地球与飞行.ppt
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1、航空运输地理,2019/7/10,本门课程主要内容,绪论 第一章 地球与飞行 第二章 航空运输布局 第三章 中国航空运输地理 第四章 中国航空区域划分 第五章 重要国家的空运地理概况,2019/7/10,绪论,一、学习航空地理的重要性 1、将来所从事的工作(现场运行处、基层工作、管理工作、驻外) 2、我国航空运输发展 (两大指标:运输周转量机场吞吐量) 3、专业知识结构中的地位(专业基础课) 二、定义 研究航空运输与地理环境的关系,研究航空运输的空间分布及其发展规律的一门学科。(用地理学为航空运输服务),2019/7/10,绪论,三、主要内容 从应用的角度,2019/7/10,第一章 地球与飞
2、行,1.1 地球的自转与公转 1.2 时差换算 1.3飞行中昼夜变化 1.4地球的圈层结构与飞行圈层 1.5 影响飞行的天气,1.1 地球的自转与公转,2019/7/10,1、概述 地球不停地由西向东旋转,从北极上空俯视地球,呈逆时针方向旋转,相反,从南极上空望去,则呈顺时针方向旋转。,一、地球的自转,2019/7/10,一、地球的自转,、自转周期 地球自转一周的时间是23小时56分4秒,即一个恒星日。恒星日是地球相对于遥远的恒星(除太阳外)自转达一周所用的时间。 面地球相对于太阳自转达一周的时间为24小时,称为一个太阳日。一个恒星日与一个太阳日之间的差异主要是地球公转影响的结果。,2019/
3、7/10,3、自转速度,角速度,即单位时间内转过的角度 =/t=360/2356415228/小时 /12(弧度)/小时 或 15/小时1 /4分15 /分,线速度v,即单位时间内转过的弧长 v=l / t 如右图所示:l= r = R cos v= R cos /t= R cos 式中: 为角速度 R为地球半径 为地理纬度,一、地球的自转,2019/7/10,A,恒星日示意图,2019/7/10,一、地球的自转,用天文术语说,一个太阳日就是太阳连续两次经过同一子午面的时间间隔。子午面即通过子午圈的无限伸展的平面。对于地球上任一地点来说,子午面就是沿南北方向延伸与地面垂直的平面。太阳过子午面时
4、,该地点恰好是正午12点,那么,两次正午12点的时间间隔恰好是24小时。在时常生活中,一般把两次天亮或天黑之间的时间段叫做一天,也是24小时。,2019/7/10,地球自转主要造成了昼夜更替、地方时差、地转偏向等重要现象。自转还使地表物体产生惯性离心力,从而塑造了两极略扁赤道略鼓的地球形状。,B,C,A点绕纬圈作圆周运动,离心力如图所示,同样B、C均受到离心力。根据物理学中力的分解原理,A点处的离心力可理解为两个力的全力。一是垂直于地平面向上的力,另一个是与地平面一致指向赤道的力。同样C处也有一个指向赤道的分力。由此可见赤道两侧的物体有向赤道运动的趋势,而赤道上的物体有向外扩张的趋势。,二、地
5、球自转的影响,A,2019/7/10,即地球绕太阳的运动。公转轨迹为椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。由于地球的公署和地轴的倾斜,共同造成了四季更替和昼夜长短的变化。昼夜长短变化是安排航班的考虑因素之一。,公转,三、地球的公转,第二章 时差与飞行,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念 第二节 时差计算 第三节 飞行中的昼夜长短,2019/7/10,世界时区图,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,由于地球自转一周需要24小时,因此全球就被划分成24个时区,一个时区代表一个小时,每个时区所包含的是,中央经线向东西各跨7.5度的范围,每一个时区是15度。,2019/7/10,
6、第一节 时差的产生及有关概念,1、时间的概念: 包括:时刻和时段 时刻:表示时间的早与晚,或先与后的短暂瞬间 时段:表示时间的长与短、或间隔的一段时间 例如:SHA-PEK,MU5182:0930起飞,到达1125。则 时刻:D(DEPARTURE)09:30 A(ARRIVE)11:25 时段:T(TIME)1h55m SHANYC,CA981:14:05起飞,17:50到达。则?,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,2、时间与地球自转的关系 经度同,时刻同,否则异 地球西东,东边时刻总比西边早 经度相差15,时刻相差1h;经度相差1,时刻相差4m 3、几种时间 地方时:人们将
