2014年9月22日 星期一

民航機到底是飛在哪個大氣層高度?


民航機到底是飛在哪個大氣層高度? 

對流層:

是地球大氣層中最靠近地面的一層,也是地球大氣層裡密度最高的一層,它蘊含了整個大氣層約75%的質量。

 對流層從地球表面開始向高空伸展,直至對流層的上界,即平流層的起點為止。對流層的上界隨地球緯度、季節的不同發生變化。就緯度而言,對流層的上界在低緯度地區平均為16-18 km,在中緯度的地區則為9-12 km,而在高緯度地區只有7-8 km。

對流層是地球大氣層中的一部分,在對流層中,氣溫會是隨高度升高而降低的,每上升一公里大概會下降攝氏6度左右。對流層是地球大氣層中天氣變化最複雜的一層,因為對流層空氣是垂直上下流動的關係,因此人類在航空中遇到的幾乎所有天氣變化都出現在這一層。例如:雲層.龍捲風.颱風.暴風雨等等天氣現象都會是發生在此層中。

夏季和冬季對流層的厚度也不盡相同,因為夏季時,地面氣溫會偏高,相對地面常常會有強烈上升氣流向上上升,同時,就會把對流層拉高,所以夏季對流層比較厚,而冬季時,因為氣溫偏低,所以對流層頂常常有下沉氣流下沉,下沉同時,就會把對流層縮短,相對冬季對流層會比較薄一點。

飛機不適合在對流層飛行,因為此層有強烈上升和下沉運動,很容易產生『亂流』的情形,所以此層不適合飛機飛行。

記住下列幾點就可以了解對流層:

1.對流層中氣溫隨高度增加而降低,每升一公里下降攝氏6度
2.低緯度地區對流層較高緯度地區來的厚。
3.夏季的對流層比冬季來的厚。
4.對流層是所有『天氣現象』發生的地方,會有(雲).....等等。
5.因為對流層上下運動劇烈,易產生亂流現象,因而不適合飛機航行。

平流層:

平流層是大氣層中的第二部份,此層空氣幾乎都是『水平橫向』流動的,所以不易產生對流作用,也就沒有天氣現象發生在平流層,平流層平時約12~50公里厚,此層適合飛機的航行,因為此處空氣幾乎都是水平流行的,不易產生亂流。另外,臭氧層就是存在此層中。

平流層與對流層不同的地方,也就是平流層中,氣溫是隨高度增高而上升的,因為平流層中有臭氧層,臭氧層會吸收太陽的紫外線,吸收同時,就會產生熱量,所以此層氣溫是隨高度而升高的,所以是上暖下冷型的。

記住下列幾點就可以了解平流層:

1.平流層空氣是水平流動的,所以不會有亂流的現象。
2.平流層中的氣溫是隨高度增高而上升的。
3.平流層是臭氧層存在的地方。 

中氣層:
 中氣層是大氣層中的第三部份,平時約距離地面50~80公里左右,由此層開始,氣溫又是隨高度而下降的,中氣層中,最低氣溫甚至可低於-90。C左右,非常酷冷,也因為此層空氣比較稀薄,所以飛機不適合在此層航行。

增溫層:
 增溫層是大氣層中第四部份,此層距離太陽比較近,氣溫是隨高度增加而迅速升高的,而且氣溫的高低都是太陽的黑子變化在控制的,光是太陽黑子的變化,就可以讓增溫層的氣溫差個1000多度,很恐怖,此層溫度隨高度增加而升高,所以稱為『增溫層』,也可稱『熱氣層』。

而且此層距離太陽比較近,所以增溫層中的 N2 O2 O 會吸收太陽的輻射,產生電離作用,而增溫層就會是有電離子的,因而增溫層又另稱為『電離層』,這些電離子有吸附或反射無線電波的功用,所以此層對航機電波反射的方面有很大的影響。

雖然說增溫層的氣溫非常的高,但是還是有人被冷死,這是為什麼呢?因為增溫層的空氣非常非常的稀薄,氣體分子溫度雖然很高,但是量很少,很少的氣體分子即使撞到人類,對人類來說,還是不足夠的,所以此層也會被冷死的。

對流層頂

對流層與其之上的平流層的邊界,約離地面12公里附近的位置,稱為對流層頂。但這個邊界的高度會隨季節及緯度而有所變化。一般來說,在赤道地區附近高18公里,而在極地附近則約高6公里,而平均高度則大概離地12公里左右。長途客機大多會在這個邊界飛行。

對流層頂,就像一個分水嶺。在它下面的對流層,雲雨雷電,變幻萬千,氣溫隨高度而下降;反之在它上面的平流層,晴空萬里,氣流平穩,氣溫會隨高度而上升。當氣溫遞減率由正數(對流層)轉到負數(平流層)的現象出現時,那正好表示了那裡是對流層頂的區域了。

對流層中的雲,一般向上移動到對流層頂就停止了,所以積雨雲的雲頂,往往和對流層頂的高度一致。積雨雲對飛行危害很大,但我們可以根據對流層頂的高度,大致判斷積雨雲雲頂可能出現的高度,在飛行的時候盡量避開。另外,對流層中的塵粒、煙粒等固體雜質,經常聚集在對流層頂之下,影響空中能見度。

除了指示天氣,對流層頂高度還是選擇航線高度,使飛機發動機效率最大化的重要參考。飛機發動機在低溫下效率最高,那麼在平流層和對流層當中,哪兒溫度最低呢?根據前面的介紹,我們知道,對流層頂附近是接近地面幾十公裏內溫度最低的區域。因此,在對流層頂區域飛行,是最有利的。從經濟效益出發,計劃航線高度時也要參考對流層頂高度。

目前大型客機大多飛行於此層,以增加飛行的穩定度。原因有:
1. 能見度高:地球大氣的對流層頂水氣、懸浮固體顆粒、雜質等極少,天氣比較晴朗,光線比較好,能見度很高,便於高空飛行。
2. 受力穩定:對流層頂的大氣上暖下涼,大氣不對流,以平流運動為主,飛機在其中受力比較穩定,便於飛行員操縱駕駛,並可節省燃油消耗。
3. 噪聲污染小:對流層頂距地面較高,飛機絕大部分時間在其中飛行,對地面的噪音污染相對較小。
4. 安全係數高:飛鳥飛行的高度一般達不到對流層頂,飛機在對流層頂中飛行就比較安全。
5. 經濟效益高:發動機在低溫下效率最高,對流層頂附近是接近地面幾十公裏內溫度最低的區域,而且溫度沒有隨著高度而升高或降低,從航空公司經濟效益出發是最有利的。

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