交通运输与气象.ppt

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1、2019/6/7,1,第三章 交通运输与气象,2019/6/7,2,本章主要内容,3.1铁路运输与气象 3.2 公路运输与气象 3.3 航空与气象 3.4 水上航运与气象,2019/6/7,3,铁路运输与气象,2019/6/7,4,3.1 铁路运输与气象,前 言,铁路作为陆上交通重要的载体，对天气气候的影响反应十分敏感。大风，暴雨，积雨，泥石流影响铁路正常运行，编组装卸等露天作业，甚至对铁路设施造成破坏，引起列车颠覆等重大灾害事故。 铁路运输调度指挥的重要工具大风暴雨路基塌方专项天气预报。,2019/6/7,5,铁路运输与气象,一、铁路的主要气象灾害,二、沙漠地区铁路工程与气象,三、铁路线路的

2、胀轨跑道，断轨的 气象条件和预报服务。,2019/6/7,6,3.1.1 铁路的主要气象灾害,1、铁路水害,主要指暴雨引起的山洪和河流泛滥（包括塌方，滑坡，泥石流）冲毁铁路和桥梁，以及淹没铁路造成交通中断或列车事故的发生。,根据80年代以来的统计，主要铁路干线，平均每年因水害中断铁路运输100次以上，其中列车脱轨颠覆重大事故平均每年6次。近40多年中，平均每年因洪涝、泥石流等灾害导致列车脱轨、覆盖等重大行车事故有5起左右，中断行车5天以上的累计有60多次。,2019/6/7,7,铁路的主要气象灾害,2、铁路雪害,铁路积雪，车轮易空转，影响牵引力，列车制动困难甚至出轨。 当积雪40厘米以上时行车

3、速度降低， 当积雪超过70厘米时，需清除积雪，火车才能运行。 风雪路段，因吹雪掩埋路线，也造成雪阻。 我国东北，西北等地，最大积雪深度在50厘米以上，是雪害危害主要地区。 1983年4月齐齐哈尔地区大雪,2019/6/7,8,铁路的主要气象灾害,3、铁路风害,大风影响行车速度：4、5级风时，行车速度限制在60-70km/s以内。6级以上大风限速更甚，有时大风甚至可把列车吹翻。 风力6-7级影响嘹望信号：易刮破货车篷布，风力大于9级应关闭部分高侧货车。 大风影响行车安全：大风还能把弯道树木吹倒刮断，可能阻塞在线路上或造成路料倾斜，影响行车安全，甚至造成列车倾覆的重大事故。 沙漠地区，风堆沙可将铁

4、路掩埋，造成沙阻车。,2019/6/7,9,铁路的主要气象灾害,2006年4月9日晚7时许，从乌鲁木齐发往北京的70次列车运行至小草湖附近时，遭到风力达14级以上特大沙尘暴狂袭，几乎在很短的时间内，车体窗户双层钢化玻璃被击碎。,2019/6/7,10,铁路的主要气象灾害,2019/6/7,11,铁路的主要气象灾害,2019/6/7,12,铁路风害与防范,受风害主要地区： 我国兰新铁路风口地区，19611982年大风吸翻列车已有10次之多，每到大风季节，列车不能正常运行。另有安西风库，通车30多年以来，大风造成列车脱轨18次，车辆颠覆14次。,原因：特殊地形。天山横亘新疆中部，东西长1500千米

5、，南北宽250-300千米，西段海拔4000米以上，东段较低，并有一些大的隘口，由于狭管效应形成了风口，通过隘口时风速可增大17以上，路堤也有增速作用。,2019/6/7,13,铁路风害与防范,在山地丘陵地区选线适当避开沟谷地形，把路线设置在沟口以外适当距离（100-200m）尽量选择风力最小部位，且使线路与风的交角越小越好，并控制路堤桥涵高度，必须考虑吹翻列车的临界风速（50m/s）。 采取削减局地风速的措施。 建设测点。,防范：,2019/6/7,14,铁路风害与防范,大风监测预警系统 -52点,1956 9604000 5072m 550冻土 以桥代路,2019/6/7,15,铁路的主要

6、气象灾害,4、其它灾害,气温较低地区，列车启动慢，在-18以下必须经加热处理才能保持畅通，而且牵引力与常温相比约减少5，-28和-40分别减少15和40之多。 高海拔地区，因气温低，氧含量少，平均每升高1000M柴油机机率下降10。 雾对铁路运输的影响与公路相似。 盐湖使铁路泛潮，会使路基抗压力降低影响行车安全，而且会使沿线建筑物和机电设备发生不同程度的腐蚀损害。,2019/6/7,16,3.1.2 沙漠地区铁路工程与气象,沙尘危害：路基沙埋，危及行车安全；沙尘风蚀影响巡道和养护作业；对机车车辆产生磨耗，阻塞油眼，加速机件磨损；摩擦生电对通讯产生干扰；使能见度降低。信号模糊不清；防碍乘务，调车