7、太阳升到最高时定为中午12点,这样定出来的时间叫地方时(当地经线正对着太阳的时刻),2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,地方时就是指当地的时间。 由于地球不停地由西向东旋转,使得东面总比西面先见到太阳,也就是东面亮的早,所以正午时刻也来得早。这就千成了经度不同的地区时刻不同。 根据地球自转的速度15/小时,可进行不同经度之间的换算。 经度相同的地方,地方时相同;经度不同的地方,地方时不同,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,两地的地方时之差,就是地球转过经度所用的时间,例如90E处与0 经线处的地方时之差,就是地球转过90所用的时间,即6小时。也就是说90E处比0
8、经线处早6小时。因此,只要知道任何一处的时刻,便可以推算另一处的时刻。,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,具体换算如下 两地之间的地方时换算 地方时的计算:M=M0 /15 M:所求地地方时; M0:已知地地方时; :两地经度差 注意:东加西减:所求地在已知地东边用加;在西边用减; 同差异和:0经线同侧用差;异侧用和 的确定按下图:,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,例1:东经2与西经64 , 1=66 ; 东经20与东经68 , 2=48 ; 正负号也按图确定:所求地在已知地东正;所求地在已知地西,取负; 但是地方时算起来很麻烦,如果把经度分得很细,就会出现许
9、多个地方时,假如1度一个地方时,全球就出现360个地方时,这对于通讯与交通是极不便的。为克服这一缺陷,引入区时。,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,例2:我国最东E135,最西73。问我国最东10:00时,最西? 解答:13573624h8m.最西5:52,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,区时(理论区时):经国际协商而确定的计时手段(方便)特殊地点的地方时,经度是15的整数倍时区的划分:分别以0经线和180 经线为中央经线,向东向西各7.5 ,划出相对的两个时区,称为中时区和东西十二时区。然后从中时区依次向东、向西再分出11个时区,这样一共分为24个时区,且各
10、时区的中央经线都是15 的整数倍,各时区均以区为中央经线的地方时为该区的区时。(P17),2019/7/10,2019/7/10,所有的时区都相对于协调世界时设定。 (带有*的地区使用夏令时:在夏天加一个小时,注意南半球地区的夏季时间跟北半球相反。),2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,区时的计算: 步骤: 1、定时区数:n /15 (四舍五入,取整数) 小数点后一位数在5以下,说明离中央经线不超过7.5 ,故舍去。小数点后一位数在5以上,说明离中央经线已超过7.5 ,实际上已经进入下一个时区,因此要入,时区数应加1 2、定区时:E= E0 n E:所求地区时; E0:已知地区时
11、;n:时区差 n按实际跨越的时区数确定,例如从东1区到西4区,实际越过5个时区,则n=5。下负号按所求地与已知地的相对位置确定,东12区为最东,西12区为最本,当所求地在已知地东面时取正,在已知地西面时取负。 例:已知BJS(N40 15,E116 30),PEK5:00; 问:CAI(N30 07,E31 15),时间?,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,解答: BJS:n0E116 30/15 =E8;CAI:n=E31 15/15 =E2; n=6; E0 =5:00 E= E0- n=5:00-6=-1:00=23:00(昨天) 注:区时求出的结果:0E24 今天时 E
12、0 昨天时 E24 明天时,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,标准时(实际区时):一些国家的时区并不是按照理论上的24个时区来划分的,而是擦着本国的行政区划,根据需要确定的。与理论的时区略有差异,这样划分得到的时刻系统各国标准时(P22图110) 当地时间:各国再国内统一起见,以首都的标准时座位本国的统一时间,对外而言,则为该国的当地时间。 注:班期时刻表上标定的即为当地时间。(上航班期时刻表展示) 例1:中国经度E73 E135 (E5E9)跨5个时区。实际统一采用北京时间BJS(E116 30)E8:各地天黑天亮与当地的时刻
