Private Pilot Ground School モドキ

L. WEATHER THEORY

Cause of weather 天気の変化が生まれる要因
- Every physical process of weather is caused by UNEQUAL HEAT EXCHANGE.
  全ての気象現象は、不均一な熱変換が原因となっています。
  （赤道と極地、水面と陸地、上空と地表などの違いが複雑な気象現象の素になる。）
- Unequal heat exchange = Convection = Pressure Difference. It causes
  不均一な熱交換、局地的な対流を生み、気圧変化を起こす。　これらが
  - air to flow, wind to blow　空気を動かして風になり
  - moisture to added and moves to form a cloud and fogs
    湿気が加わったり、大気が動いたりして雲や霧を作ったりし
  - to create rain or ice in the air
    空中の雨や氷に変わる時もあれば、
  - thunderstorms, wind shear, low visibility, and other weather hazard.
    雷雲、乱気流、視程の悪化となって、飛行に危険な状態になる場合がある。
- Unequal heat exchange causes variation in altimeter setting (by pressure difference)
  この不均一な熱交換が気圧変化を生み、高度計の規正値を変える事になります。
CORIOLIS FORCE コリオリの力
- deflects the wind (flow of fluid) to the right in the northern hemisphere.
  北半球で飛来する物が、地球の自転によって右へ流される現象。　
- makes wind to blow parallel, instead of perpendicular, to isobar
  等圧線に対して、気流が垂直でなく平行に吹く。
  気流は高気圧から低気圧に向かって真っ直ぐでは無く、平行に流れる。風は等圧線に対して平行に吹く。
- Less Coriolis force bear surface due to friction with ground
  地上付近では摩擦によって、このコリオリの力が弱められて、上空と違う方向、低気圧の方向に傾く。
Humidity 湿気、水蒸気、水分
- It determines general weather.　一般的な天気（晴、曇、雨など）が決る。
- Moisture is added to air.　湿気が大気に加えられる。
- Relative humidity 相対湿度
  - Amount of Moisture compare to Maximum Moisture that air can hold　
    ある大気が「保持してる水蒸気の量」とその大気が「保持できる最大の水蒸気の量」比率。
    １００％になれば、それ以上の水蒸気を蓄える事が出来ず、目に見える形に変化する。
  - Amount of moisture can be held is affected by temperature.
    保持できる水蒸気の量は気温によって変化する。　暖かくなると増える。
- Dewpoint (temp that air became 100% saturated. visible moisture)
  露点　（ある大気の温度が、この露点まで下がると飽和状態、100%になります。）
CLOUD 雲！
1. Families of cloud 雲のファミリー　（なんでFamilyなのかは不明ですが、高度別の分け方）
  - Low cloud Surface to 6,500 ft. 高度6,500フィート以下に有る雲。　接頭語は無い。
    水滴の場合が多い。　VFRでのフライトを難しくする。
  - Middle cloud 6,500ft. - 20,000ft. (Alto-) 6,500～20,000 feetにある中層の雲。　接頭語にAltoが付く。
    水滴や氷（結晶）の場合が多い。　乱気流やIcingの可能性が高くなる。
  - High cloud above 20,000ft. (Cirro-)　高高度の雲。氷で出来ている。
    安定した大気での発生が多く乱気流が少なく、Icingの危険性も低い
  - Extensive vertical development cloud. 低空から高高度まで発達する雷雲。
2. Rain Cloud (nimbo-) 雨雲　接頭語にNimboが付く
3. Towering cumulus cloud　モクモクと成長する乱雲。
4. Form of cloud 雲の形状。
  - Straus: Stable Airmass, Less wind ,fog, continuous precipitation
    層雲：　安定した大気、風が穏やかで乱気流が少ない、霧、長時間続く降水。
  - Cumulus: Un-Stable Airmass, Gust, turbulence, showery precipitation
    積雲：　不安定な大気、突風や乱気流が特徴、短期的にドバッと降る雨、にわか雨が多い。
5. Lenticular Cloud　レンズ雲、強風が山を横切る時に下流に生まれ易い。
  山の為に、気流が上下して波の様なる。　湿気が多いとその波に合わせてレンズ雲が発生する。
  一見すると安定して見えるが、強風が上下しているので、乱気流がかなり強い。
Thunderstorm 雷雲、積乱雲
1. Hazards ものすごく危険
  - Turbulence: Substantial or Fatal structure damage, loss of control.
    乱気流：極度のダメージを機体に与え、致命的な場合も有る。（空中分解）　操縦不能も。
  - Lighting: Temporally loss of vision, electric failure,
    稲妻：　視力を奪う、無線機などの電気装備の故障。
  - Hail: Structure damage,
    雹（ひょう）：　機体に穴を開けたりする。
2. Lifecycle 積乱雲の一生
  1. cumulus stage: Up draft 成長期（積雲期）：この段階では上昇気流が特徴。
  2. Mature stage: Most dangerous 成熟期：　最も危険
    - Rain begins at Surface　地上で雨が降り始める
    - Lighting ピカピカとした稲妻が多く見られる
    - Severe and destructive Up and down draft　強烈で破壊的な上昇気流と下降気流が存在する。
  3. Dissipating stage: Down draft, Weakening, but it energy may be transferring to next thunderstorm
    減退期：　下降気流が中心となり弱まっていく。　残ったエネルギーが次の積乱雲に移動する事もある。
3. Squall line = Line of thunderstorm　スコール・ライン　積乱雲が列になって発生する。　
4. Embedded thunderstorm = hidden　他の雲で隠れている積乱雲
Wind shear (TURBULENCE) ウインド・シェア
- It is sudden change in wind velocity or direction　急な風速や向きの変化