7、，易造成缓行事故,我国的第一条沙漠铁路-包兰线,2019/6/7,17,沙漠地区铁路工程与气象,我国修建的第一条穿越沙漠的铁路是包兰线（包头兰州）。于1956年开始修建，1958年8月通车，全长980公里，其中有140公里线路在腾格里沙漠和鄂尔多斯高原西部沙漠中通过。,2019/6/7,18,沙漠地区铁路工程与气象,沙害最大的沙坡头附近16公里是铁路必经的地段，沙坡头位于宁夏自治区中卫县境内腾格里沙漠的东南前缘，是一座100多米高的沙山。,2019/6/7,19,沙漠地区铁路工程与气象,修建这段铁路，由于当时缺乏经验，曾造成大规模吹蚀。一夜大风，把即将完工的沙漠路基，几乎全部被吹蚀。我国铁路工

8、程人员总结经验，终于弄清了这段沙路的地貌、沙漠成分与来源、水文地质、植被条件、防护材料、气象等，在选线时，使线路和主导风向接近平行，减少路基积沙和风蚀。同时采取多种方法进行固沙治理，终于在1958年8月胜利通车。,2019/6/7,20,沙漠地区铁路工程与气象,包兰线,控制流沙的草方格网络沙障,2019/6/7,21,沙漠地区铁路工程与气象,2、铁路选线：在沙地，沙漠化土地和戈壁进行铁路工程建设，为了减少路基沙埋和风蚀，线路走向要尽量与当地主导风向平行或成小交角；路堑走向与主导风向一致；曲线应设在路堤段，不宜小半径。,2019/6/7,22,沙漠地区铁路工程与气象,固沙措施,在沙漠中修筑铁路，

9、首先是固沙，防止沙害。目前采用的固沙方法主要有植物固沙、机械固沙和化学固沙。,2019/6/7,23,沙漠地区铁路工程与气象,植物固沙 在沙漠地区大搞植树造林，是防沙治沙的根本措施。实践证明，花棒、黄柳、沙棘、沙拐枣、胡杨等是适应沙漠环境的植物，既耐干旱，又能抗风固沙。,2019/6/7,24,沙漠地区铁路工程与气象,机械固沙 在铁路两旁离地面几十米到100多米的高大沙丘上，用卵石、粘土、沥青、芦草、干草等埋设在沙里，或用草扎成的方格沙障，就像防洪堤一样，阻止着沙子的移动。这种办法在植物长成以前是一种最经济、最简单易行而又有较好效果的固沙方法。,2019/6/7,25,沙漠地区铁路工程与气象,

10、化学固沙 是新发展起来的一门科学技术，有的是利用石油的副产品，如“沥青乳剂”等固沙，瑞士研制一种颗状化合物，把这种东西像施肥一样撒入沙漠后，沙粒就能像海绵一样吸水，并能保持比沙粒本身重12倍的水分，施用一次可维持几年。,2019/6/7,26,3.1.3 铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务,动车组 如果把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。 动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。动车组列车驶出不足4分钟，时速就达到200公里，在一些区段甚至可以达到时速250公里。,2019/6/7,27,3.1.3

11、铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务,铁路线路为固定钢轨，准轨线路中单根钢轨长12.5或25m。无缝线路现在已经成为高或重载铁路必须选用的轨道结构。,2019/6/7,28,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务,据有关部门方面统计，与普通线路相比，无缝线路至少能节省15%的经常维修费用，延长25%的钢轨使用寿命。此外，无缝线路还具有减少行车阻力、降低行车振动及噪声等优点。,2019/6/7,29,3.1.3 铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务,所谓“无缝线路”，就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨，在基地工厂用气压焊或接触焊的办法，焊成200m到500m的长轨，然后运

12、到铺轨地点，焊接成1000m到2000m的长度，铺到线路上就成为一段无缝线路。如果没有加工、运输、施工上的困难，从理论上讲，“无缝线路”可以无限长。,2019/6/7,30,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务,1999年我国最长的一根钢轨、全长104.6公里的跨区间超长无缝线路在沪宁线上铺设成功。 国际先进水平,国内首建无缝钢轨是廊坊至安定上行线，全长21.09KM；,2003年左右，全长303公里的沪宁铁路 铺成一根跨45个区间的超长无缝线路。,2019/6/7,31,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务,无缝钢轨要解决热胀冷缩光靠数量不多缝隙是不够的。 在铺设时候尽量选择

13、最佳温度铺设，使钢轨的伸缩值在最小范围内，这样不管温度上升还是下降，钢轨的伸缩始终都控制在最小范围内。,2019/6/7,32,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,1、温度力和锁定轨温,“温度力”：当温度环境变化，使轨温随之变化，从而引起钢轨受力，由于此力由温度变化引起，固称“温度力”。 夏天膨胀压缩铝，由铝承受热涨的应力，夏季受温度压缩力。冬季受温度拉伸力，冬天铝被拉伸。,“设计锁定轨温”：为保证冬季钢轨不折断，夏季钢轨不胀跑道，必须从强度和稳定条件来计算一个锁定轨温，称之为“设计锁定轨温”（又称中和温度）,2019/6/7,33,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,“允许锁定温

