5.1大氣成分及基本要素5.1.1.大氣成分大氣成分指組成大氣的各種氣體和微粒。包括干潔空氣，水蒸氣，塵埃。它包圍著整個(gè)地球的空氣圈。干潔空氣主要由78%的氮?dú)猓?1%的氧氣以及1%的其它氣體組成水蒸氣主要來(lái)自地球表面的水分蒸發(fā)和植物葉面的蒸騰。約占整個(gè)大氣體積的0-5%左右，并隨著高度的增加逐漸減少。圖5-2水蒸氣的來(lái)源與大氣循環(huán)5.1.2.大氣分層按照大氣在垂直方向的各種特性，將大氣分成若干層次。按大氣溫度隨高度分布的特征，可把大氣分成對(duì)流層、平流層、中間層、熱層和散逸層。地球?qū)α鲗游挥诖髿獾淖畹蛯樱辛思s75%的大氣的質(zhì)量和90%以上的水汽質(zhì)量。其下界與地面相接，上界高度隨地理緯度和季節(jié)而變化，它的高度因緯度而不同，在低緯度地區(qū)平均高度為17～18公里，在中緯度地區(qū)平均為10～12公里，極地平均為8～9公里，并且夏季高于冬季。對(duì)流層是地球大氣層中天氣變化最復(fù)雜的一層，人類在航空中遇到的幾乎所有天氣變化都出現(xiàn)在這一層。

它在氣象學(xué)上的主要特點(diǎn)有：氣溫隨高度升高而降低；風(fēng)向和風(fēng)速經(jīng)常變化；空氣上下對(duì)流劇烈；有云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象。對(duì)流層中，按氣流和天氣現(xiàn)象分布的特點(diǎn)，可分為上，中，下三個(gè)層次。下層（離地1500m以下）：空氣運(yùn)動(dòng)受地形擾動(dòng)和地表摩擦作用最大，氣流混亂，又稱摩擦層。中層（1500m到6000m）：氣流相對(duì)平穩(wěn)，云和降水大多生成與這一層。上層（6000m到對(duì)流層頂）：受地表影響更小，水汽含量很少。平流層，亦稱同溫層，是地球大氣層里上熱下冷的一層，此層被分成不同的溫度層，當(dāng)中高溫層置于頂部，而低溫層置于低部。它與位于其下貼近地表的對(duì)流層剛好相反，對(duì)流層是上冷下熱的。在中緯度地區(qū)，平流層位于離地表10公里至50公里的高度，而在極地，此層則始于離地表8公里左右。平流層氣溫隨高度增高而升高?？諝鈳缀鯖](méi)有垂直運(yùn)動(dòng)，氣流平穩(wěn)?？諝庀”。碗s質(zhì)含量極少，空氣阻力小，能見(jiàn)度好。大氣不對(duì)流，以平流運(yùn)動(dòng)為主，飛機(jī)在其中受力比較穩(wěn)定，便于飛行員操縱架駛。目前大型客機(jī)大多飛行于此層，以增加飛行的穩(wěn)定度。從平流層頂?shù)?0公里高度為中間層，氣溫隨高度增高而迅速降低，出現(xiàn)強(qiáng)烈地對(duì)流運(yùn)動(dòng)，又稱為高空對(duì)流層或上對(duì)流層。暖曾既中間層頂（約80千米）至250km（在太陽(yáng)寧?kù)o期）或500km左右（太陽(yáng)活動(dòng)期）之間的大氣層。散逸層，又稱“外層”、“逃逸層”，是熱層（暖層）以上的大氣層，也是地球大氣的最外層。這層空氣在太陽(yáng)紫外線和宇宙射線的作用下，大部分分子發(fā)生電離；使質(zhì)子和氦核的含量大大超過(guò)中性氫原子的含量。逃逸層空氣極為稀薄，其密度幾乎與太空密度相同，故又常稱為外大氣層。5.1.3.大氣基本要素大氣的三大要素為氣溫，氣壓和空氣濕度。氣溫：表示空氣冷熱程度的物理量。大氣系統(tǒng)熱量主要是吸收太陽(yáng)輻射，當(dāng)太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣層時(shí)，有24%直接被大氣吸收。常用溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)（℃）、華氏溫標(biāo)（℉）和凱氏溫標(biāo)（K）三種：攝氏溫標(biāo)（℃）：純水冰點(diǎn)0℃，沸點(diǎn)100℃；華氏溫標(biāo)（℉）：純水的冰點(diǎn)溫度定為32℉，把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)溫度定為212℉，中間分為180等份，每一等份代表1度。凱氏溫標(biāo)（K）：當(dāng)為0K的時(shí)候，氣體分子的動(dòng)能為零。華氏溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)關(guān)系是：℃＝5/9（℉-32），℉=9/5℃+32；凱氏溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)關(guān)系：℃=K-273.15。氣壓即大氣壓強(qiáng)，是指與大氣相接觸的面上，空氣分子作用在每單位面積上的力。氣壓大小與高度、溫度等條件有關(guān)。一般隨高度增大而減小。在水平方向上，大氣壓的差異引起空氣的流動(dòng)。表示氣壓的單位，習(xí)慣上常用水銀柱高度。例如，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于760毫米高的水銀柱的重量，它相當(dāng)于一平方厘米面積上承受1.0336公斤重的大氣壓力。氣壓?jiǎn)挝唬喊倥粒╤Pa）毫米汞柱（mmHg）?？諝鉂穸染褪怯脕?lái)度量空氣中水汽含量多少或空氣干燥潮濕程度的物理量。濕度表示方法：相對(duì)濕度

