Flygmeteorologi 2

Niclas Börlin, [email protected]

Umeå flygklubb

Tryckytor

• En tryckyta är en • Avståndet mellan två tryckytor beräknas med höjdmätarformeln

yta som har konstant tryck

• – h=221.1*T* log 10 (p 0 /p) [ft], där T är medeltemp i luftpelaren.

Avståndet mellan tryckytorna ökar med höjden 250hPa, T=254K=-19  C, 34100ft=10.4km

500hPa, T=270K=-3  C, 18300ft=5.6km

750hPa, T=280K=+7  C, 8100ft=2.5km

1013hPa

Grovplanering

• Atmosfären, flygvädertjänst, METAR • Lufttryck, höjdmätarinställningar, vind • Vind, dimma, stabilitet, inversion • Moln, nederbörd, TAF • Fronter, luftmassor, åska, isbildning

Temperatur”fel”

• 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 ISA 250hPa, T=-29  C => 32800ft 250hPa, T=-19  C => 34100ft ISA+10C 250hPa, T=-9  C => 35500ft 500hPa, T=-13  C => 17600ft 500hPa, T=-3  C => 18300ft 500hPa, T=+7  C => 19000ft 750hPa, T=-3  C => 7800ft 1013hPa 750hPa, T=+7  C => 8100ft 1013hPa 750hPa, T=+17  C => 8400ft 1013hPa

Lufttryck vs densitet

• 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/m 3 ] • Omskrivet – ρ=p/(R*T) – Densiteten minskar om trycket minskar (höjden ökar) – Densiteten minskar om temperaturen ökar

Avstånd mellan tryckytor

• 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 1013hPa, T=288K=+15  C, dh=27ft

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

Höjdbenämningar

Tryckreferens Svenska Engelska Höjd över QNH Höjd Altitude MSL=Mean Sea Level STD Flygnivå Flight level Tryckytan 1013hPa (GND/QFE) Höjd över mark Height Marken (fältet) Elevation Elevation MSL=Mean Sea Level

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

Höjdindikering vid landning

• Vad visar höjdmätaren vid landning om QNH ställts in?

• QFE?

• Hur påverkas höjdindikeringen om temperaturen avviker från ISA?

Höjdmätarinställningar

• Inom flyget används flera olika referenslufttryck – QFE – lufttrycket reducerat till flygfältets referensnivå – QNH – STD – QFE reducerat till – 1013hPa havsytan med hjälp av ISA och flygplatsens elevation (höjd över havet)

Tryckhöjd, densitetshöjd

• Tryckhöjd=höjd STD • Densitetshöjd=tryckhöjd korrigerad för temperatur • Används vid – Höjdkorrigeringar vid beräkning av lägsta hinderfria höjd – Prestandaberäkningar

Högtryck

Tryckhöjd

Lågtryck ESNU Alt 24ft QNH -426ft STD 1013hPa ESNU 24ft QNH 1028 hPa

Höjdmätaren

visar

lägre

än verkligheten

Verklig höjd

är

högre

än vad mätaren visar

Höjdmätaren

visar

högre

än verkligheten

Verklig höjd

är

lägre

än vad mätaren visar 1013-1028=-15hPa -15*30=-450ft ESNU Alt 24ft QNH 474ft STD ESNU 24ft QNH 998 hPa 1013-998=15hPa 15*30=450ft 1013hPa

Höjdkorrigeringar

• 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

Lutande tryckytor

• Vid planflykt mot lägre tryck sjunker den verkliga höjden • ”From high to low, look out below” • Använd ”lägsta QNH” eller ”områdes-QNH”!

p=900hPa • Om temperaturen dessutom sjunker blir effekten större • ”From hot to cold, don’t be bold” eller • “Cold kills” p=1000hP a GND

Höjdkorrigeringar

• Antag du vill flyga över Kebnekaise 2100m= 6900ft på minst 1000ft höjd GND.

• Aktuellt (lägsta) QNH= 998 hPa.

• Temp på FL050=-6  C .

• Vad är lägsta höjd QNH ? Lägsta flygnivå ?

Höjdkorrigeringar

• Höjd 6700ft MSL (QNH).