14、度范围”：由于环境温度变化，导致轨温经常变化，在满足强度和稳定条件要求的前提下，可允许在设计锁定轨温的上下一定温度幅度内进行锁定，这一幅度称为“允许锁定温度范围”。,铺设钢轨应严格按设计锁定轨温，平时养护维护也应以实际锁定轨温为基础，根据当时的轨温变化来安排作业。,2019/6/7,34,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,钢轨的温度力不可能消失，是人们在铁路线上采用强大的线路阻力来锁定轨道，限制了钢轨的自由伸缩。在我国是采用高强螺栓、扣板式扣件或弹条扣件等对钢轨进行约束。 直径24mm的高强螺栓，六孔夹板接头可提供40至60吨的纵向阻力。单条扣件每根轨枕可提供1.6吨的纵向阻力。,无缝

15、钢轨,2019/6/7,35,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,北京地区，最高轨温为摄氏62.2，最低轨温为零下22度，中间轨温为19.9。根据无缝线路强度和稳定性计算得出的结果，北京地区最佳锁定轨温为24，实际允许锁定轨温为1929。,2019/6/7,36,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,2019/6/7,37,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,2、轨温的设计,无缝线路锁定轨温，一般根据中和温度加减5或4来确定，中和轨道常以当地历年最高轨温和最低轨温为依据推算。 历年的最高轨温相差无几（约3-5），而历年的最低轨温一般相差较大，差值可大于10,故常把最高轨温视为常

16、定的，而把最低轨温视为随机的。按统计方法计算最低轨温，以改善中和轨温计算值的代表性。,2019/6/7,38,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,准确设定轨温是施工作业和养护维护的基础，要求在轨温平稳时段内换轨或锁定轨温，并使无缝线路的长轨条入槽和落槽，轨温比较均匀，均在允许锁定范围内。,2019/6/7,39,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,原因：行车过程中因轮、轨之间相互作用，线路爬行与钢轨碾长，以及线路扣件锁定强度衰减和线路维修施工作业影响，均会导致锁定轨温变化。 改变轨温要进行无缝线路内部温度应力放散，使之在新的铺轨温度下，处于无应力状态。 每年定期调整两次，一次在春季

17、，一次在秋季，此即定期放散温度应力方式。,3、锁定轨温检验的应力固散与调整,2019/6/7,40,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,4、断轨和胀轨跑道,断轨原因：冬季，当轨道承受温度拉力及其它附加拉力，使应力超过钢轨母材或焊缝抵抗力时，钢轨可能折断，一般表现为无缝线路焊道折断和准轨线路夹板折断。常可因焊接不良，线路质量不合格，超运量，超年限使用或锁定温度偏高引起。,综合分析：钢轨疲劳叠加环境低温影响是出现断轨的直接原因。 决定方法：为保障安全，提高运输效率，可以统计分析断轨发生率与气温变化的规律，建立断轨率与月平均气温的相关和相关的断轨预报模式。,2019/6/7,41,铁路线路的胀

18、轨跑道、断轨的气象条件和预报,胀轨：春夏季，当气温上升时，钢轨受到较高的温度压力，达到一定值后，轨道将产生横向变形，一般可分为三个阶段： 稳定阶段（不变形阶段） 胀轨阶段（渐变形阶段），轨道横向变形迫使道碴挤压错动，产生声响，预示轨道受压力和变形接近临界状态。 跑道阶段（突然变形阶段），表现为轨道弯细，变形矢度突然扩大，并伴随巨大声响而膨胀扭曲。,2019/6/7,42,铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报,胀轨与跑道是两种性质不同的轨道变形过程。 由于胀轨之必然性，发展到一定程度就存在跑道的可能性，严格控制胀轨的限值是防范跑道的关键。 胀轨的原因，主要是施工铺轨不当，锁定轨温偏低，冬季钢

19、轨不正常收缩以及爬行不均匀而引起，关键在于严格掌握锁定轨温，特别注意温度压力偏高而道床阻力偏低的部位，因两者失去平衡，轨道就要失横。,2019/6/7,43,3.2 公路运输与气象,3.2.1影响公路交通运输的主要天气灾害,主要内容,3.2.2公路工程设计和施工,3.2.3 翻浆对公路结构的影响,2019/6/7,44,影响公路交通运输的主要天气灾害,降雨（暴雨）- 路面潮湿、山洪爆发、泥石流、滑坡、 洪涝灾害（积水、公路水毁等）,降雪（冰雪）- 积雪、冰雪埋路、公路吹雪、雪阻,雾 - 能见度差,风（强风）- 转向或翻车、沙尘暴、吹雪等,冰和霜 - 路面打滑,高温 - 汽车性能、司机身心健康,

