Метеорологията е важен фактор, който влияе на производителността на самолета и безопасността на полета. Най-общо казано метеорологията е „времето“ или състоянието на атмосферата на дадено място и в дадено време, като се вземат променливи като температура, влажност, скорост на вятъра, видимост и атмосферно налягане.
Тази част обяснява основните теории във метеорологията и предлага на пилотите знания за основните принципи. Разбирайки как „времето“ влияе на летателните активности, пилотът може да вземе по-правилно решение.
Дали във локален полет или в дълъг полет по маршрут из страната, решения взети на базата на метеорологичните условия могат драстично да повлияят на безопасността на полета.
Атмосфера
Атмосферата е въздушна покривка, съставена от смес от газове, които обграждат Земята и достигат почти до 600 километра височина. Тази обвивка е в постоянно движение. Ако атмосферата беше видима, щеше да изглежда като океан с вихри и водовъртежи, издигащ се и спускащ се въздух и вълни, които пътуват на големи разстояния.
Животът на Земята се поддържа от атмосферата, слънчевата енергия и магнитните полета на планетата. Атмосферата поглъща енергия от Слънцето, рециклира вода и работи с електрическите и магнитните сили за да осигури умерен климат на Земята. Освен това тази обвивка ни защитава от радиация и студ от Космоса.
Състав на Атмосферата
Във всеки даден обем от въздух Азотът представлява 78 процента от газовете, които съставят атмосферата, докато кислорода съставлява 21 процента. Аргон, въглероден диоксид и други газове са останалия 1 процент. Във състава присъстват и малки количества водна пара. Това малко количество водни пари е причината за големи промени в метеорологичната обстановка.
Обвивката на Земята се променя от нейната повърхност във височина. Четири слоя или сфери са определени според своите характеристики (температурни промени, химичен състав, движение и плътност)
Първият слой, известен като Тропосфера, се простира от земната повърхност до около 20 километра над полюсите и до около 15 километра в екваториалните региони. Основната част от времето, облаците, бурите и температурните вариации възникват и съществуват в тропосферата. Средната стойност на температурата намалява с 6.5 градуса по Целзий на всеки 1000 метра в тропосферата.
Над тропосферата се намира граничен слой наречен тропопауза, който задържа влагата и свързаните метеорологични явления в тропосферата. Височината на тропопаузата варира със географската ширина и със годишните сезони. Локацията на тропопаузата е важна тъй като с нея се асоциира струйното течение(Jet Stream), както и турбуленция в ясно време( Clear Air Turbulence).
Над тропопаузата пък се намират още три атмосферни слоя. Първо е стратосферата, която започва от тропопаузата до около 50 километра височина. В този слой съществуват малко метеорологични явления и въздухът е стабилен, въпреки, че от време на време определени типове облаци се появяват там. Над стратосферата са слоевете мезосфера и термосфера, които имат много малко влияние над метеорологичните условия.
Атмосферна циркулация
Както вече споменахме атмосферата е в постоянно движение. Определени фактори влияят върху това, но основен такъв е неравномерното затопляне на земната повърхност. Това затопляне променя баланса на атмосферата, създавайки промени в движението на въздуха и атмосферното налягане. Този процес се нарича атмосферна циркулация.
Затоплянето на земната повърхност е сложен процес, но най-просто казано Земята се затопля от слънчевата енергия. Процеса създава кръгово движение на въздуха, защото топлия въздух се издига, а на негово място идва по-студен въздух.
Топлия въздух се издига, защото въздушните молекули се раздалечават, което го прави по-малко плътен и лек от обграждащия го въздух. Когато въздушните молекули се охладят – те се приближават една до друга, правейки въздуха по-плътен и тежък.
Тъй като Земята има извита форма и се върти по наклонена ос, докато обикаля Слънцето, екваториалните области получават по-голямо количество топлина отколкото полярните региони. Количеството слънчева енергия, което загрява Земята зависи от времето на годината и географската ширина на конкретния регион.
Затоплянето в екваториалните региони, кара въздуха там да е по-малко плътен и да се издига. От там той се движи към полярните области, където се охлажда, става по-плътен и отново се спуска към Земята. Така се получава модел на циркулация на въздуха.
Атмосферно налягане
Неравномерното затопляне на Земята не влияе само върху плътността на въздуха и атмосферната циркулация, то същото така въздейства на атмосферното налягане (силата създадена от тежестта на въздушните молекули). Въпреки, че не се виждат въздушните молекули имат тежест.
Представете си една колона въздух с лице 1 квадратен инч и височина около 500 километра. Ако сложим тази колона въздух върху кантар, теглото би било 14.7 паунда (около 7 килограма). Това е атмосферното налягане, ако колоната въздух е по-ниска – налягането ще бъде по-малко.
Реалното атмосферно налягане на определено място и в определено време се променя в зависимост от височината, температурата и плътността на въздуха. Тези фактори влияят и върху производителността на самолетите особено при излитане, изкачване и кацане.
