気圧
気圧とは、文字通り気体の圧力のことです。航空機は通常、高度測定に大気圧を利用することが多いです。
つまりは、気圧についての説明は、航空機の高度セッティングの説明です。
高度の種類
1 絶対高度:Absolute altitude
対地高度、対水高度等ともいわれますが、対地高度は地上上空、対水高度は水上上空でしか使えません。
単純に「高さ」といって思い浮かべるのはこの高度のことではないでしょうか。
直下の地面or水面から垂直に図った高さです。
電波高度計ではこの高度が示されます。
2 真高度:True altitude
チャート等にMSL(Mean sea level)と表記される高度です。
平均海面からの高度のことを指します。
日本の標高の基準は、測量法で平均海面と定められており、山の標高などもこの真高度で表されています。
3 (指示)計器高度:Indicated altitude
高度計に表示される値のことです。
計器誤差なども含みますが、パイロットが認識する高度はこの高度です。
4 気圧高度:Pressure altitude
大気圧を測定することにより、大気圧の減少率から高度を算出します。
一般的に航空機に搭載される精密高度計は大半がこれをりようした「気圧高度計」です。
5 GPS高度
文字通り、GPSにより測定した高度のことを言います。
GPS(Global Positioning System)はアメリカによって運用される衛星測位システムの固有名称ですので、一般的には「GNSS(Global Navigation Satellite System):全球測位衛星システム」という言葉が使用されます。
算出する高度は「真高度:True altitude」ですが、技術の限界により未だ誤差を含みます。
地球の形状モデルである基準楕円体からの高さを「楕円体高」と言い、GNSSはこの高さを測定しています。
また、平均海面を仮想的に陸地へ延長した面を「ジオイド」と言い、基準楕円体からジオイドまでの高さを「ジオイド高」と言います。
日本では国土地理院が重力測量や水準測量の結果からジオイド高を決めているため、衛星測位で決まる楕円体高からジオイド高を引くことで、GPS高度が算出されます。
気圧高度計の高度規正
Altimeter settingと言います。高度計のゼロ点補正を行うことを言い、主に3種類の方法が使用されます。
1 QNH
平均海面からの高度を表示する方法。
近隣の飛行場やフライトサービスなどから実測の気圧値を得ることでセッティングします。
2 QNE
標準大気面からの高度を表示する方法。
高度計の気圧補正値を29.92inHgにセットした際に表示された高度のことを言います。
3 QFE
出発地または着陸地等で、高度計が0ftを表示するようにする方法。
この規正方法は日本の航空機では基本的に使用しません。
飛行場のごくごく近隣を飛行するグライダーや、パラグライダー、パラシュートなどがこの高度を使用します。
標準大気
航空における標準大気はICAOによって「Doc 7488-CD」で定められています。A4用紙300ページ以上にわたって標準大気について説明され、様々な基準値が決定されています。
一部を書き出すと、
重力加速度:$g_0 = 9.80665 [m/ s^2]$
モル質量:$M_0 = 28.964420 [kg/ kmol]$
物質量:$N_A = 602.257\times 10^{24} [kmol^{-1}]$
標準圧力:$ P_0 =1013.250 [hPa]$
一般気体定数:$ R* =8314.32 [J/(K・kmol)]or[kg・m^2 /(s^2・K・kmol)]$
比気体定数:$ R =287.05287 [J/(K・kg)]or[m^2 /(K・s^2)]$
サザーランド定数:$ S =110.4 [K]$
H2Oの融解点:$T_i=273.15 [K]=0.00[℃]$
標準温度:$T_0=288.15 [K]=15.00[℃]$
サザーランド粘性式中の定数:$\beta_s=1.458\times10^{-6} [kg/(m・s・K^{(1/2)})]$
比熱比:$\kappa=1.4$
標準密度:$\rho_0 =1.225 [kg/m^3]$
空気分子の有効衝突直径:$\sigma=0.365\times10^{-9} [m]$
等があります。
気圧に関する部分は 標準圧力:$ P_0 =1013.250 [hPa]$ です。
単位を返還すると29.92[inHg]です。
METARの気圧
・ Q1014、A2995METARのQNH高度規正値、は「本文内」では「Q」につづいて、「国内記事内」では「A」に続いて報じられます。
この場合は「QNH one zero one four hectpascals two nine nine five inches」と読みます。
・ P/PR
観測時刻30分前に気圧が0.03 inHgを超えて急激に上昇したときに報じられます。
「Pressure rising rapidly」と読みます。
・ P/FR
観測時刻30分前に気圧が0.03 inHgを超えて急激に下降したときに報じられます。
「Pressure falling rapidly」と読みます。