）-（t0-Z×1/100）=0.35Z/100（℃）

17. 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？

飞向高压区时，其实际高度：

高于高度表示度。

（实际高度不断升高）

飞向低压区时，其实际高度：

低于高度表示度。

（实际高度不断降低）

18. 试比较下面两块体积相同的空气块，哪块水汽含量多，哪块饱和程度大？

甲：

水汽含量多。

（气压一定时，td高低反映空气中水汽含量的多少。

）

乙：

饱和程度大。

（t－td=0）

19. 地面一空气块温度为25C，露点17C，该空气块需上升多少高度才会饱和？

一般而言，未饱和空气块每上升100m，温度下降约1℃，而露点温度下降约0.2℃，则温度露点差的减小速度为0.8℃/100m。

第一种方法：

在地面上时空气块t－td=25-17=8℃，若空气块饱和，则t－td=0

∵温度露点差的减小速度为0.8℃/100m

∴地面上空气块的温度露点差是8℃，要使其值为0（饱和）需使该空气块上升1000m。

第二种方法：

设上升到Z高度时，空气块饱和，则25-Z×1/100=17-Z×0.2/100，得Z=1000m

20. 解释：

冬季夜间停放在地面的飞机，有时机体表面会结霜；停放在地面过夜的飞机，如油箱未加满油，可能会引起油箱积水。

空气的饱和程度与气温高低和空气水汽含量有关。

由于气温变化比露点温度的变化快，空气饱和程度一般是早晨大午后小，冬季大夏季小。

夜间，地面由于辐射冷却，使贴近地表面的空气层随之降温，当其温度下降到露点以下，即空气中水汽含量（过）饱和时，在地面和地物的表面就会有水汽凝结。

如果此时的露点温度在0℃以上，在地面或地物上就会出现微小水滴，称为露（珠）（夏季）。

如果此时的露点温度在0℃以下，则水汽直接在地面或地物上凝华成白色的冰晶，称为霜（冬季）。

油箱积水：

油箱中空气遇冷水汽凝结。

21. 什么叫风，气象风的风向、风速是如何表示的？

风：

空气相对于地面的水平运动。

气象学上的风向：

风的来向。

表示：

常用360°或16个方位。

风速：

单位时间内空气微团的水平位移。

风速大小可用风力等级表示。

22. 形成风的力有哪些，北半球地转偏向力的方向如何？

形成风的力有：

水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力、惯性离心力。

北半球地转偏向力的方向：

垂直于物体运动的方向，指向右。

23. 自由大气和摩擦层中的风压定理是如何表述的，区别在哪里？

自由大气中的风压定理：

风沿着等压线吹，在北半球背风而立，高压在右，低压在左，等压线越密，风速越大。

南半球风的运动方向与北半球相反。

摩擦层中的风压定理：

风斜穿等压线吹，在北半球背风而立，高压在右后方，低压在左前方，等压线越密，风速越大。

南半球风的运动方向与北半球相反。

区别在：

自由大气中风与等压线平行；摩擦层中由于摩擦力的作用，风与等压线有一定的交角。

24. 摩擦层中风的变化方式有哪些，变化原因是什么？

风随高度的变化：

由于摩擦力随高度减小，在气压随高度变化不大的情况下，随高度增加，风速会逐渐增大，而风向将逐渐趋于与等压线平行（风向右偏）。

风的日变化：

摩擦层中空气混合作用减弱（增强）时，上、下层风显示出较大差异（趋于一致）。

风的阵性：

由于地表对空气运动的影响，如地面增热不均而产生的空气垂直运动，地表对空气运动的摩擦阻碍及扰动等，常使气流中挟带着空气的乱流运动，它通常以不规则的涡旋形式存在。

25. 自由大气中风的变化原因是什么？

什么是热成风？

原因：

由于自由大气中空气运动不再受摩擦力的影响，因此风的变化主要取决于气压场的变化。

而自由大气中气压随高度的变化主要由气温水平差异引起的。

这样，由于水平方向上温度分布不均，在自由大气中的不同高度上风就发生了变化。

热成风：

由气温的水平差异而形成的风。

（地转风随高度的变化。

上层风=地转风+下层风）

26. 山谷风和海陆风是如何形成的？

山谷风是由山区的特殊地理条件造成的。

白天，山坡气温高于山谷上同高度气温，低层风由谷底沿山坡向上吹，形成谷风。

夜间，山谷气温高于山坡同高度气温，低层风由山坡吹向山谷底部，形成山风。

海陆风的形成：

海洋和陆地受热不均形成的具有显著日变化的风。

白天，由于陆地增热比水面快，陆地气温高于海面，陆地上空气产生上升运动，海面上空气产生下沉运动。

由于空气运动的连续性，低层空气将从海上吹向陆地，形成海风，而上层空气将从陆地流向海洋，形成一个完整的热力环流。