horizontally or vertically.　水平な時もあれば、垂直の事もある。　（斜めも）

Where does it occur? 　何処で可能性が高いか？
1. Near thunderstorm,　積乱雲の近く
2. close to ground with strong wind.　地面に近い低高度で、強風が吹く時
3. Strong Temperature Inversion　強い逆転層がある時。
Loss of control　操縦不能に（なるかも）
Loss of lift (because of airspeed change) = stall or high descent rate = may crash into ground
対気速度の減少で揚力が減る　＝　失速または急な下降率　＝　地面に激突する可能性
Loss of altitude　高度を失う時がある。

Temperature Inversion 逆転層（層の中でVisibilityが低下したり、境目でウインドシェアの可能性がある）
- Temperature increases as altitude increase,　高度が高くなると、気温が上昇する。（通常は下がる）
- Very Stable Airmass, such as Clear still night　極度に安定した大気、風や雲の無い夜間。
- Warm airmass is moving over cold airmass.　暖かい気団が、冷たい地域に流れ込んだ時
Mountain wave　山岳波

Near mountain top, wind blowing across a ridge　山頂の近くで、風が峰を横切る様に吹く時。
Lenticular Cloud　下流でレンズ雲などが発生するかも。
Very strong wind and turbulence, even it seems stationary or invisible.
安定して見ても、見えなくても、強風や強い乱気流が存在する。

STABILITY of AIRMASS　大気の安定性

Type	Stable Airmass	Unstable Airmass
Lapse Rate 逓減率	Low 気温変化が少ない	High 高度による変化が大きい。
Air　気流	Smooth　安定している	Turbulent　乱れている
Cloud　雲の種類	Stratiform　層雲状	Cumuliform　積雲状
Precipitation　降水	Continuous　持続	Showery　急激で短時間
Visibility　視程	Low, Fog, Haze　かすんで低くなる	Good clear (except rain) 雨が降らなければ、良い