20、公路交通受天气影响最大的问题是降雨和路面潮湿。,盐湖公路泛潮,2019/6/7,45,影响公路交通运输的主要天气灾害,IOWA,2000,2019/6/7,46,影响公路交通运输的主要天气灾害-1洪涝,1963年海河大水冲毁河北省保定、石家庄、邯郸等地的公路6700公里； 1981年四川洪灾造成全省80条公路干线和48条县级以上交通线中断； 1985年辽河大水，辽宁有9条国家级公路受到冲击，有的中断，有的勉强维持通车。8条省级公路，70余条县级公路无法通车，此外，山洪爆发和泥石流对公路运输也构成很大威胁。中国西部川藏（半年）、川滇、滇藏、川陕、川甘、滇黔等10余条国家公路干线常受到泥石流、滑坡

21、的袭击。,公路水害每年都有发生，全国每年平均损失3亿4千万元左右。,2019/6/7,47,影响公路交通运输的主要天气灾害-1洪涝,2005年8月12日至13日，浑河、太子河、辽河、大凌河流域的强降雨过程。辽宁省共44条干线、128条县级公路发生水毁。在这次洪灾中， 抚顺、铁岭、本溪地区受灾较为严重，清原地区通往抚顺、沈阳方向的公路全部中断交通。 初步统计，共冲毁路基1056.7万立方米，防护101.4万立方米，桥梁581座/14811.8延长米，涵洞1746道，路面614.6万平米。水毁损失总金额为125001万元。,2019/6/7,48,影响公路交通运输的主要天气灾害-1洪涝,2019/

22、6/7,49,影响公路交通运输的主要天气灾害-1洪涝,2019/6/7,50,影响公路交通运输的主要天气灾害-2泥石流,泥石流的公路危害：主要分布在我国西南、西北和华北15个省区，其流动容量约为1.3-2.3t/m3,其中干物质重占总重量的不等。 淤埋公路，堵塞江河，冲毁桥涵，冲刷路基等。,泥石流的定义：山区大量泥沙和石块，被水浸润后，在重力与水的作用下造成的突然爆发的、含有大量泥沙和石块的洪流。,2019/6/7,51,影响公路交通运输的主要天气灾害-2泥石流,全世界每年都要发生近10万次大大小小的泥石流。1970年南美洲秘鲁的安第斯山脉曾发生一次冰川泥石流，3010多万立方米的冰雪泥石一下

23、子冲入一个名叫罗嘉依的城镇，顷刻间，全城被彻底淹埋，3万居民全部遇难。,2019/6/7,52,影响公路交通运输的主要天气灾害-2泥石流,2019/6/7,53,影响公路交通运输的主要天气灾害-2泥石流,以秦岭淮河为界，界南当一次降水量不足50mm(暴雨），可引发泥石流，常称为雨洪型泥石流；界北一次降水量必须大于50mm，才能形成泥石流。 实际引发泥石流的降水特征既与降水量有关，还与降水强度有关，具体指标还随当时的地形，地质和土壤条件而变化。冰川泥石流还与前期的降雪量，湿度，季节有关，常与雨量相重，主要发生在5-8月，气温7-11。,泥石流形成标准：,2019/6/7,54,2019/6/7,

24、55,影响公路交通运输的主要天气灾害-3雪阻,高速公路关闭 雪阻归途,2019/6/7,56,影响公路交通运输的主要天气灾害-3雪阻,积雪-积雪大于30cm，汽车运行困难，大于50cm车辆无法通行，积雪2-15cm交通事故最多，积雪大于15cm出车率少。,冰雪埋路减阻方法：既可采用撒盐促融，也可用机械铲雪或扫雪，最快最有效的是撒盐和扫雪配合除冰雪，至今仍认为积雪路面撒盐是除冰雪的最经济，有效和安全的方法。还可以撒沙、燃煤渣（用量多、失效快）；流水（较暖河水）冲雪融化。,2019/6/7,57,影响公路交通运输的主要天气灾害-3雪阻,2019/6/7,58,影响公路交通运输的主要天气灾害-3雪阻

25、,吹雪雪阻-又称风雪流雪阻，与风沙流、泥石流类似，强劲的风雪流可造成积雪迁移，阻塞交通。,形成吹雪雪阻条件-（1）大量的干雪；（2）使雪粒起动的大风（5-7米/秒)；（3）适宜的地形。,风雪流中雪粒运动形式- 分为蠕动、跳跃和悬移三种。蠕动表现为大的雪粒沿表面滚动；跳跃指雪粒在涡动风力作用下，垂直跃升，渐以小角度返回；悬移指雪粒在较大风力作用下悬浮于空中随风漂移。这三种运动方式中以雪粒跳跃为主。,2019/6/7,59,影响公路交通运输的主要天气灾害-3雪阻,风雪流对公路的危害类型-（1）迎风阻塞型堆积； （2）背风型沉积；（3）弯道绕流型堆积。,防治措施-原则上应以预防为主，工程治理为辅。首

