航 空 氣 象 p a r t 5

五、大氣壓力和空氣密度

以大氣壓力和溫度兩者可以決定空氣密度，進而決定飛機舉升力。在其他因素相同條件下，空氣密度降低，飛機需要更快的速度，才能保持一定的高度。速度越快，飛機拖曳力越大，所需引擎推進力亦越大，越大的引擎推進力，所耗油料亦越多。因此高速飛行之噴射飛機需要甚多的油料。
前述在高溫下，當氣壓降低，密度減少時，需要較長的跑道，以獲取起飛的速度。從每天綜觀天氣圖氣壓場的分布，在低壓區，其影響更大，準備起飛計畫時，更應該考量。再如，機場海拔高度越高，其平均氣壓降低，平均密度亦減少，因此在設計機場時，高海拔機場需要較長的跑道，以應起飛之需。此外，空氣密度減小，引擎動力亦會跟著減弱，影響飛機爬升之動力，如果密度減至某一定值時，就得減輕飛機的載重量，飛機才容易起飛和爬升。
大氣壓力與高度有密切關係，即大氣壓力隨高度增加而遞減。在近海平面1000百帕（hecto-Pascal；hPa）附近，高度每上升約10公尺，氣壓降1百帕（hPa)；在500百帕（5,500m）附近，高度每上升約20公尺，氣壓降1百帕；在200百帕（12,000m）附近，高度每上升約30公尺，氣壓降1百帕；它應用於航空上，用來決定飛機飛行之高度。飛機上之高度表，就是以空盒氣壓計（aneroid barometer）之氣壓高度換算出高度，作為高度表（altimeter）之標尺。國際民航組織（International Civil Aviation Organization；ICAO）假設在乾空氣、平均海平面之氣壓和氣溫分別為1013.25百帕和15℃、對流層頂以下約11公里之溫度隨高度遞減率每公里下降6.5℃等標準大氣條件下，作為高度表之參考基準，在這種狀態下的大氣稱之為國際民航組織標準大氣（ICAO standard atmosphere）。
由於各地之大氣條件隨不同高、低壓系統之移動而隨時在變化，所以高度表在不同時間、不同地點和不同高度皆與標準大氣有所不同。因此，飛機上之高度表讀數必須經過適當撥定，才能顯示出實際高度。因此，飛機起飛前必須經過高度撥定，航程上因海平面氣壓不斷變化，其高度表所顯示之高度與實際海拔高度發生誤差，有時候誤差可能很大。依據高度表撥定程序之規定，凡飛行在海平面高度約3330公尺（11,000ft）及以下之飛機，應採用飛經當地之實際海平面氣壓值（QNH）。飛行在離海平面高度約3940公尺（13,000ft）及以上之飛機，以標準大氣壓力1013.25百帕為高度撥定值。
飛機自甲地高壓區飛進乙地低壓區，若高度表不撥定為乙地的高度表撥定值時，則飛機上高度表所顯示高度值比實際高度為高，此時飛機有撞山或重落地之危險。反之，飛機自乙地低壓區飛進甲地高壓區，若高度表不撥定為甲地的高度表撥定值時，則飛機上高度表所顯示高度值比實際高度為低，此時飛機降落時有落空之危險。如果有甲、乙兩架飛機分別自甲地高壓區和乙地低壓區，採取儀器飛行規則對著飛，兩架在同一航路上之飛行員，均未即時做高度撥定，在各自高度表上所顯示高度雖保持 300公尺之垂直隔離，但其實際飛行高度則逐漸接近，最後可能在中途互撞之危險。
1996年11月12日晚間印度首都新德里西方60浬上空發生沙烏地阿拉伯航空公司波音747-168B客機（312人）與哈薩克航空公司伊留申 IL-76貨機（37人）相撞慘劇，兩機機上共 349人全數罹難，失事原因待查。據報導哈航班機從哈薩克飛往新德里，沙航客機從新德里起飛，準備飛往沙國的達蘭，離場後 7分鐘在印度新德里西方60裡相撞。事故之前，沙航班機曾獲地面管制指示爬升至14,000呎（4200公尺）高度，準備下降的哈航班機則被告知降至15,000呎（4500公尺），指令下達不久，兩機在空中相撞。
2002年7月1日德國當地時間晚間11時43分左右，一架俄羅斯巴希客克利安航空公司（Bashkirian Airlines）俄製圖波列夫154型（Russian Tupolev Tu-154）客機從莫斯科飛往西班牙，與一架環球快遞公司波音757型貨機（DHL jet Boeing 757 cargo）從巴林（Bahrain）飛往比利時（Belgium）首都布魯塞爾（Brussels），在德國南部毗臨瑞士邊界康斯坦茨湖（Lake Constance）36,000 ft（12000公尺）上空相撞並墜毀，共造成七十一人罹難。瑞士航管人員在撞機前五十秒向俄國客機駕駛員提出兩次警告，要求俄國客機降低飛行高度，避免與貨機相撞，但俄機飛行員並未立即反應，直到撞機前25秒接獲第二次警告才開始下降，那時貨機上的空中防撞警告系統（Traffic Collision Avoidance System；TCAS）也要貨機下降，結果兩機相撞。