1. Atmosfæren. 2. Internasjonal Standard Atmosfære. 3. Tetthet. 4. Trykk (dynamisk/statisk) 5. Trykkfordeling. 6. Isobarer. 7.

Transkript

1 METEOROLOGI 1

2 1. Atmosfæren 2. Internasjonal Standard Atmosfære 3. Tetthet 4. Trykk (dynamisk/statisk) 5. Trykkfordeling 6. Isobarer 7. Fronter 8. Høydemåler innstilling 2

3 Luftens sammensetning: Atmosfæren Nitrogen 78 % Oksygen 21 % Andre stoffer 1 % Hydrogen, helium, neon argon, karbondioksid vanndamp Atmosfærens viktigste beskrivende egenskaper er: TEMPERATUR,TRYKK OG TETTHET PUGGINGS!! 3

4 Atmosfæren er delt inn i: Troposfæren: Strekker seg fra bakken opp til ft. Kjennetegnet av at trykk, temperatur og vindstyrker varierer. Stratosfæren: Ligger over troposfæren fra ca til ft. Vanligvis stabil temperatur -56 C, mulig stigning. Ingen turbulens Tropopausen: Det grensesjiktet mellom troposfæren og stratosfæren! 4

5 Internasjonal Standard Atmosfære (ISA) TEMPERATUR: +15 C ved havoverflaten Synker med 0,65 C per 100 m ( 2 C per 1000 fot ) Opp til Tropopausen deretter konstant PUGGINGS!! Trykk: hpa, faller med ca 30 hpa per 1000 fot Luft: Tørr, helt uten vanndampinnhold! Tyngdens akselerasjon: Konstant lik 9,8066 m/s 2 5

6 Alle kurver, diagrammer og beregninger av ytelse er bygget på ISA, samt en del av flyinstrumentene våre er kalibrert etter ISA! Standardatmosfæren er sjelden lik den virkelige atmosfæren som flyet beveger seg i. 6

7 Tetthet: Beskriver forholdet mellom legemets masse (m) og dets volum (V). Betegnelse = δδ Tetthets formelen: SI enheten er: kg/m3 δδ = m/v Trykk: Forholdet mellom den kraften (F) som virker vinkelrett på en flate og Arealet (A) av flaten. Standard trykk = 1013,25 hpa Betegnelse = p Trykk formelen: SI enheten er: N/m2 p = F/A Tettheten varierer direkte med trykket; «dobbelt så mye trykk = dobbelt så mye tetthet» 7

8 Atmosfærisk trykk Statisk trykk (p): Er det vi kaller det Atmosfæriske trykket Virker alltid vinkelrett på en overflaten av vingen Likt i alle retninger Synker med høyden Trykket på ett bestemt nivå er resultatet av vekten på luftsøylen over det nivået. Jo høyere det nivået er desto lavere blir trykket! Det statiske trykket er det trykket vi kan måle når luften er i ro. Dersom legemet står stille i forhold til luften omkring, er trykket det samme i alle punkter på legemet. 8

9 Atmosfærisk trykk Dynamisk trykk (q): Er ett trykktillegg som skyldes hastigheten på luften Endrer seg med kvadratet av luftstrømmens hastighetsforandringer Eks: Flyet står stille på bakken, null vind og null hastighet = Bare Statisk trykk! Når flyet begynner og bevege seg skapes ett trykk mot flykroppen = Dynmaisk trykk. Dynamisk + Statisk = TOTALTRYKK (H) «når flyet begynner å bevege seg, minskes dermed statisk trykk pga at det dynamiske trykket øker, mens TOTALTRYKKET forblir det samme» 9

10 Dynamisk trykk = Dynamisk trykk 1 xx δδ xx VV2 2 Formel: p = 1/2 xx δδ xx VV 2 Total trykk = Total trykk HH = pp + qq Formel: HH=pp+qq 10

11 Primære faktorer som påvirker været: Variasjoner i lufttemperatur Luftens varierende innhold av vanndamp, vann og is Atmosfærens innhold av vanndamp forandrer seg langsomt, mens temperaturen kan skifte hurtig særlig nær jordoverflaten. Dette påvirker STABILITETEN i luftmassene. (mer om senere) Sekundære faktorer som påvirker været: Forandringer i Lufttrykk Hvilke vinder dette setter opp I forhold til terrenget og overganger fra hav til land DET ER OFTE FORHOLDET MELLOM DE PRIMÆRE OG DE SEKUNDÆRE SOM BLIR AVGJØRENDE FOR OM VI FÅR GODE/FARLIGE FLYFORHOLD 11

