航空氣象

1、Anws/交通部民用航空局民航訓練所民航概論航空氣象 航 空 氣 象 蒲金標 民用航空局飛航服務總臺副總臺長 一、前言 一、前言 西元 1903 年 12 月 17 日萊特兄弟完成人類史上第一次以機械動力飛行之壯舉 ， 隨後由於飛機的問世，不但縮短了時間和空間的距離，而且也改變了地緣的關係。從前，飛行被認為是年青人冒險的活動，如今卻變成我們?nèi)粘Ｉ钪凶钪匾慕煌üぞ咧?，於是航空事業(yè)乃脫穎而出，成為二十世紀人類文明最重要成就之一。綜觀航

2、空事業(yè)發(fā)展的過程，我們體認到航空工程今日的成就，乃是集合了各有關科學的結晶。譬如空氣動力學之探討和應用；高效率渦輪噴射引擎之發(fā)展；新合金航空材料之推出；航空電子工業(yè)之興起；電腦化的設計以及生產(chǎn)和管理程序的廣泛應用等等。雖然現(xiàn)今出廠的飛機各方面都有革命性的改進，飛機本身安全性的提高，幾乎達到完美無缺的境界，但是我們今日在天空裡所遇到的大氣狀態(tài)，與航空初期所遭遇的情形類似，甚至有些特殊的危險天氣現(xiàn)象，卻更嚴重威脅今日高性能飛機的飛航安全，因

3、此更突顯航空氣象對飛機操作和飛航安全的重要性。 為了解航空氣象對飛機操作和飛航安全之重要性，首先要知道飛行之基本理論，飛機於空中飛行時 ， 端賴四種飛行要素---飛機總重量 （weight） 、 飛機透過機翼所產(chǎn)生之舉升力 （lift） 、飛機向前飛行所產(chǎn)生之空氣拖曳力（drag）和飛機引擎所產(chǎn)生之推進力（thrust） 。飛機之飛行可以分為三個階段----起飛（take-off） 、巡航（in-flight）和降落（landing）

4、，而航空氣象單位所提供的觀測和預報資料，就是要滿足每個階段之需求。 最直接影響飛機操作和飛航安全之航空氣象因素，大致可歸納為風 （wind） 、雲(yún)和能見度（clouds and visibility） 、溫度 （temperature） 、氣壓 （atmospheric pressure） 、密度 （air density） 、降水（precipitation）和其他顯著危害天氣如飛機結冰（aircraft icing） 、亂流（tur

5、bulence） 、雷暴雨 （thunderstorm） 引發(fā)下爆氣流 （downburst） 和低空風切 （low-level wind shear） 、 濃霧 （heavy fog）所引起的低能見度（low visibility）等等。本文就這些航空氣象因素對飛機操作和飛航安全之影響加以討論。 二、地面風 二、地面風 飛機舉升力等於飛機總重量時，即表示飛機在一定重量下，飛機正好由空氣所支撐，此時飛機之臨界速度係在失速狀態(tài)下，飛機就在

6、這種空速和失速狀態(tài)下起飛和降落。飛行員和管制員依據(jù)地面風來選擇跑道方向，同時飛行員也依據(jù)地面風來計算飛機起飛可承受的重量。如果有較強的頂風，浮力增加，起飛的速度就可減少，即較強的頂風時，起飛所需要的跑道較短，載重量也較多。另一方面，如果頂風較弱或靜風時，載重減輕才能起飛。同機型的飛機，允許最大的跑道側風也有不同，有時候超過跑道側風最大限制時，飛機降落就會有05/11/07 1Anws/交通部民用航空局民航訓練所民航概論航空氣象 四、溫

7、度 四、溫度 飛機舉升力與空氣密度成正比 ， 所以在高溫下引擎效率低 。 空氣密度與氣溫和氣壓有關，在一定氣壓下，氣溫比正常值為高時，飛機起飛需要較快的速度，較快的速度就需要較長的跑道，在某些天氣條件下，跑道長度不能滿足飛機正常的載重量所需，只好減少飛機的載重。高空溫度低，飛機引擎效率高，如果高空溫度比正常值為高時，所需油料更多，才能維持正常的巡航動力。在準備飛行計畫時，需要高空溫度資料來決定所需油料。 臺灣位於近北回歸線上，夏季於太平

8、洋副熱帶高壓籠罩下，雲(yún)量少，日射強，日照長，跑道溫度高，通常國際班機由國外直飛臺灣，由於長程飛行，在起飛前，常要求航空氣象單位提供中正或高雄國際機場之最高跑道溫度 ， 以便準備飛行計畫時 ， 計算其載重之最高限制。五、大氣壓力和空氣密度 五、大氣壓力和空氣密度 以大氣壓力和溫度兩者可以決定空氣密度，進而決定飛機舉升力。在其他因素相同條件下，空氣密度降低，飛機需要更快的速度，才能保持一定的高度。速度越快，飛機拖曳力越大，所需引擎推進力亦越

9、大，越大的引擎推進力，所耗油料亦越多。因此高速飛行之噴射飛機需要甚多的油料。 前述在高溫下，當氣壓降低，密度減少時，需要較長的跑道，以獲取起飛的速度。從每天綜觀天氣圖氣壓場的分布，在低壓區(qū)，其影響更大，準備起飛計畫時，更應該考量。再如，機場海拔高度越高，其平均氣壓降低，平均密度亦減少，因此在設計機場時，高海拔機場需要較長的跑道，以應起飛之需。此外，空氣密度減小，引擎動力亦會跟著減弱，影響飛機爬升之動力，如果密度減至某一定值時，就得減輕飛

10、機的載重量，飛機才容易起飛和爬升。 大氣壓力與高度有密切關係，即大氣壓力隨高度增加而遞減。在近海平面 1000 百帕（hecto-Pascal ； hPa） 附近 ， 高度每上升約 10 公尺 ， 氣壓降 1 百帕 （hPa) ； 在 500 百帕 （5,500m）附近，高度每上升約 20 公尺，氣壓降 1 百帕；在 200 百帕（12,000m）附近，高度每上升約30 公尺，氣壓降 1 百帕；它應用於航空上，用來決定飛機飛行之高度。飛

11、機上之高度表，就是以空盒氣壓計（aneroid barometer）之氣壓高度換算出高度，作為高度表（altimeter）之標尺。國際民航組織（International Civil Aviation Organization；ICAO）假設在乾空氣、平均海平面之氣壓和氣溫分別為 1013.25 百帕和 15℃ 、 對流層頂以下約 11 公里之溫度隨高度遞減率每公里下降 6.5℃等標準大氣條件下，作為高度表之參考基準，在這種狀態(tài)下的大氣

12、稱之為國際民航組織標準大氣（ICAO standard atmosphere） 。 由於各地之大氣條件隨不同高 、 低壓系統(tǒng)之移動而隨時在變化 ， 所以高度表在不同時間、不同地點和不同高度皆與標準大氣有所不同 。 因此 ， 飛機上之高度表讀數(shù)必須經(jīng)過適當撥定，才能顯示出實際高度。因此，飛機起飛前必須經(jīng)過高度撥定，航程上因海平面氣壓不斷變化，其高度表所顯示之高度與實際海拔高度發(fā)生誤差，有時候誤差可能很大。依據(jù)高度表撥定程序之規(guī)定，凡飛行在