• Fältet elevation 1000ft.

• Medeltemp ISA+5  C.

• Höjd över fältet?

– 6700-1000=5700ft – 5700*1.02=5814ft

Höjdkorrigeringar

• Antag du vill flyga över Kebnekaise 2100m= 6900ft på minst 1000ft höjd GND.

• Aktuellt (lägsta) QNH= 998 hPa.

• 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): (6900+1000)*1.05=8295ft => 8300ft .

• Min flight level (STD): 8295+(1013-998)*30=8745ft => FL90 , FL95 , ...

Höjdmätning i kuperad terräng

• QNH vid bergets fot kanske ej representativt för toppen • Använd ”områdes-QNH” eller ”lägsta QNH”!

• Kraftiga vindar ger – Tryckstig på vindsidan – Tryckfall på toppen – Tryckfall på läsidan • Säkerhetsmarginaler – 30-40KT => +500ft – 40-50KT => +1000ft – 50-60KT => +1500ft

Isobarer

• Tryckgradienter driver vindar L 991 995 1000 1005 p=900hPa p=1000hP a Marken 1020 1025 H 1015 1010

Höjdmätarinställningar

Genomgångsnivå (Transition Level) Varierar med lufttrycket, FL45, 50, 55, 60 Genomgångshöjd (Transition Altitude) ESNU 5000ft MSL Genomgångsskikt (Transition layer) STD QNH

Så varför dör inte lågtryck ut så fort dom bildats?

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 L 991 995 1000 1020 1025 H 1028 1015 1005 1010

Corioliseffekten

Utgångsläge ”Stillastående” observatör Observatör i roterande koordinatsystem

Corioliseffekten

markhastighet österut pga jordrotationen Upplevd avlänkning ”Corioliseffekten” vindhastighet relativt marken markhastighet österut pga jordrotationen

Corioliseffekten

• Vindar avlänkas – Till höger på norra halvklotet – Till vänster på södra halvklotet • Effekten ökar med latituden

Global cirkulation Geostrofisk vind

• Vid parallella isobarer, ingen friktion och balans mellan tryckgradienten och Corioliseffekten får vi en s.k. geostrofisk vind 1010 1015 Tid 1 Tid 2 Tid 3 Tid 4 • Dvs. vinden blåser parallellt med isobarerna!!!

1020

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 1010 På hög höjd Nära marken 1015 1020

Variation med höjd

• Friktionsskiktet – c:a 1000-2000ft vid måttliga vindar över slättland – C:a 3000-4000ft 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% 1010 På hög höjd Nära marken 1015 1020

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, fjäll

• Dalvind/upslope wind Dalvind Sydsidan värms upp av solen på dagen

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

• Bergvind/downslope wind bildas på natten då kall luft sjunker nedåt Bergvind

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

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

Fjällvindar

• Tvärs en dalgång blir det nedåtvindar på lovartsidan och uppåtvindar på läsidan • Bakom ett berg kan det bildas lävågsrotorer och lävågsmoln

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”)

Jetströmmar

• Jetströmmar bildas nära tropopausen • Är som starkast där temperaturkontrasterna är störst • Smala band med hög vindhastighet >60KT • Blåser normal väster => öster.

• EGLL (LHR) – WSSS (SIN): 11:00-23:40=12:40h • WSSS (SIN) – EGLL (LHR): 01:00-15:05=14:05h

TAF - Form

• • • • • • • • • • TAF el. TAF AMD Platsindikator – ESNU Utfärdandetid – 300830Z, 30:e, utfärdad 0830UTC Gällandetid – 300918, 30:e mellan 09 och 18UTC Vind som i METAR Sikt som i METAR Väder – Börjar, slutar, ändrar intensitet – Inget nytt väder = NSW Moln – NSC – Nil significant clouds Förändringar – BECMG – Becoming, gradvis förändring normalt <=2h. BECMG 1012 ”Becoming between 10 and 12” – TEMPO – Temporary, max 1h per gång. Summan av TEMPO

– Bara de delar som förändras signifikant anges efter BECMG/TEMPO!

– FM – ”From”. FM1200 + fullt väder.

– PROB30, bedömt 30% risk för förändring Avslutas med = !!