13、不统一,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,春分时节,北京早晨6点天亮,但乌鲁木齐仍是黑暗,故作息时间推迟2h(相当于E6) 例2:a 美国东部:NYC(N40 43,W74 00)-W5,印第安纳州东部W5;WAS(N3854,W7702)-W5 b 美国中部:CHI(4153,W8738)-W6 c美国落基山区:DEN(N3944,W10459)-W7 d美国太平洋海岸:LAX(N3404,W11815)-W8 SFO(N37,W12225)-W8 e美国(阿拉斯加):ANC(N6113,W14953)-W10 f美国(夏威夷群岛):HNL(N2119,W15752)-W10
14、,2019/7/10,第一节 时差的产生及有关概念,例3: 俄罗斯(E1-E11),跨12个时区,MOW(N5545,W3735),若统一采用一个区时,极不合理,故划分了11个时区(P19) 例4: 一些国家根据本国所跨的经度范围采用半时区(见P31、P23) 夏令时(Daylight Saving Time):北半球夏季时间白天长,将时间提前一个小时,2019/7/10,世界时,世界时(格林威治时间)GMT: 0经线处的地方时 世界时(UT),根据地球自转周期确定的时间; 原子时(AT),利用原子稳定的电磁震荡周期所计量的时间系统。以原子能级跃迁所辐射的电磁波震荡周期为基础确定的时间; 协调
15、世界时(UTC),它是世界时和原子时协调的产物,是当今采用的国际标准时间。,2019/7/10,世界时,世界时是以地球自转为基础的时间计量系统。由于地球绕自身轴周期旋转(自转),地球上的人们看到太阳在东升西落,像一个飞轮,其周期相当于地球绕轴自转的周期。日晷则指示该周期的一个分数值,规定这个周期为(24小时),把它细分和扩大,便得到时、分、秒和年、月、日。由于地球自转外还绕着太阳公转,公转的轨道又不是圆的,因此上述太阳飞轮的周期并不严格等于地球自转的周期,其差值秒为时差,它随地球与太阳之间的距离而变。早期的天文学家和数学家认识到了这些规律,并能够改正它。时差数值每天不同,一年中最大最小变化约3
16、0分钟。在航海中,借助六分仪测量船舶所在位置的平均世界时可以确定船舶所在位置,从而实现导航。,2019/7/10,原子时,原子时是一种以原子谐振周期为标准,并对它进行连续计数的时标。同世界时相比,原子时要均匀得多。在1967年第十三届国际计量大会上把秒定义为:以铯原子(133cs)超精细能级跃迁辐射的9192631770个周期所持续的时间为一秒;时标的始点定在1958年1月1日的零时零分零秒。目前大概有分布于世界各国的许多研究所的数百台铯原子钟为国际原子时提供数据,在这些数据的基础上,国际时间局应用一种加权平均的方法算出国际原子时。在我国,中国计量科学研究院、上海天文台、陕西天文台以及台湾电信
17、研究所(TL)均各自建立了原子时,每月向国际时间局报告数据,并同其它国家研究所的数据一块发表在国际时间局的月报及年报上,2019/7/10,协调世界时,UTC(Universal Time Coordinated) 简称“协调时”。是由国际无线电咨询委员会规定和推荐,并由国际时间局(BIH)负责保持的以秒为基础的时间标度。UTC相当于本初子午线(即经度0)上的平均太阳时,过去曾用格林威治平均时(GMT)来表示。 以原子时秒长为基准的时间单位,在时刻上尽量接近世界时的一种时间计量系统。但原子时秒长与世界时秒长不等,两种时间系统累积的时间差,采用闰秒来解决。,2019/7/10,UTC与世界各地的
18、时间的换算 它是将全世界分为24个时区,地球的东、西经各180(共360)被24个时区平分,每个时区各占15。以经度0(即本初子午线)为基准,东经730与西经730之间的区域为零时区;东经和西经的730与2230之间的区域分别为东一区和西一区;以此类推。从零时区起,向东每增加一个时区时间加1小时,向西每增加一个时区减1小时。UTC与零时区时间相同,以2004年7月15日0000UTC(即本初子午线上2004年7月15日零点整)为例,美国旧金山位于西八区,比零时区晚8小时,故此时旧金山时间为2004年7月14日16点整;而北京位于东八区,比零时区早8小时,此时北京时间为2004年7月15日8点整
19、。 根据国际电信联盟(ITU)规定,在国际无线电通信中除另有指明外,均应使用UTC,并用4位数字表示。业余电台之间的联络是在世界范围内进行的,所以亦应使用UTC,2019/7/10,协调世界时,世界时和原子时都是独立的时标,它们各有自己的使用范围。当人们从事系统的动力学研究时,需要尽可能均匀的原子时标;但当从事象大地测量之类与角位置密切相关的工作时,世界时又是必要的基本依据。为了同时适应两种需要,产生了所谓“协调世界时”的时标。协调世界时是通过闰秒的办法使它的时刻接近世界时。协调世界时是世界时与原子时协调的产物,自1972年1月1日起在全世界实施。对于时间频率用户说,使用协调世界时标,可以得到
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