26、先在风雪流地区选线，应使高出地面的上坡线高于平均积雪深度，尽量按直线设计，避免切割；其次在路基坡度设计上设计优化，目的在于使积雪产生运动，不致在路面沉积，一般采用平坡宽肩和浅而宽的沟。在某些情况下运用雪篱防治雪阻：收集篱；固导篱；鼓风篱。,2019/6/7,60,影响公路交通运输的主要天气灾害-3雪阻,雪崩雪阻-主要出现在山区，一般当公路两侧坡度在30度以上时。30cm厚的积雪并伴有一定风力就可能出现雪崩，阿勒泰，塔城山区以及天山西部常伴有雪崩发生，掩埋公路，难以清除，而且融雪水对路基和路面的损毁也很严重。,2019/6/7,61,影响公路交通运输的主要天气灾害-4强风,引起公路事故的风速临界

27、值常取15m/s，相应阵风可达22m/s。若同时伴有雨、雪、冰，则问题更大，因此时汽车更不易控制。,为了减少因大风关闭公路的时机，普遍采用半渗透栅篱削风装置。由高3m、60%遮蔽度的削风篱位于公路近侧，它可减小潜在风速危险界限并能间接减小局地风力噪声。削风栅篱往往具有边缘效应，只有通过外场实测才能推广应用。,2019/6/7,62,影响公路交通运输的主要天气灾害-4强风,在某些风向下，削风不足反由间隙的狭管效应而使风力增强，削风栅栏应位于阻风的直角方向； 削风栅篱可引起冬季吹雪雪阻； 若应用于长跨度桥结构，3m高的削风栅篱将使全桥风力负荷增大； 削风栅篱能挡住直接辐射，在冬季使积冰现象增强。,

28、主要问题：,2019/6/7,63,例：新疆塔城构筑12万亩生态林,老风口地处塔城西北部。每年8月至翌年5月，三天两头刮大风，现代化的越野车动辄被风掀翻。由于风大，这里的道路抢险车只能用底盘很重的大型装甲运兵车。为降风魔，自治区成立了“老风口公路风害防治研究组”。经过20多年不懈努力，研究组以“乔灌草结合，多层次交错，多树种相间”方式，构筑防护林网阻风挡雪。,影响公路交通运输的主要天气灾害-强风,05年的老风口，24条宽大的乔灌草林带依次排开，绵延28公里，林草总面积超过12万亩。专家最新测算表明：由于防护林网的作用，林区内风速较旷野降低了47.3。林区小气候也明显改善，空气湿度提高了5，蒸发

29、量则减少20。连续4年，老风口没有发生过风阻道路或因风造成的人畜伤亡事故。,2019/6/7,64,影响公路交通运输的主要天气灾害-5沙尘暴,沙尘暴多指8-9级以上强风, 把大量沙尘卷入高空,沙暴推进时,其前锋往往形成一道高数百米乃至上千米的尘墙, 过境之处天昏地暗,水平能见度极低,尘暴在高空可飘移数千米。,沙尘暴的定义和特点,特点:具有突发性,在我国西北、华北地区春夏季时有发生，对公路铁路交通危害甚大。,2019/6/7,65,影响公路交通运输的主要天气灾害-5沙尘暴,2019/6/7,66,影响公路交通运输的主要天气灾害-5沙尘暴,2019/6/7,67,影响公路交通运输的主要天气灾害-6

30、高温,气温高于，因空气密度小，使进入汽缸的混合气不易被火花塞的火花点燃，使发动机难以发动；气温增温使耗油增加，日平均气温高于，每升高，耗油量增加；,高温易使驾驶员疲劳甚至中暑，城市高温天气，事故频发，常表现为初日或持续数日高温适应使交通事故增多。,2019/6/7,68,7盐湖公路泛潮,吸湿泛潮-是指盐湖公路由盐岩筑成，当盐岩吸湿达饱和时，盐岩溶解在公路表面层出现饱和卤水，此现象称为吸湿泛潮。,人工泛潮或降水泛潮-由于养路需要人工撒卤水或自然降水，也使路表层达饱和，此为人工泛潮或降水泛潮。,2019/6/7,69,7盐湖公路泛潮,盐湖公路泛潮是气象、水文、地质等因素综合作用的结果。泛潮多出现在

31、后半夜至清晨，强泛潮也可持续数日。 晨8时当相对湿度大于45%时，水汽压大于7.4hPa时常出现泛潮，可作为夏季6-8月份泛潮日的湿度指标。,盐湖公路泛潮气象指标,2019/6/7,70,7盐湖公路泛潮,夜间湖水区或露天卤水矿沟，顺风风力4-6级可作为路面泛潮的风向风速指标，此时随风带来大量水汽造成泛潮的有利水汽条件。,2019/6/7,71,7盐湖公路泛潮,考虑到蒸发量是气温、湿度、风等要素的综合反映，当日平均蒸发量低于当月平均蒸发量时，易出现泛潮，可作为公路泛潮预报指标。,盐湖公路有利于行车天气为晴，风小（小于4级），湿度小。汽车货运尽量安排在冬半年。不利行车天气为阴，湿度大，风大，有微量

