氣流

氣流垂直運動氣象學

1．氣流

流動的空氣稱為氣流。如風。

2．空氣動力

空氣流過物體或物體在空氣中運動時，空氣對物體的作用力稱為空氣動力。如風吹 動紅旗飄擺，跑步時風迎面吹來。

3．流線

表示空氣微團流動路線的線稱為流線。

4．流管

兩條相鄰流線組成的空間稱為流管。

5．流線譜

流體流過物體時整個流線組成的圖象稱為流線譜。根據流線譜可從理論上對空氣動力作定性的分析。圖1—1—1所示為垂直平板，斜置平板和流線體的流線譜。

6．靜壓

靜壓是壓能，是勢能的一種。它是空氣垂直作用於物體單位表面積上的壓力，用壓強表示，在靜止的氣流中其大小為空氣的大氣壓。

7．動壓

動壓是單位體積空氣包含的動能，由於流速產生的附加壓力。不作用在物體表面。可用下式表示。

g=1/2ρv²

式中: g—動壓;ρ—空氣密度;v—氣流速度。

8．全壓

氣流的靜壓與動壓之和稱為全壓。

1．可逆性原理

物體在靜止的空氣中運動或氣流流過靜止的物體，如果兩者相對速度相等，物體上 所受的空氣動力完全相等。

一般在研究、分析和實驗時，採用氣流流過物體的方法較為直觀和簡單。根據此原理只要相對速度相等，它的結果與物體在空氣中運動時所受的空氣動力就一樣。

2．連續性定理

這是描述流速與氣流截面關係的定理。氣流穩定地流過直徑變化的管子時，圖 1—1—2,每秒流入多少空氣，也流出等量的空氣。所以管徑粗處的氣流速度較小，而管徑細處較大。可用下式表示：

S1V1=S2V2=常數

式中:

S—管子截面積;V—流速。

3．伯努利定理

是能量不滅定理在空氣動力學中的應用，它描述空氣動壓、靜壓和總壓之間的關係。

1/2ρv12+p1=1/2ρv22+p2=p0(常數)

式中:

1/2ρv2—動壓;p—靜壓;p0—總壓。

流體在截面較大處(Ⅰ)仍流速較小，動壓較小，靜壓較大，而 在截面較小處(Ⅱ)流速較大，動壓較大，靜壓較小

一、什麼叫做氣流？

簡單地說，氣流就是空氣的上下運動，向上運動的空氣叫做上升氣流，向下運動的空氣叫做下降氣流。上升氣流又分為動力氣流和熱力氣流、山嶽波等多種類型，滑翔傘一般利用動力上升氣流和熱力上升氣流兩種來完成滯空、盤升和長距離越野飛行。（氣流和風的區別）氣流是氣象學的學術用語，風是我們的生活用語，其實無論空氣是水平運動還是垂直運動都可以叫氣流。但是空氣垂直運動我們不能感受到，只能感受得到水平氣流，所以生活中所說的風只能是指水平氣流.

二、氣流的生成

氣流的生成，非常複雜，熱力氣流的生成受各種天氣、溫度、濕度，空氣溫度遞減率、地表溫差、氣壓、等數據影響。一般來說，空氣溫度遞減率越大、日照越充足、空氣越乾燥，熱力氣流的形成就越好。

三、氣流的特點：

1、氣流的惰性

氣流往往走的是最短最近的途徑。它是有惰性的，在參差不齊的山上，一直依賴於一個依託物爬升，如果是平地，沒有激發物，它就趴著，向水平方向運動。

2、氣流的釋放點

在水平運動狀態的氣流如果遇到激發物，就沿著障礙物爬升，一直走到障礙物的最頂端，依賴于山的最高點，所以一段山形最高點的上方空域（山額），往往是氣流的釋放點。我們如果把山比做一個不規則的冰塊，把冰塊倒過來，水滴下來的位置是冰塊最尖點，倒轉回來，這就是氣流的釋放點。因而起飛前先要仔細判斷山形，根據山體的起伏形態找到氣流的激發點來制定飛行航線，這種方法可以使飛行員在越野過程中找到接續氣流的點，利用它盤升高度，然後繼續飛行。