12 12

13 Lufttrykket: Definert som kraft pr. flateenhet Oppgis i pascal (Pa) som er lik newton pr. kvadratmeter Ved jordoverflaten er trykket gjennomsnittlig Pa (1013,25 hpa) 1013,25 = 1 atmosfære som tilsvarer ca 1 kg/cm2 Luften over oss representerer en vekt dermed et trykk. 13

14 Måling av lufttrykket (Pressure): Barometer Kvikksølv / Aneroidbarometer 14

15 Svært høyt luttrykk hpa Høyeste trykk noen gang målt 1085,7 hpa (Mongolia i 2001) Svært lavt lufttrykk hpa Laveste trykk noen gang målt 870 hpa (Typhon in the Pacific ocean) Dermed som gjennomsnitt tilsvarer: 760 mm på kvikksølvbarometer tommer 15

16 16

17 Lufttetthet (Density): Definert som luftmasse pr. volumenhet Påvirket av: Trykk Jo nærmere jordoverflaten, jo større trykk (vekt) Jo høyere opp i atmosfæren, jo mindre trykk (vekt) Temperatur Varm luft er lettere og dermed mindre tetthet Kald luft er tyngre og har mer tetthet Innhold av vanndamp: Vanndamp er lettere (mindre tetthet) enn tørr luft (under samme vilkår) 17

18 Lufttettheten har stor betydning både Aerodynamisk og Meteorologisk! Jo større tetthet, jo større løft! Jo høyere trykk, jo større løft! Jo lavere temperatur, jo større løft! Eks. Takeoff fra Bangkok krever lengre RWY enn takeoff fra Bardufoss! 18

19 19

20 Vertikal trykkfordeling Ved ISA er trykket på bakken 1013,25 hpa I ca 6700 m høyde er avstanden i meter mellom trykkflatene 427 hpa og 428 hpa ca. 16 meter! Ved bakken er avstanden mellom 1013 og 1012 hpa ca. 8 meter! Altså: Ved de lavere luftlag vil 1 hpa utgjøre ca. 8 meter Mens ved høyere luftlag, der atmosfæren ikke er så tett, vil det være større høydeforandring som skal til for å minske trykket med 1 hpa! Dermed kan man måle høyden ut fra trykket, ved å kalibrere med ISA! 20

21 Vertikal Trykk fordeling 427 hpa Høyde Ca m Ca. 16 m 428 hpa 1012 hpa 1013 hpa Ca. 8 m 0 m Avstanden mellom trykkflatene, i høyden og ved bakken 21

22 Horisontal trykkfordeling og isobarer Trykkmålinger Utført forskjellige steder og høyder Omgjort til havnivåverdier Nedtegnet på værkart (Isobarer) Værkart Oversikt over de horisontale trykkfordelingen på havnivå Avgjørende for vurdering av værsituasjonen (vind etc.) 22

23 Værsituasjonen: Lavtrykk Høytrykk Vindstyrke Vindretning Nedbør Etc. 23

24 Isobarer og Isobarflater Isobarer: Brukes til å få frem trykksystemer på værkart Linjer som strekes opp etter steder med samme lufttrykk slik at vi får en horisontal fordeling av trykket på havnivå Slike kart = Bunnkart Dannes da tilnærmet sirkler mellom høytrykk (H) og lavtrykk (L) Dermed kan vi gjøre det samme slik at 24

25 Isobarflater: Kart over horisontal høydevariasjon Høydekart Trykkflater blir kalt Flygenivåer (Flight level) Utgangspunkt i forhold til ISA Eks: FL 050 (5000 ft ISA) = 850 hpa FL 100 ( ft ISA) = 700 hpa FL 180 ( ft ISA) = 500 hpa FL 300 ( ft ISA) = 300 hpa FL 385 ( ft ISA) = 200 hpa 25

26 Trykkgradienten: Endring av en størrelse pr. lengdeenhet i gitt retning Vertikal trykkgradient er 1 hpa pr. 8 meter på havnivå Horisontal trykkgradient måles vinkelrett på Isobarene Størrelsen er et mål for kraften som virker på luftpartiklene (vind) Der Isobarene er tettest er gradienten stor Er gradienten stor er det mye vind (Lavtrykk) Er gradienten da liten er det lite vind (Høytrykk) 26

27 27