32、以上降水，5-9月路面泛潮占全年的71%以上。一旦出现泛潮，汽车车速（小于30km/h）,不换档，不刹车，不减速，打滑时随车尾摆向而使方向盘随之打同向。,2019/6/7,72,3.2.2 公路工程设计和施工,公路的选线设计事先必须了解当地气候资料，包括暴雨频率，强度，汇水区面积积雪厚度，风的风向风速及其分布和变化。避开泥石流和雪崩频发区，确定适宜的路基高度和桥涵孔径。,山区公路建设要充分考虑局地雾的影响，避开山谷，洼地 。,冲击扇，桥涵设置适离泥石流，沟口。,为了防止泥石流危害，在泥石流可能爆发区选线时应“避”重就“轻”，尽量采用高线，在宽谷段，线路宜走。,2019/6/7,73,3.2.2

33、 公路工程设计和施工,公路施工，尤其是铺沥青路面应选择在高温少雨季节，以盛夏为铺沥青路面的黄金季。此时能减少油，油沙，碎石的消耗，宜混合拌撒，粘着力强，工效高，质量好。,铺路时不得出现降水，因降水使路基与沥青、沙子隔成两层皮，不能保证路面质量，而且铺沥青后1-2天也不能出现中雨以上降水。必须在气温高于15条件下作业，否则降低沥青黏着度，难以压路成型。路基施工应选在干燥季节，否则地基太湿或斜坡太湿，减弱地基强度，引起下陷，滑坡将直接损坏路面，最佳土壤含水量为12%14%。,2019/6/7,74,3.2.2 公路工程设计和施工,水泥或沥青路面设计寿命，理论上可达2040年，但因路面温度变化，实际

34、3-5年即损坏。路面温度65以上沥青路面融化，水泥路面扭曲损坏，气温高于30时，沥青路面易软化，发粘，既影响车速也易损害路面平整。,2019/6/7,75,3.2.3 翻浆对公路结构的影响,2019/6/7,76,3.2.3 翻浆对公路结构的影响,公路翻浆-是季节性冰冻地区特有的公路病害，主要表现为春融期间潮湿地段由于土基含水过多，强度急剧下降，因行车载重，路面发生弹簧、裂缝、鼓包和冒泡等现象。,翻浆主要发生在东北平原、华北平原、青藏高原、新疆、甘肃河西走廊，宁夏黄灌区，陕西渭河平原，青海湖畔等地。,2019/6/7,77,3.2.3 翻浆对公路结构的影响,一条老化公路由于翻浆严重，两辆大货深

35、陷其中“不能自拔”,它们身后，憋住了数十辆“追随者”，形成一条长长的“车龙”。记者在采访中得知，这条公路车流量很大，尤其是有很多超载重型货车通过，而3天来已有近30辆车遭受“沦陷”之苦。,2019/6/7,78,3.2.3 翻浆对公路结构的影响,当路基表层土开始冻结时，在土粒分子引力和渗透压力差的共同作用下，薄膜水从水膜较厚处向较薄处移动，并逐层下传。当未冻区有充分的水源供给时，水分连续移动，使路基上部大量聚冰。 这种由于结冰和温度差异使土壤水分从温度高的未冻区向温度低的冻结区移动聚集现象称为聚流。冬季地面初冻，气温维持，冻结线在某一深度停滞形成聚冰层。 聚冰层的厚度和位置对翻浆程度有显著影响

36、。如较厚的聚冰层位于土基上部，则翻浆程度就重，若较薄的聚冰层位于土基下部则翻浆轻或不翻浆，若聚冰层位于良好的铺砌层内，则不会发生翻浆。,翻浆产生原理,2019/6/7,79,3.2.3 翻浆对公路结构的影响,过量的冻胀尤其是聚冰层偏于路基上部可使柔性路面鼓包开裂，使刚性路面错裂或折裂。冻胀大小表征路基水分累积量的多少。一般冻胀大，路基水分多，春融期就易发生翻浆，反之翻浆的可能性就小。,冻胀作用,2019/6/7,80,翻浆对公路结构的影响,影响翻浆因素,土质：内因（粉性土、粘性土、沙性土） 温度：条件（冻结温度、冷量） 水分：载体（地表积水和浅地下水提供水源、秋雨和灌溉使地下水位升高） 路面结

37、构：（黑色路面透气性差，路基水分不易蒸发） 行车载荷：外部触发条件（交通量和车辆重量）,2019/6/7,81,翻浆对公路结构的影响,2019/6/7,82,3.2.3 翻浆对公路结构的影响,公路翻浆等级,轻型-路面龟裂、湿润、轻微弹簧； 中型-大片裂纹、路面松散，局部鼓包车辙 较浅； 重型-路面严重变形，翻出泥浆，车辙很深。,公路翻浆预报原则上根据当地冻土深度、土质、所含水分特征选用适宜的预报指标。,2019/6/7,83,航空运输与气象,飞行活动与气象条件的关系：,气象条件决 定能否飞行,在复杂气象条件下如何保障飞行安全，实现全天候飞行,3 航空运输与气象,2019/6/7,84,航空气象