、露點(diǎn)、氣溫露點(diǎn)差

。相對(duì)濕度指空氣中水汽壓與同溫度下飽和水汽壓的百分比?？諝庵兴浚核吭蕉?，相對(duì)濕度越大；

氣溫越高，則可以容納的水汽就越多，相對(duì)濕度減小?？諝庠谒亢蜌鈮憾疾桓淖兊臈l件下，氣溫降低到使空氣達(dá)到水汽飽和的溫度。形象地說(shuō)，就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r(shí)候的溫度叫露點(diǎn)。故，氣壓一定時(shí)，氣溫露點(diǎn)的高低可以表示空氣中的水汽含量。當(dāng)空氣處于未飽和狀態(tài)時(shí)，其氣溫高于露點(diǎn)溫度，只有在空氣達(dá)到飽和時(shí)，氣溫才和露點(diǎn)溫度相等，因此用氣溫露點(diǎn)差來(lái)判斷空氣的飽和程度，氣溫露點(diǎn)差越小，空氣越潮濕。圖5-6指南針式溫濕度計(jì)5.1.4.云與降水云是水汽凝結(jié)物在空中聚集而成的現(xiàn)象，降水是水汽凝結(jié)物從云中降落到地面的現(xiàn)象。云和降水不僅能反映當(dāng)時(shí)的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、大氣穩(wěn)定度和水汽條件，還能在一定程度上預(yù)示未來(lái)天氣變化的趨勢(shì)。云和降水對(duì)航空活動(dòng)影響很大，如低云可嚴(yán)重妨礙飛機(jī)起降，云中飛行可產(chǎn)生飛機(jī)積冰，在云中或云外都會(huì)碰到飛機(jī)顛簸，降水可影響能見(jiàn)度，影響飛機(jī)氣動(dòng)性能等等。作為一名航空從業(yè)人員，應(yīng)能從云的外貌和降水的性質(zhì)判斷出其對(duì)飛行的影響，并估計(jì)出其變化趨勢(shì)。云有各種各樣的外貌，它們千姿百態(tài)，變幻無(wú)窮，各自既有不同的成因，又有不同的特征，對(duì)飛行的影響也不盡相同。要了解云的演變規(guī)律，需要把云進(jìn)行分類。云的分類方法有好幾種，但一般是將云按云底高度分成三族:

