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冻雨、飞机结冰与水汽潜热释放方式的关系如何?
一、冻雨现象
正常年份,我国云、贵、川等地的冻雨持续时间不过两三天,不足以酿成灾害。
2008年2种异常现象同时出现,致使长江流域及以南地区发生严重冻雨灾害。
1是南下的强冷空气长时间滞留在长江流域及以南地区。
2是孟加拉湾暖气流异常强大。
冷暖气流交汇,形成了持续20多天的冻雨灾害。
冻雨在世界许多地方都出现过,是一种很特殊的气候现象。
二、飞机结冰现象
飞机在摄氏零度及以下低温条件下飞行时,如果遇到潮湿空气、带雨云层、雨水、冰雪,特别是遇到过冷却水滴时,就会发生冻冰现象。
飞机结冰将增加飞机重量,破坏飞机的气动特性,增加阻力,使飞机操纵性、稳定性下降;仪器、仪表结冰后会导致指示失常;因此严重威胁飞行安全。
飞机在结冰气象条件下飞行时,飞机所有部位的迎风面上都可以结冰。
机翼、尾翼结冰;
发动机进气道及动力装置结冰;
飞机螺旋浆结冰;——与机翼类似,但结冰要比机翼严重
测温及测压传感器头部结冰;
(下图为机头结冰形状示意图)
(来自刘林根,沈海军,“飞机防冰与除冰技术综述”,《江苏航空》,2003年第3期。)
直升机——在结冰气象条件下飞行的直升机,在其主旋翼、尾桨、进气口、窗玻璃、仪器传感器头部等部件表面,都可以发生结冰。其中主旋翼结冰最危险。
三、冻雨和飞机结冰条件
一般认为,大气中的过冷水是飞机结冰和冻雨的最重要的因素,这里限于篇幅不再赘述。
四、大气中水蒸汽的凝结现象和条件?
现在再来看看大气中水蒸汽的凝结现象和条件,有不少疑问。
首先是“过冷水”的存在,这说明一个事实,大气中水蒸汽凝结产生的云滴可以处于低于冰点温度(0℃)的状态。
过冷水、湿空气(包括水蒸汽)是否处于热平衡状态? 在冻雨以及飞机结冰现象将要发生的临界状态,水的蒸发与蒸汽凝结是否处于一种动态平衡?
根据大气物理学关于云滴增大模型,水蒸汽凝结通过热传导将潜热传递给周围的大气,即要求云滴温度高于周围大气。在冻雨以及飞机结冰现象将要发生的临界状态,是否满足水蒸气凝结条件?
另外,过冷水成冰是否需要释放出凝固潜热?如果是,问,这部分潜热该如何释放?
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GMT+8, 2024-10-20 01:53
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