晚上的情形与此相反，即由于陆地降温比水面快，陆地气温低于海面，陆地上空气产生下沉运动，海面上空气产生上升运动。

由于空气运动的连续性，低层空气将从陆上吹向海洋，形成陆风，而上层空气将从海洋流向陆地，形成一个完整的热力环流。

27. 什么是焚风？

它会带来什么样的天气？

焚风：

气流过山后沿着背风坡向下吹的热而干的风。

天气：

焚风吹来时，气温迅速升高，湿度急剧减小。

28. 风是如何影响飞行的？

风对飞机起飞着陆的影响：

飞机起降时所能承受的最大风速，取决于机型和风与跑道的夹角。

逆风起降时所承受的风速最大，正侧风起降时所承受的风速最小。

近地面风变化复杂，具有明显的阵性，风速越大，阵性越强，使飞机受到无规律的影响，难以操纵。

特别是在侧风条件下起降的飞机，要保持正常的下滑道或滑跑非常困难，为克服侧风的影响而采取大坡度接地可能使飞机打地转或发生滚转，加上阵风的影响，就会使飞机更加难以操纵。

风对飞机航行的影响：

顺风：

增大地速、缩短飞行时间、减少燃油消耗、增加航程。

逆风：

减小地速、增加飞行时间、缩短航程。

侧风：

产生偏流，需进行适当修正以保持正确航向。

29. 空气垂直运动的形式有哪些？

对流、系统性垂直运动、大气波动、大气乱流。

30. 什么是对流，对流的发展需要什么条件？

对流：

由于空气块与周围大气有温度差异而产生的强烈而比较有规则的升降运动。

（大气中的一团空气在热力或动力作用下的强烈而比较有规则的升降运动）

对流发展需要的条件：

热力作用下的大气对流主要是在层结不稳定的大气中，一团空气的密度小于环境空气的密度，因而它所受的浮力大于重力，则在浮力作用下形成的上升运动；动力作用下大气对流主要是在气流水平辐合或存在地形的条件下所形成的上升运动。

31. 什么是对流冲击力，可分为哪两类？

对流冲击力：

使原来静止的空气产生垂直运动的作用力。

分类：

热力对流冲击力、动力对流冲击力。

32. 什么是大气稳定度，如何判断大气稳定度？

大气稳定度：

大气对垂直运动的阻碍程度。

判断大气稳定度：

气块法——

γ＜γm（＜γd）绝对稳定

γ＞γd（＞γm）绝对不稳定

γm＜γ＜γd条件性不稳定

用层结曲线和状态曲线判断大气稳定度——

层结曲线：

气层气温随高度变化的曲线。

状态曲线：

气块温度随高度变化的曲线。

33. 画图说明在北半球自由大气中，航线通过低压槽和高压脊时的风向变化情况。

34. 根据下面平面图中温压场的配置情况，说明风随高度是如何变化的（虚线为等温线，实线为等压线，北半球自由大气中）。

左图：

随高度增加，风向平行等压线，风速越来越大。

右图：

随高度增加，风向平行等压线，风速越来越小，在一定高度上，水平气压梯度力非常小，高低压区不明显。

35. 解释：

夏季晴天午后，在机场经常见到地面风由草地吹向跑道的现象

跑道比草地温度高，跑道上空气作上升运动，草地上空气作下沉运动。

由于空气运动的连续性，低层空气将从草地吹向跑道，而上层空气将从跑道流向草地，形成一个完整的热力环流。

36.为什么等温层、逆温层又叫稳定层和阻挡层，它们对飞行有何影响？

在逆温层和等温层中，大气是非常稳定的，所以又将它们称为稳定层或阻挡层。

它们能阻碍空气垂直运动的发展。

逆温层γ＞0：

气层温度随高度增加而升高。

等温层γ=0：

气层温度随高度变化基本不变。

在稳定层下常聚集大量杂质、水汽，使稳定层上、下飞行气象条件出现明显差异。

37. 试分析下图中各种情况下的大气稳定度。

甲地：

大气的气温垂直递减率：

0.6℃/100m——条件性稳定

乙地：

大气的气温垂直递减率：

1℃/100m——中性

丙地：

大气的气温垂直递减率：

1.1℃/100m——绝对不稳定

丁地：

大气的气温垂直递减率：

高度100m为-0.4℃/100m；100～200m为0；200～300m为1.2℃/100m——200m以下稳定层；200～300m绝对不稳定

38. 大气中的乱流和波动是如何产生的？

乱流：

由大气中的气流切变引起的。

造成气流切变的原因：

热力、动力两种。

波动：

大气和其他流体一样，可产生各种波动。

其中和某些天气现象有直接关系的一种波动，是重力波。

重力波形成原因

（1）两层密度不同的空气发生相对运动，在其交界面上会出现波动，与风吹过水面时引起波动的道理相同。

常出现在等温层或逆温层界面上。

（2）山地背风波（山岳波）：

较强的风吹过山脉时，由于山脉对气流的扰动作用，在一定条件下，可在山的背风面形成重力波。