Icing 着氷、飛行中の機体に氷が付着する現象
1. Structural Icing 機体の表面に付着する氷、着氷
  - Raining below freezing temperature 氷点下の時に（場所で）雨に遭遇する時
  - Supercooled Water (Liquid State even below freezing)　過冷水が存在する状況
  - Type of Icing 種類
    1. Clear クリア
      - Hard and Clear, Heavy,　硬くて透明、重たい
      - often Cumulus Type Cloud　積雲で多い。
      - large water droplets, slow freezing　大き目の水滴が付着後に広がって凍結する時。
      - Adheres and hard to remove　張り付く感じで、取り除き難い。
      - changes shape of airfoil　翼型の形を変える
    2. Rime 　ライム
      - Small water droplets with air trapped　小さい水滴の時で、空気を含む氷
      - somewhat rough-looking appearance and a milky-white color.
        デモボコした感じで、白っぽく見える
      - often stratus type cloud　層雲で多い
    3. Mixed (Mixture of Clear and Rime)　クリアとライムが混ざり合った感じ
  - Supercooled Water will freeze at impact　過冷水は衝撃の瞬間に凍る
2. Carb Icing is likely to occur when キャブレター内で発生するキャブ・アイス
  - temperature 20 to 70°F　華氏２０～７０度で発生する場合が多い。
    氷点下から比較的暖かい気温でも発生する。　ガソリンが気化する時に気温が下がる
  - humidity more than 50%, more likely to happen above 80%　
    湿度が50%を超えると発生する可能性があり、80%を超えると注意。
3. review several accident reports if time is available
  アイシング関係の事故は多いので時間がある時に報告書を読んでみましょう。
Frost on wing 翼に付着した霜　（冬の朝に起きてみたら・・・・）
1. It causes early separation of air.　気流が早く剥離してしまう。
2. Difficult or Impossible to take off.　離陸が難しくなったり、不可能になる。
Front 前線
1. Cold front 寒冷前線
  - Colder Air overtakes Warmer Air　冷たい気団が、暖かい気団を乗り越える。
  - Steep slope and Narrower　境目は急な面で、狭い範囲
  - Cumulus Type Clouds, and chance of Thunderstorm with faster moving cold front
    積雲タイプの雲が発生しやすく、早く移動する寒冷前線では積乱雲の可能性も。
2. Warm front 温暖前線
  - Warmer air move over cold airmass 暖かい気団が、冷たい気団を移動する。
  - Shallow Slope　なだらかな斜面
  - Stratus Type Cloud for wide area　層雲が広範囲で発生しやすい
  - Occasional Cumulonimbus Clouds = Embedded thunderstorm　希に積乱雲が発生するが、見えない。
  - Higher chances of Freezing Rain　着氷性の雨が降る可能性が高い。
3. Stationary front 停滞前線
  - no or very few move　あまり動かない。
  - warm and cold air flows parallel but opposite direction　暖かい気団と冷たいのが反対方向だが平行に。
  - same pressure　気圧差は余りない。
  - weather lasts extended time　長期的な天候が続く
4. Occluded front 閉塞前線
  - Cold front passes warm front　寒冷前線が温暖前線を追い越した形
  - complex　複雑な気象状態になる
  - Widespread, poor visibility, possible icing　広範囲、視程の低下、着氷の可能性も
5. Cold Air = More Dense = Moves Faster　冷たい空気は密度が高く、早く移動する。
Fog　霧

Condition 条件
- High Humidity　高湿度
- Few temperature dewpoint spread　気温と露点の差が少なく、減っていく様な状態
- needs condensation nuclei (particles so that moisture can condense around it)
  核、水蒸気が付着する中心となる粒子が必要。
Radiation fog 放射霧
- Clear, calm night　快晴で風の無い夜　（地表の気温が下がった時）
- Land area　陸地
Advection fog　移流霧
- Warm, Moist Air flows over Cold Land (Area)　暖かくて湿った空気が、冷たい所に流れ込む。
- large temperature difference　大きな温度差
- Shore line to cold Land area　海岸や回りより冷たくなった地域で発生しやすい。
Upslope fog 　滑昇霧
- Moist Air flow up a slope, and cooled　湿った空気が、坂の上に押されて、冷却された時に発生する
Steam fog 蒸気霧
- cold air moves over water　冷たい空気が、水面の上を移動する時に発生する。（水が湿気を補給）
- turbulence　乱気流
Rain-Induced Fog　雨が降る事によって発生する霧
Fog and Mist 気象報告用として、両方とも霧みたいな物で、視程が違う。
- Fog = Visibility Less than 5/8 Statute Mile　　霧（Fog)の場合は5/8マイル以下。
- Mist = BR = Fog reduces visibility to between 5/8 SM to 6 SM. 　5/8マイル以上６マイルまで。
Haze, Smoke, Smog 霞、煙、煙霧
1. Haze　霞
2. Smoke　煙
3. Smog 煙霧・スモッグ
  - Mixture of smoke and fog　煙と霧を混ぜた様な物。