大気と風の関係！ 航空気象学②
ドローン教授っす。今日も航空気象学についての講義のつづきじゃ
航空気象学って、意外に面白いですね。
そうじゃろ？ 空って複雑で面白いのじゃ
あの青空の下～の隅っこでドローン飛ばしてるんですね。
そう。800kmもある空の１５０ｍ以下じゃ。
自分がちっぽけな存在に感じます。
初心者のキミは１５ｍ位で十分じゃ。さて、さっそく、ドローンを操縦するものは知っておいた方がいい「航空気象学」についてその②じゃ
lesson41 大気と風の関係！ 航空気象学②
地表付近の大気
前回の授業で、対流圏の事は理解してくれたと思う。今回は、その対流圏につてもう少し詳しく説明する
大気境界層
対流圏の中でも、地表から１５００ｍ程度の高さまでを、大気境界層または摩擦層と呼びます。
接地層
大気境界層の中で、地表数１０ｍから１００ｍまでの高さを接地層と呼びます。この層は、空気の流れと地面との摩擦によって、空気の運動が、不規則になります。この空気の流れを乱流と呼びます。
ドローンはこの接地層での飛行ですね
そうじゃ。この層における大気の性質をきちんと理解せい！！
エクマン境界層
高さが高くなると地表面の摩擦は少なくなります。すると、次第に大気の流れが螺旋状になります。この大気が螺旋状に流れる層をエクマン境界層と呼びます
高度は約５００ｍから１４００ｍまでじゃ
自由大気
大気境界層より高く、対流圏上端よりも低い位置の大気を自由大気と呼びます。
この自由大気は地表の摩擦をほとんど受けない為、いい感じに気圧傾度力と、コリオリ力がつり合っているのじゃ。だから旅客機の多くはこの自由大気を飛んでおる
標準大気
様々な要因で変化を繰り返す大気の状態の予測は難しい。しかし、鉛直方向の変化はある程度一定であるため、高度ごとの大気の状態のモデルを決めたのじゃ。それが、標準大気と呼ばれるのじゃ
標準大気は、ＩＳＯやＩＣＡＯという団体がそれぞれに定めています。
気体の性質を表す法則
大気の性質は、空気中に水分を含むと大きく変わってしまう為、標準大気では、乾燥空気であることを条件としています。
気体の性質を表す法則の一つに、ボイル・シャルルの法則がある。これは、気体の圧力は体積に反比例し、絶対温度に比例するというものじゃ。つまり、気体の圧力と体積と温度は、常に一定の関係性を保つとしたものじゃ
常に一定？！ほんとですか！ すごい法則ですね！
でもね。実際はそううまくいかんのじゃ。うまくいかない現実的なものを実在気体、法則に従うと仮定した気体を理想気体と呼んでおる。航空業界では、この理想気体を完全ガスとよんでいるのじゃ。
標準大気の基準設定
大気・・・乾燥した完全ガス
気温・・・高度０ｍで１５℃
気圧・・・高度０ｍで１０１３．２５ｈＰａ（７６０ｍｍＨｇ、２９．９２ＩｎｃｈＨｇ）
密度・・・高度０ｍで１．２２５ｋｇ/m3
重力・・・９．８０６６５ｍ/S2
対流圏での温度変化
対流圏では、高度があがるにつれて、気温減率が一定で下がっていく。標準大気では、１０００ｍ上がるごとに気温が６．５℃下がると定めておる。つまり、１００ｍ上がると０．６５℃下がるということじゃ。そして、高度１１，０００ｍ上がるとマイナス５６．５℃で一定になるとしておる。
高度０・・・１５℃
高度１００・・・１４．３５℃
高度８００・・・９．８℃
高度２,０００・・・２℃
高度１０,０００・・・ー５０℃
高度１１,２００・・・ー５６．５℃
無人航空機従事者２級（ドローン検定２級）では、高度毎の気圧と密度は出題されないので、割愛させていただいた
風の定義
風
空気の流れを地表面から観測したものを風といいます。
風速と風向が安定している風を地衡風と呼びます。
風の原理
前回の授業でやったとおり、風が生じる原理は、気圧傾度力が高い所から低い場所に流れる現象じゃ
地球は回転している為、コリオリの力が生じます。コリオリの力の解説はこちら↓
コリオリ の力は、地球の北半球では、進行方向に向かって右向きに、南半球では左向きに生じます。
コリオリ の力は、風の進行方向に向かって直角に働きます。
頭が混乱してきました～
そうじゃな。ようするに、気圧傾向力とコリオリ の力を見て、風向を予測しなさいという事じゃ。高気圧と低気圧の差が大きく、それらが接近していると強い風が吹く。天気図で言えば、等圧線の間隔が狭い場所は、強い風が吹いている
検定問題
ドローンの教科書 上級テキスト 無人航空従事者試験２級対応問題より
問１ 標準大気における高度２００ｍの気温としてもっとも適切なものを選びなさい
① 約－６．５℃
② 約０℃
③ 約２℃
④ 約１３．７℃
ドローンの教科書 上級テキスト 無人航空従事者試験２級対応問題より
問２ 風の説明として正しいものを選びなさい
① 空気分子の進行方向が風向である
② 気圧傾度力によって風向が決まる
③ 風に乗って飛行する気球でも風速を測定できる
④ 風速と風向が安定している風を地衡風と呼ぶ
まとめ
尊敬します。こんなに難しい事を沢山覚えているなんて。
そ、そうかな～。（尊敬なんててれるな～）
尊敬しちゃいますよ。気象予報士の人達って、もっと難しい事を覚えているんですね。さすが合格率数％ですよ！
（そ、そっちかい） ドローン検定の合格率７０％じゃ。基本の基本じゃ。天気の勉強をしっかりやろう！
※参考 ドローン検定協会公式ＢＯＯＫ ドローンの教科書上級テキスト
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Ｑ１：④ Ｑ２：④
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ドローン検定協会公式ＢＯＯＫ ドローンの教科書
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