38、的目标,因天气原因导致的飞行事故比例不增加； 因天气原因造成航班延误百分率逐步下降； 航空气象作为新一代民用航空运输系统的一个组成部分，要实现“全面、系统地提高天气观测和预报水平，大大减少天气对飞行的影响”的目标。 安全 效益,容量 管理,2019/6/7,85,航空运输与气象,航空必要的气象要素,2019/6/7,86,3.3 航空运输与气象,3.3.1 飞行气象学基础,主要气象要素对飞行的影响 -温度、气压、湿度、风 重要天气现象对飞行的影响 -云、降水、地面和近地面的凝结和冻结现象、产生视程障碍的天气现象、雷暴,2019/6/7,87,3.3 航空运输与气象,3.3.2 影响飞行的主要天

39、气,飞机飞行的气象条件、锋、急流和低空切变、飞机颠簸、飞机积冰和飞机尾迹、高空和特殊地表面上空的飞行,3.3.3 航空天气预报及其应用,天气图和辅助天气图、航空天气预报,2019/6/7,88,航空运输与气象,航空必要的气象要素,风-飞机为了飞行，升力与重量必须平衡。升力与空速的平方成比例。起飞和着落的时候，要迎风滑行，利用逆风分量增加空速，借以缩短滑行距离。在飞行的过程中，风关系到燃料消耗量，尽量选择顺风分量或逆风分量小的航向和高度，并对侧风作必要的偏流修正，可以节省航时和燃料。侧风和风的切变，使起飞和着落时操纵困难。各种型号的飞机都对准许的侧风风速做了规定，跑道出现大于准许的侧风时，飞机不

40、能起降。,2019/6/7,89,航空运输与气象,气温-气温越低，空气密度就越大，因此升力增大。 例如：对大多数喷气式飞机，气温每下降10，起飞滑跑距离减少10%，气温每升高10，起飞滑跑距离增加13%。,2019/6/7,90,航空运输与气象,气压-气压用于高度表的拨正。着陆时，根据机场提供场面气压拨正高度表，以便掌握飞机本身的正确高度，特别是有低云的情况下，高度表拨正值正确与否，是非常重要的。,2019/6/7,91,3.3.1 主要气象要素对飞行的影响,一、气温对飞行的影响,1、气温对巡航速度和最大飞行速度的影响,2、气温对燃料消耗、荷载和升限的影响,3、气温对飞机起飞着陆的影响,4、气

41、温对气压高度表和空速表示值的影响,2019/6/7,92,主要气象要素对飞行的影响,一、气温对飞行的影响,1、气温对巡航速度和最大飞行速度的影响,2、气温对燃料消耗、荷载和升限的影响,3、气温对飞机起飞着陆的影响,4、气温对气压高度表和空速表示值的影响,2019/6/7,93,主要气象要素对飞行的影响,1、气温对巡航速度和最大飞行速度的影响,巡航高度和巡航速度,对确定的机型，在一定的维修质量控制下，相应于确定的飞行重量和气象条件下，具有耗油量最低的飞行高度和飞行速度，定义为巡航高度和巡航速度，亦即巡航状态相应于经济效益最好的飞行高度和飞行速度。,最大飞行速度,常指最大允许飞行速度。,2019/

42、6/7,94,主要气象要素对飞行的影响,Vn=（2G/Cys）1/2,巡航速度：,当飞机沿等压面飞行时：,Vn =（2GRdT/CysP）1/2,Vm =Vm0（288/T）1/2,最大飞行速度：,重力系数,升力 系数,机翼面积,Rd：干空气气体 常数 T：气温 P:气压,2019/6/7,95,主要气象要素对飞行的影响,结论：,当飞机沿等压面飞行时，巡航速度随T1/2的升高而增大；,最大飞行速度与绝对温度的平方根成反比；,在等温层尤其是逆温层中，空气密度随高度的增加减小较快，因而推力随高度减小也快，故当飞机爬高越过对流层顶时，推力明显下降，反之当飞机下降，由平流层进入对流层时，推力明显增大。

43、当飞机穿越锋区时，推力也会有显著变化，有时短时间内可能减小（进入暖气团）或增大（进入冷气团）5%-10%。,2019/6/7,96,主要气象要素对飞行的影响,2、气温对燃料消耗、荷载和升限的影响,小时燃料消耗量,飞机飞行1小时发动机所消耗的燃料量，称为小时燃料消耗量。,飞机升限,飞机所能升达的最大飞行高度，称为飞机升限。,续航时间：,飞机持续航行的最长时间。,2019/6/7,97,主要气象要素对飞行的影响,理论得出飞机小时燃料消耗量与气温和气压的关系为：,Ch=ChsP/Ps（T/Ts）1/2,当沿等压面飞行时：,Ch=Chs（T/Ts）1/2,千米燃烧消耗量Ckm与Ch间存在下列关系:,C

