飛行日記6-高度計的溫度修正

01-27

某機長竟然在課堂上給了手寫的荷蘭語問題講解，這個非印刷體的字讓我的翻譯APP徹底罷工。只好硬著頭皮迎難而上，連蒙帶猜意識到這道題說的是氣壓高度計的溫度修正問題。

飛行中很坑爹的一件事情是你無法直接知道自己的真正飛行高度（距離海平面多少ft），因為氣壓高度計顯示的是氣壓高度。原理是：氣壓計測量出你周圍的氣壓，然後用某個參考氣壓減去測量氣壓，得到一個壓力差。我們知道高度越高氣壓越小，所以這個壓力差就代表了你和參考氣壓那個地方的高度差。

所以，如果，全世界的飛機的氣壓計都很准，並且都把參考氣壓手工設置為標準大氣（ISA）的氣壓1013hPa，那麼大家都按照氣壓高度計飛不同的高度肯定不會撞。

巡航中用上面的方法還好，因為你一般巡航時遠離地面，大家也不太關心距離地面的真正高度。但是當你需要知道距離機場地面的真正高度時，當你需要知道距離某個山頭的真正高度時，就需要一系列的換算和修正了。

首先你在某地上空的空氣中飛行時，這團空氣一般說來距離標準大氣（ISA）條件會有一定偏差。要想知道你距離此地海平面的高度，你需要知道此地海平面的氣壓，也就是QNH--修正海壓。如果你收聽VHF的機場通播信息會聽到一個機械的女生報告修正海壓多少多少。把這個QNH設置進你的高度計作為參考氣壓，你就知道了自己距離海平面的高度。

機場的高度可能和海平面不同，所以如果想要知道距離機場的高度，你還需要知道機場的氣壓，也就是QFE。把QFE設置進高度計作為參考氣壓，你就知道了自己距離機場的高度。

平均海平面高度是一個絕對高度參考，永遠不會變。但可惜的是海平面氣壓（QNH）和天氣等許多因素有關，它是會變化的。如果你飛到了另一個海平面氣壓（QNH）不同的地方，飛行過程中保持氣壓高度計讀數恆定（Flight Level，也就是常說的以100ft為單位的FLxx），你就會得到一個錯誤的距離海平面的高度，因為你沒有把新地方的QNH設置進高度計！

在空管區域交接的地方，如果QNH也變化，有從A區域到B區域的飛機，有從B區域到A區域的飛機，大家需要各自改高度計設置，聽起來會很亂套。所以在空中有一套複雜的高度層定義，對於這種過渡區域也有一些專門的規定，加大高度間隔，避免相撞。

知道了QNH就一定知道自己距離海平面的高度了嗎？可惜並不一定！因為氣壓高度計的讀數是按照ISA來計算的。例如QNH 1000hPa，氣壓計測到700hPa，壓力差300hPa，ISA大氣條件下，粗略計算可以認為30ft/1hPa，那麼壓差300hPa意味著飛行高度9000ft。這個9000ft只有在你飛行的大氣溫度與ISA大氣溫度相同或者接近時才表示真實高度，當溫度相差比較大時，必須做溫度修正，才能知道自己的真實飛行高度。

ISA大氣對溫度的假設是，海平面溫度15度，每升高1000ft降低2度。

接著上面的例子，只有當你周圍的溫度很接近-3度時（15-2*9000/1000=-3），你的9000ft才是真實高度。如果你在冬天的寒流中飛行發現周圍的氣溫是-13度，那麼你會意識到你此時的大氣比ISA冷了10度。

溫度對空氣層厚度的影響可以粗略認為1度帶來0.4%的空氣層厚度（高度）的變化。溫度升高，空氣層會變厚（總質量不變）因為膨脹了，溫度降低空氣層變薄因為收縮了。熱脹冷縮。這就帶來一個影響，相同的壓力差在冷空氣中表示的高度差比較小，在熱空氣中表示的高度差比較大。如果理解起來不容易，可以考慮一種極限情況，從海平面的一個大氣壓到真空的0氣壓，這個壓力差是一個大氣壓，高溫會使得地球表面的空氣向真空膨脹，也就是這一個大氣壓的壓力差代表了更大的高度。冷空氣反之。

接著上面的例子，如果環境溫度比ISA模型冷了10度，那麼空氣高度收縮的比例為10*0.4%=4%，你實際的飛行高度為9000*(1-4%) = 8640ft。

氣壓，高度，溫度，密度， QNH，QFE，ISA，這部分內容計算需要特別小心，並且思路清晰才行。否則極容易算錯，弄反方向。

不知道這篇日記里我算對了沒有。。。。。。？