Grovplanering. Flygmeteorologi 2. Lufttryck vs densitet. Tryckytor. Avstånd mellan tryckytor. Temperatur fel

Transkript

1 Grovplanering Flygmeteorologi 2 Niclas Börlin, niclas.borlin@cs.umu.se Atmosfären, flygvädertjänst, METAR Lufttryck, höjdmätarinställningar, vind Vind, dimma, stabilitet, inversion Moln, nederbörd, TAF Fronter, luftmassor, åska, isbildning Umeå flygklubb Lufttryck vs densitet Tryckytor Trycket (vikten hos öppen gaspelare) minskar med höjden Allmänna gaslagen p=ρ*r*t p trycket [Pa] R gaskonstanten för torr luft T absolut temp [K] ρ densiteten [kg/m3] En tryckyta är en yta som har konstant tryck Avståndet mellan två tryckytor beräknas med höjdmätarformeln h=221.1*t*log10(p0/p) [ft], där T är medeltemp i luftpelaren. Avståndet mellan tryckytorna ökar med höjden 250hPa, T=254K=-19 C, 34100ft=10.4km Omskrivet ρ=p/(r*t) Densiteten minskar om trycket minskar (höjden ökar) Densiteten minskar om temperaturen ökar 500hPa, T=270K=-3 C, 18300ft=5.6km 750hPa, T=280K=+7 C, 8100ft=2.5km Temperatur fel Avstånd mellan tryckytor Kallare än ISA minskar avståndet mellan ytorna, verkliga höjden minskar Varmare än ISA ökar avståndet mellan ytorna, verkliga höjden ökar Felet är c:a 1% per 2.5C från ISA eller 4% per 10C ISA-10C 250hPa, T=-29 C => 32800ft 500hPa, T=-13 C => 17600ft 750hPa, T=-3 C => 7800ft ISA 250hPa, T=-19 C => 34100ft 500hPa, T=-3 C => 18300ft ISA+10C 250hPa, T=-9 C => 35500ft 500hPa, T=+7 C => 19000ft 750hPa, T=+7 C => 8100ft 750hPa, T=+17 C => 8400ft Avståndet mellan två tryckytor med en diff på 1hPa är dh=96*t/p Tumregel på låg höjd: 1hPa=30ft ISA 250hPa, T=220K=-53 C, dh=84ft 500hPa, T=252K=-22 C, dh=48ft 750hPa, T=272K=-1 C, dh=35ft, T=288K=+15 C, dh=27ft

2 Sammanfattning Densitet minskar om trycket minskar (ökad höjd) minskar om temperaturen ökar Tryckyta En yta som har konstant tryck Avståndet mellan tryckytor ökar med höjden På låg höjd: 1hPa=30ft. Temperaturfel Kallare än ISA, verklig höjd minskar Varmare än ISA, verklig höjd ökar 1% per 2.5C Tryckhöjdmätning En tryckhöjdmätare (aneroidmätare) mäter lufttryck Differensen mellan det uppmätta trycket och ett referenstryck omvandlas till höjd enligt ISA Den indikerade höjden är höjd över referenstryckytan Om temperaturen följer ISA är höjden korrekt Höjdmätarinställningar Inom flyget används flera olika referenslufttryck QFE lufttrycket reducerat till flygfältets referensnivå QNH QFE reducerat till havsytan med hjälp av ISA och flygplatsens elevation (höjd över havet) STD Höjdindikering vid landning Vad visar höjdmätaren vid landning om QNH ställts in? QFE? Hur påverkas höjdindikeringen om temperaturen avviker från ISA? Höjdbenämningar Tryckreferens Svenska Engelska Höjd över QNH Höjd Altitude MSL=Mean Sea Level STD Flygnivå Flight level Tryckytan (GND/QFE) Höjd över Height mark Marken (fältet) - Elevation Elevation MSL=Mean Sea Level Tryckhöjd, densitetshöjd Tryckhöjd=höjd STD Densitetshöjd=tryckhöjd korrigerad för temperatur Används vid vid beräkning av lägsta hinderfria höjd Prestandaberäkningar

3 Tryckhöjd Högtryck ESNU Alt 24ft QNH -426ft STD Höjdmätaren visar lägre än verkligheten Verklig höjd är högre än vad mätaren visar ESNU Alt 24ft QNH 474ft STD Höjdmätaren visar högre än verkligheten Verklig höjd är lägre än vad mätaren visar ESNU 24ft =-15hPa -15*30=-450ft QNH 1028hPa ESNU 24ft QNH 998hPa =15hPa 15*30=450ft Lutande tryckytor Lågtryck Höjd 6700ft MSL (QNH). Fältet elevation 1000ft. Medeltemp ISA+5 C. Höjd över fältet? =5700ft 5700*1.02=5814ft Vid planflykt mot lägre tryck sjunker den verkliga höjden From high to low, look out below Använd lägsta QNH eller områdes-qnh! p=900 Om temperaturen dessutom sjunker blir effekten större From hot to cold, don t be bold eller Cold kills hpa p=100 0hPa GND Hur bestämma avvikelse från ISA ombord på flygplanet? Bestäm PA=tryckhöjd Ställ in STD, läs av. Avläs AMSL, lägg till (STD-QNH)*30. Avläs OAT ISA temp=+15 C -2 C*(PA/1000) Ex. PA=6500ft, OAT=-2 C ISA temp=15-2*6.5=+2 C OAT=ISA-4 C Antag du vill flyga över Kebnekaise 2100m=6900ft på minst 1000ft höjd GND. Aktuellt (lägsta) QNH=998hPa. Temp på FL050=-6 C. Vad är lägsta höjd QNH? Lägsta flygnivå? Antag du vill flyga över Kebnekaise 2100m=6900ft på minst 1000ft höjd GND. Aktuellt (lägsta) QNH=998hPa. Temp på FL050=-6 C. Vad är lägsta höjd QNH? Lägsta flygnivå? Temp ISA (@FL050) =+15 C -2*5=+5 C. Aktuell temp=-6 C = ISA-11 C => Korrektion 5%. Min altitude (QNH): ( )*1.05=8295ft => 8300ft. Min flight level (STD): 8295+( )*30=8745ft => FL90, FL95,...