44、km=Ch/Vn,S为标准大气下的相应参量,2019/6/7,98,主要气象要素对飞行的影响,若飞机总重量为W，则对喷气飞机有：,W=Ws（Ts/T）5/4,下标s为标准大气下的相应参量,例：对120t重的飞机在30时必须比15时少7.5t载荷，而在0时则可增加8t载荷。,2019/6/7,99,主要气象要素对飞行的影响,小时燃料消耗量随气温的下降而降低，故巡航时的续航时间随气温下降而增长。千米燃料消耗量不随气温变化。,结论：,飞机荷载受气温的变化的影响很大。当气温高于标准大气的温度时，因空气密度减小，产生的升力也小，使飞机荷载减小，反之飞机荷载允许增大。 气温高时，空气的压缩性较差，使发动机

45、的增压比减小，同时因空气密度变小，又使发动机的进气量减小，这两个因素都可造成发动机功率降低，推力减小，升力也减小。,2019/6/7,100,主要气象要素对飞行的影响,在升限附近飞行，因燃料消耗量随飞行高度增加而减少，故可使航程增长。但飞行高度越高，迎角越大，飞机的稳定性和操纵性变差。正确地确定飞机升限和了解气象条件对飞机升限的影响，对于充分发挥飞机的性能，提高空运的经济效益，保障飞行安全都很重要。 在提供高空飞行使用的天气预报中，必须指明实际气温相对于标准气温的正偏差值。,2019/6/7,101,主要气象要素对飞行的影响,3、气温对飞机起飞着陆的影响,气温对起飞着陆的影响，主要表现为滑跑距

46、离的长度。无论从飞行安全或机场建设需求考虑，都希望飞机的滑跑距离越短也好。,高原机场的跑道与一般机场跑道哪个更长？,L=Ls(s /)3,2019/6/7,102,主要气象要素对飞行的影响,结论：,若机场海拔高度增高，即气压减小，其离地速度和滑跑距离均增大。因为空气密度减小，要获得同样的升力必须增大空速，同时空气密度减小，发动机功率减小，飞机增速减缓，因而起飞滑跑距离增长。,这就是高原机场的跑道比一般机场跑道长的原因。一般着陆滑跑距离小于起飞滑跑距离。,ICAO建议在起飞前两小时，对发动机进气口高度的气温预报，要精确到2，远程飞行的飞机，要根据预报气温计算燃料和荷载，并在起飞前30分钟用实况进

47、行校准。,2019/6/7,103,主要气象要素对飞行的影响,4、气温对气压高度表表示值的影响,气压高度表,实际上是一个灵敏的空盒气压表，其高度标准是按照标准大气的气压高度公式来确定的。 指示空速-动压，总压，静压,2019/6/7,104,主要气象要素对飞行的影响,2019/6/7,105,主要气象要素对飞行的影响,为了获得准确的飞行高度，必须进行气压高度表的修正。飞行员可输入机载温度记录通过导航计算机或与无线电测高表示值的比较以确定真高。,结论：,为了获得真空速必须进行实际空气密度与标准空气密度偏差的修正。,2019/6/7,106,主要气象要素对飞行的影响,二、气压对飞行的影响,1、基础

48、知识,2、气压高度表拨定,3、气压高度表的示值偏差和修正,2019/6/7,107,主要气象要素对飞行的影响,1、基础知识,本站气压：,场面气压：,气象台站的气压表槽部水银面高度上的气压。,航空上常用的跑道以上3米高度处（相当于飞机重心高度）的气压。用以表示飞机在飞行中相对于跑道的高度。,2019/6/7,108,主要气象要素对飞行的影响,2、气压高度表拨定,在飞行中，测量高度常同时采用无线电高度表和气压高度表。所测高度分为海拔高度，相对高度（相对于某一机场的垂直距离）和真高（距所飞跃地区地面的垂直高度）。,无线电高度表可测真高，且对地形的任何变化都很灵敏。因而它主要作为标准仪表和复杂气象条件

49、下的着陆使用。,气压高度标是主要的航行驾驶仪表。用以显示飞行高度。,2019/6/7,109,主要气象要素对飞行的影响,3、气压高度表的示值偏差和修正,高度表拨定后，由于其所示的高度与当时环境的气象条件有关，在飞行中高度表的示值即使相同，而实际高度并不都相同。在高空飞行时更是如此，因此须修正。,修正实际大气条件与标准大气条件的偏差。,海平面气压对标准大气压偏差；地面与飞行高度之间气温分布对标准大气气温分布的偏差。,2019/6/7,110,主要气象要素对飞行的影响,三、湿度对飞行的影响,霜、露、凝结等形成过程对飞行环境的影响，从而影响飞行。,2019/6/7,111,主要气象要素对飞行的影响,四、风对飞行的影响,1、风对起飞着陆的影响,2、风对飞行航程的影响,3、风对最短时间航线选择的影响,2019/6/7,112,主要气象要素对飞行的影响,1、风对起飞着陆的影响,飞机的起飞着