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第9章 航空体育运动与气象(1)

航空体育运动是在一定的气象条件下进行的。气象条件时刻制约着开展航空体育运动的形式和内容,并对其发展产生不同程度的影响。

第一节 气象

气象是大气中的冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、雾、雷、电、光象等各种物理状态和物理现象的统称。

关于雷、电、风、雪、雨等天气对人、物的伤害,古人也早已知晓,并注意防犯。《论衡》记载说:“雷霆迅疾,击折树木,坏败屋室,时犯杀人,俗以为天取龙,其犯杀人谓之有阴过。”看来,雷电击伤人的事件古代时有发生,由于古人无法解释打雷的原因,所以把雷电击杀人怪罪到龙的头上。深受雷击之苦后,古人也想方设法避雷、防止被雷击,所用之法千奇百怪。 《山海经》说:“羭次之山有鸟,名橐蜚,服其毛羽,令人不畏雷也。”又说:“飞鱼如脉,赤文无羽,食之辟兵不畏雷也。”这都是古人记录的披鸟羽、食飞鱼避雷的做法,是否有用,至今没有试验过。为了避雷,古人还造有避雷台,据《孟奥北征记》说:“凌云台东南角一百步有白石室,名为避雷台。”还有的做法是逃避雷电,如《杂兵书》记载:“雷电霹雳,破军中树木、屋舍,急徙去,吉也。雷电风所从来,不可逆而擅伐,宜慎之。”雷电来时,只有逃避,人就平安无事,如果要停留在雷击区,是有危险的,这一点古人早就知道了。

现在科学发达了,有专门对大气进行观测、研究并预报天气的科学机构。规模较小的还有气象站、气象哨等。现代研究天气的叫“气象学”。气象学研究的对象是大气层内各层大气运动的规律、对流层内发生的天气现象和地面上旱涝冷暖的分布等。如云、雾、雨、雪、冰雹、雷电、台风、寒潮等都是我们常见的天气现象。

气象对航空的影响也是很大的。据美国统计, 1959 ~1979 年间,发生在起飞、着陆阶段的严重飞行事故中,与气象有关的占59.9%,几乎占了一半以上。气象对军事的影响,也历来被兵家重视,对战争危害较大的气象灾害有暴雨洪涝、台风、冷冻、高温、大雾以及因气象引起的疾病等,如海雾能使客船、商民渔船和舰艇等有偏航、触礁、搁浅、相撞的危险。实践证明,气象对人类生产、生活有极大的影响,是不容小视的自然因素。

第二节 气象与热气球运动

热气球是根据热空气轻于冷空气而产生的升力飞行;通过燃烧器点火、熄火的间隔时间长短,调整球囊内温度来控制热气球的上升和下降;利用不同高度层的风向来控制和调整前进方向。因此,热气球运动对气象要求较高。

在热气球运动中,识别风是很关键的,特别是阵风与旋风。阵风的产生是空气扰动的结果。我们知道,流体在运动中流过固体表面时,会遇到来自固体表面的阻力,使流体的流速减慢。空气是流体的一种,当空气流经地面时,由于地面对空气发生了阻力,低层风速减小,而上层不变,这就使空气发生扰动。它不仅前进,且会下降。有时在空气流经的方向上,因为有丘陵、建筑物和森林等障碍物阻挡而产生回流,这就会造成许多不规则的涡旋。这种涡旋会使空气流动速度产生变化。当涡旋的流动方向与总的空气流动方向一致时,就会加大风速;相反,则会减小风速,所以风速时大时小;当涡旋与空气流动方向一致而加大风速时,会产生瞬时极大风速,这就是阵风。旋风形成的最主要原因是当某个地方被太阳晒得很热时,这里的空气就会膨胀,一部分空气被挤得上升,到高空后温度又逐渐降低,开始向四周流动,最后下沉到地面附近。这时,受热地区的空气减少了,气压也降低了,而四周的温度较低,空气密度较大,加上受热的这部分空气从空中落下来,所以空气增多,气压显著加大。这样,空气就要从四周气压高的地方,向中心气压低的地方流来,跟水往低处流一样。但是,由于空气是在地球上流动,而地球又是时刻不停地从西向东旋转,那么空气在流动过程中就要受地球转动的影响,逐渐向右偏去(原来的北风偏转成东北风,南风偏转成西南风,西风偏转成西北风,东风偏转成东南风)。于是从四周吹来的较冷空气,就围绕着受热的低气压区旋转起来,成为一个和钟表时针转动方向相反的空气涡旋,这就形成了旋风。

第三节 气象与滑翔伞运动

风对飞行的影响主要表现在地速变化和航迹偏移两个方面。在无风情况下,滑翔伞的空速与地速相等。逆风飞行时,地速等于空速减风速(滑翔轨迹变陡,滑翔比减小);顺风飞行时,地速即是空速加风速(滑翔轨迹变平,滑翔比增大)。通常在逆风和顺风情况下,风仅引起地速变化,不影响航向和航迹。然而,滑翔伞在侧风中飞行时情况则不同,不仅有地速变化,还会造成航迹偏移,即滑翔伞会被风“推离”预定的飞行航线倾向下风一侧,这称为侧风飘移。侧风飘移的起因主要是滑翔伞在绝对于空气运动的同时,还追随大范围运动的空气团(风)挪动。因此滑翔伞在侧风中飞行是以上两个运动的合运动。若不对侧风的作用进行修正,就难以保证滑翔伞的正确运动轨迹,而发生航线偏移。

在滑翔伞飞行运动中,风是一个很庞杂的因素。因为滑翔伞是低速飞行器,它的最大飞行速度仅为10~15米/秒,即便在2~3米/秒的大风中飞行,风对飞行的作用和影响也较显明。

滑翔伞比赛必须选择适宜的气象条件,如风向、风速条件。滑翔伞是迎风起飞,而到高空则为顺风滑行。因此不仅要根据场地选择适宜的风向,而且要选择适宜的风速。没有合适的风向、风速不能起飞。在滑翔基地滑翔时,由于方位不同,适宜的风向为东风、东北风和北风,适宜的风速为3~5米/秒,风速过小,没有足够的张力支撑,滑翔伞难以起飞,风速过大,起飞时不易控制,易引起事故。有利于滑翔伞运动的天气条件为:晴朗少云,且以高云为宜,云量不大于30%,能见度不小于3千米。有成层的中云,说明大气比较稳定,无热力对流运动,滑翔时上升的高度不够,不易创造好成绩;低云(对流云)发展旺盛,表明上升气流较强,其边缘下沉气流也较强,运动员处在气流切变处时,易造成滑翔伞折叠,出现事故,甚至危及运动员生命。

第四节 气象与跳伞运动

气象对跳伞的影响,历来受到跳伞运动员的重视。跳伞时,运动员要根据高空风向及速度,修定落点靶标的偏差。如在定点跳伞中,要求运动员在1000米高度离机,操纵降落伞向着跳靶着陆。跳靶的半径只有10米,靶区中央设有一个直径5厘米的橙黄色或红色电子靶,靶区外围有四条各长10米的白布,对称地构成十字臂标志,以帮助跳伞员在空中很快找到靶区或辨别方向。定点成绩的好坏是根据跳伞躯体首次落地点距中心的远近来计算。运动员通常跳伞的次数为8次一个循环。将每次偏离中心点的距离累计,踩中靶为0.00分;偏离1厘米为0.01分, 8次累计分最低的运动员为优胜者。所以高空气象对定点跳伞的准确性有直接影响。