（1）低云族，云底高度在2000m以下；

（2）中云族，云底高度在2000-6000m之間；

（3）高云族，云底高度在6000m以上。低云通常是指云底高度在2000m以下的云，這類云包括的種類最多，對(duì)飛行的影響也最大，是飛行人員需要了解的重點(diǎn)。低云多由水滴組成，厚的或垂直發(fā)展旺盛的低云則是由水滴、過(guò)冷水滴、冰晶混抄合組成。云底高度一般在2000米以下，但又隨季節(jié)、天氣條件及不同的地理緯度而有變化。大部分低云都可能產(chǎn)生降水，雨層云常有連續(xù)性降水，積雨云多有陣性降水，有時(shí)降水量很大。低云主要包括積云、積雨云、層積云、層云和雨層云五個(gè)云屬，低云多由水滴組成，厚的或垂直發(fā)展旺盛的低云則是由水滴、過(guò)冷水滴、冰晶混合組成。圖5-7積雨云圖5-8層積云中云的云底高度在2000一6000m之間，中云根據(jù)其外貌特征可分為高層云和高積云。中云是由微小水滴、過(guò)冷水滴或者冰晶、雪晶混合而組成。高層云在夏季多出現(xiàn)降雨，而在冬季多出現(xiàn)降雪。高積云較薄時(shí)不會(huì)出現(xiàn)降水，但在高原地區(qū)的高積云出現(xiàn)雨（雪、幡）。圖5-9高層云

高層云是淺灰色的云幕，水平范圍很廣，常布滿全天。圖5-10高積云高積云主要由中云高度上穩(wěn)定而濕潤(rùn)空氣發(fā)生波動(dòng)所形成。云體呈塊狀、片狀或球狀；云塊有時(shí)分散孤立，有時(shí)聚集成群，排列成行，好象田壟或波浪；云塊常呈白色或灰色，中部較陰暗；云體各部分的透光程度不同，薄的部分能見(jiàn)日、月輪廓，有時(shí)出現(xiàn)華和虹彩現(xiàn)象。薄的高積云穩(wěn)定少變，一般預(yù)示天晴；厚的高積云如繼續(xù)增厚，有時(shí)也有零星雨雪。其類別有透光、蔽光、積云性、絮狀、莢狀、堡狀等高積云數(shù)種。高云云滴高度通常在6千米以上，主要由冰晶組成，一般不直接產(chǎn)生降水，冬季北方的卷層云、密卷云偶爾會(huì)降雪，有時(shí)可以見(jiàn)到雪幡。高云可分3屬：卷云。它有時(shí)產(chǎn)生在能生成云的最高高度上，它由高空的細(xì)小冰晶組成，且冰晶比較稀疏，故云比較薄而透光良好，色澤潔白并具有冰晶的亮澤。卷層云。白色透明的云幕，日、月透過(guò)云幕時(shí)輪廓分明，地物有影，常有暈環(huán)。有時(shí)云的組織薄得幾乎看不出來(lái)，只使天空呈乳白色；有時(shí)絲縷結(jié)構(gòu)隱約可辨，好像亂絲一般。卷積云。云塊很小，白色無(wú)影，是由呈白色細(xì)波﹑鱗片或球狀細(xì)小云塊組成的云片或云層，常排列成行或成群，很像輕風(fēng)吹過(guò)水面所引起的小波紋。白色無(wú)暗影，有柔絲般光澤。云體很薄，能透過(guò)日、月光，呈白色無(wú)暗形，在黑夜則呈灰黑色，幾乎全由冰晶組成。圖5-13卷積云總的說(shuō)來(lái)，在云區(qū)飛行，一般常見(jiàn)的是低能見(jiàn)度和飛機(jī)顛簸，云狀不同，影響的程度也不同。在低于0℃的云中可遇到飛機(jī)積冰，在積雨云區(qū)可遇到天電干擾或雷擊。降水，是指從云中降落水（包括液態(tài)水和固態(tài)水）的現(xiàn)象，如雨、雪、冰雹等。依據(jù)國(guó)家氣象部門(mén)規(guī)定，降水劃分為四類：小雨、中雨、大雨、暴雨。劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：名稱雨量（24小時(shí)以內(nèi)）小雨10mm以下中雨10mm-24.9mm大雨25mm-49.9mm暴雨50mm以上依據(jù)降水形成原因不同，可劃分為如下幾類：鋒面雨，是指冷暖氣團(tuán)相遇，鋒面（氣團(tuán)交界處）空氣緩慢上升（以每秒厘米的速度計(jì)算），在冷氣團(tuán)一側(cè)形成層狀的降水。對(duì)流雨，是指近地面高溫潮濕，