3、根據場地判斷氣流

在群山環抱的場地中，氣流出現的情況一般整幅連綿的山體來得複雜，所以起飛前一定 根據不同的場地仔細判斷。

對於山窩裡的氣流，一般來說，正迎風的情況下，氣流在山窩裡流速會比溝外的強，如果風力穩定持續的話，這樣的動力氣流可以利用；但是千萬注意，在側風的情況下，要防止假風和山窩裡的迴旋氣流，這時的山溝里就絕對不能去。因為側風的情況下山窩裡會產生假象的上升氣流和風力迴旋，表面上高度表報告進入上升氣流，但那有可能是風力迴旋造成的假性上升，附近馬上就會有一個向下的力，容易產生折翼等危險。

在整個山系有不同落差或風層走廊的情況下，要特別注意切力風層的出現。有時在某段高度內有時會出現兩個速度不等、方向不同的切風，導致整個傘翼旋轉或拍擊，在這個情況下，如果高度足夠的話，應儘快逃離；或主動失去一部分高度，脫離風層切面。

四、熱力氣流和動力氣流的區別

A：動力上升氣流，就是水平運動的風在遇到山或者障礙物激發時，改變運動方向而形成的向上運動的氣流，它的強弱大小受障礙物的大小以及風力大小的影響。

動力氣流的特點是：

1：在迎風的山坡，風力穩定持續的話，動力氣流應該是一樣持續穩定的。

2：障礙激發物（山體）越高、坡度越陡、風力越大、動力上升氣流就越強，上升區域就會增加；

3：完整山體的寬度越大，上升的速度和動力氣流的幅面也越大；

4：動力上升氣流的高度是有限的，它的高度一般可以超過山的高度的三分之一左右。

利用動力上升氣流可以使滑翔傘達到滯空和盤升的目的。尋找動力氣流，要在坡度比較陡、山形完整的的迎風面，這樣的情況上升速率是一樣的。

B：熱力上升氣流，是受日照、氣壓、溫度、風力等氣象條件和地形條件的影響形成的上升氣流，它的高度可以從幾百米到幾千米，它的速率可以從幾米至幾十米/秒，所以在同一個場地，而天氣條件下不一樣的情況下，飛行所遇到的熱力上升氣流也不一樣。在氣象條件比較好的情況下滑翔傘可以利用上升速率在10米/秒的熱力上升氣流飛得很高很遠。

由於地表熱容量的不同，吸收熱量的不同，熱力氣流就不同。舉例來說，砂石吸收的熱量最少，最容易飽和，但這時候日照還是繼續，於是把多餘的熱量輻射給周圍的空氣，把周圍的空氣加熱，所以沙漠、山石、裸露在陽光下的乾燥地表等上空形成熱力氣流的機會很大；而有水、草地、濕潤的地區受陽光照射后形成熱力氣流則比較慢，因為需要的熱量很大，周圍的空氣都是冷的，它需要熱量來蒸發水分，熱力氣流向上走的時候，兩邊的氣流來不足，對它造成壓力，從而形成相對意義上的下降氣流；還有一種黃昏時的特殊熱力回吐氣流（俗稱傻瓜氣流），由於水面吸收了一天的陽光照射，在黃昏太陽落山前後，岩石等乾燥地表迅速失溫，而水面蘊涵的熱力卻依然強盛，熱容比相對比較大，造成水面上是上升氣流，而乾燥的岩石地面上空卻是下降氣流的奇特現象。

利用1948年1月～2004年12月逐月NCEP/NCAR的全球1000 hPa、850 hPa、700 hPa、600 hPa、500 hPa、400 hPa、300 hPa、200 hPa、150 hPa、100 hPa的10層經向格點風，計算了全球越赤道氣流和年變化，分析了全球850 hPa越赤道氣流通道的時、空變化特徵。指出在研究的時間段內，全球850 hPa越赤道氣流有明顯的長期趨勢變化和年代際變化。近57年,6～8月的45～50°E、5～9月的105～115°E、5～9月和5～11月的130～140°E、2～4月的20～25°E的越赤道氣流有明顯的加強,6～8月的50～35°W的越赤道氣流減弱。夏季索馬利亞的越赤道氣流，平均每10年增強0.25 m/s,而130～140°E,5～9月的越赤道氣流，平均每10年增強0.32 m/s。奇異譜分析表明,850 hPa越赤道氣流的年代際變化和趨勢變化的方差貢獻達到35%～45%。年際變化的方差貢獻不超過30%,還指出夏季太平洋的越赤道氣流的強度變化與南方濤動有明顯關係，弱南方濤動時，有強的越赤道氣流。而索馬利亞急流強度與北大西洋濤動有弱的正相關。