4 Höjdmätning i kuperad terräng QNH vid bergets fot kanske ej representativt för toppen Använd områdes-qnh eller lägsta QNH! Kraftiga vindar ger Höjdmätarinställningar Säkerhetsmarginaler 30-40KT => +500ft 40-50KT => +1000ft 50-60KT => +1500ft Genomgångsnivå (Transition Level) Varierar med lufttrycket, FL45, 50, 55, 60 QNH Genomgångshöjd (Transition Altitude) ESNU 5000ft MSL Tryckstig på vindsidan Tryckfall på toppen Tryckfall på läsidan Isobarer Isobarer sammanbinder punkter med samma tryck Tätt mellan isobarerna=stor tryckgradient Lågtryck=område med lägre tryck än omgivningen Högtryck=område med högre tryck än omgivningen Tråg utbuktning från lågtryck Rygg utbuktning från högtryck STD Genomgångsskikt (Transition layer) Isobarer L Tryckgradienter driver vindar L H 1028 p=900 hpa 1025 H 1028 p=10 0 0h Pa Marken Så varför dör inte lågtryck ut så fort dom bildats? Corioliseffekten Utgångsläge Stillastående observatör Observatör i roterande koordinatsystem

5 Corioliseffekten Corioliseffekten Vindar avlänkas markhastighet österut pga jordrotationen Till höger på norra halvklotet Till vänster på södra halvklotet Upplevd avlänkning Corioliseffekten Effekten ökar med latituden vindhastighet relativt marken markhastighet österut pga jordrotationen Global cirkulation Geostrofisk vind Vid parallella isobarer, ingen friktion och balans mellan tryckgradienten och Corioliseffekten får vi en s.k. geostrofisk vind Tid 1 Tid 2 Tid 3 Tid 4 Dvs. vinden blåser parallellt med isobarerna!!! Variation med höjd Variation med höjd Nära marken påverkas vinden av friktion mot markytan Friktionen sänker vindhastigheten, vilket leder till en lägre Corioliseffekt Vinden vrider mot tryckgradienten nära marken Vinden vrider mot högre gradtal på högre höjd På hög höjd Nära marken Friktionsskiktet c:a ft vid måttliga vindar över slättland c:a ft vid hård vind Tumregel, uppifrån och ned Över hav vrider vinden vänster 10 och minskar med 30% Över starkt kuperad terräng vrider vinden 30 vänster och minskar med 50% Tumregel, nedifrån och upp Över hav vrider vinden 10 höger och ökar med 50% Över starkt kuperad terräng vrider vinden 30 höger och ökar med 100% Över friktionsskiktet I friktionsskiktet

6 Gradientvind Runt ett hög/lågtryck är isobarerna krökta Där tillkommer en centrifugalkraft som sänker vindhastigheten kring ett L och ökar den runt ett H Vind runt krökta isobarer kallas gradientvind Daglig variation, kust Landbris uppstår på kvällen/natten om marken kyls mer än havet Svagare än sjöbrisen Kan nå långt ut till havs (5NM) Kan ev. aktivera åska till havs Daglig variation, kust Sjöbris uppstår på eftermiddagen på sommaren då solen värmt upp marken Kan bli 5-10 knop Klart kustväder Cumulusmoln, ev. skurar uppstår en bit inåt land Daglig variation, fjäll Dalvind/upslope wind Sydsidan värms upp av solen på dagen Dalvind Daglig variation, fjäll Bergvind/downslope wind bildas på natten då kall luft sjunker nedåt Bergvind Fjällvindar I fjällen kommer terrängen att kanalisera vinden I huvudsak blåser det längs dalgångarna från högre till lägre tryck Smala dalgångar (och höga hus) förstärker vinden

7 Fjällvindar Tvärs en dalgång blir det nedåtvindar på lovartsidan och uppåtvindar på läsidan Bakom ett berg kan det bildas lävågsrotorer och lävågsmoln Jetströmmar Jetströmmar bildas nära tropopausen Är som starkast där temperaturkontrasterna är störst Smala band med hög vindhastighet >60KT Blåser normalt väster => öster. EGLL (LHR) WSSS (SIN): 11:00-23:40=12:40h WSSS (SIN) EGLL (LHR): 01:00-15:05=14:05h TAF Flygplatsprognos, normalt max 9h, uppdateras /3h (vissa fpl 24h/6h) Utfärdas ibland av meteorolog på annan flygplats ( ISSUED BY ESSA ) TAF CCA korrigerad TAF TAF AAA ändrad prognos ( amendment ) TAF - Form TAF el. TAF AMD Platsindikator ESNU Utfärdandetid Z, 30:e, utfärdad 0830UTC Gällandetid , 30:e mellan 09 och 18UTC Vind som i METAR Sikt som i METAR Väder Moln Förändringar Börjar, slutar, ändrar intensitet Inget nytt väder = NSW NSC Nil significant clouds BECMG Becoming, gradvis förändring normalt <=2h. BECMG 1012 Becoming between 10 and 12 TEMPO Temporary, max 1h per gång. Summan av TEMPO<halva tiden! Bara de delar som förändras signifikant anges efter BECMG/TEMPO! FM From. FM fullt väder. PROB30, bedömt 30% risk för förändring Avslutas med =!!