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危险天气及其对飞行的影响

  
评论: 更新日期:2016年12月23日

        2.8 龙卷(tornado)或飑(squall)
        龙卷是指小直径的剧烈旋转风暴,产生于十分强烈的雷暴中,以积雨云底部下垂的漏斗云的形式出现。而飑是指在强冷锋前或积雨云前沿所出现的狭窄的强风带,在其过境时,风速突增,风向突变,气象要素急骤变化,常伴有阵性降水。
        3 危险天气对飞行的影响
        据资料统计,30%的飞行事故与天气有关,造成飞行事故的天气主要有:恶劣能见度(40%),雷雨、冰雹和积雨云(25%),颠簸和急流(6%)和飞机积冰(10%)。由于气象原因造成飞行事故中,多数出现在飞机着陆前后,约占57%。
        3.1 低空风切变对飞行的影响
        低空风切变是指发生在600米以下的风向风速的突然改变。在气象上,发生风切变的重要天气条件有积雨云、雷暴等。
        起飞、着陆一般是顶风(逆风)以缩短滑跑距离;顺风会增大起飞和着陆的滑跑距离;侧风则会使飞机偏离跑道,空中飞行则会偏离航线。在航行飞行时,顺风可以节省航时和燃料。在这一因素中,低空风切变是在飞机起飞、着陆阶段威胁飞行安全的一个重要因素。
        跑道附近存在低空风切变时,当飞机从小的顺风进入大的顺风区域,或从大的逆风进入小的逆风或顺风区域时,飞机速度就会减小,升力就会下降,飞机下沉,导致飞机无法正常起飞或飞机提前降落,危及飞行安全,当飞机进入另外一种风切变,即风速垂直切变的强烈下沉气流时,由于强度很大,甚至可能把飞机直接“砸”到地面,引发严重的飞行事故。
        3.2 恶劣能见度对飞行的影响
        大风刮起的扬尘、沙尘暴以及大雾是影响飞机起降、航班正常的最主要天气现象。往往会造成大面积的返航备降或航班延误。
        3.3 积雨云对飞行的影响
        云对飞行有许多不利影响,主要是使空中能见度变坏,在有些云中飞行易产生结冰和颠簸。尤其是不能在积雨云内甚至附近飞行;积雨云很厚,云内及附近上升(下沉)气流和乱流强烈,会产生强烈颠簸。
        积雨云发展到旺盛阶段,就可能产生雷暴、闪电、强阵风、强颠簸、积冰甚至龙卷或飑等严重影响飞行的天气,其影响范围可达到周围30公里。在飞行活动中,穿越积雨云相当危险,一般应采取绕飞或爬升到其顶部以上通过。其中爬升通过,由于受到飞机本身性能的限制以及积雨云发展的不稳定性,应特别注意。
        降水使能见度减小;降水中过冷却水滴易造成飞机积冰;降水影响跑道使用性能;可使发动机熄火,特别是处于着陆的低速飞行阶段;强降水下方易出现强下沉气流,伴有风切变,可造成飞机操纵困难,甚至事故发生;强降水恶化飞机的空气动力学性能。
        气温较低时,冻雨的出现会严重影响飞行的安全。冻雨在露天停放的飞机表面形成的冰层,会使飞机的空气动力性能变差,使飞机升力减小,阻力增大,影响飞行的安定性和操作性。另外,冻雨在跑道表面的冻结,也会影响跑道的摩擦性能,对飞机的起降、滑行和制动等飞行活动,造成不利影响,留下飞行事故隐患。
        强烈垂直发展的积雨云(也称雷雨云)会产生雷雨,是对航空飞行安全威胁最大的天气现象之一。其对飞行的影响主要表现在:云中强烈的湍流和上升、下降气流等,易使飞机产生颠簸;常与雷雨云相伴出现的结冰、雷电、强阵雨和恶劣能见度等均会给飞机的操控造成一定的困难;此外,在旺盛发展的雷雨云中,有时还会遇到冰雹、下击暴流、低空风切变和龙卷等更加危险的情况,一旦处理措施有误,可能造成严重的后果。
        3.4 冰雹对飞行的影响
        飞行中遇到冰雹,由于相对速度很大,所以飞机的雷达罩、机翼、水平安定等部位易遭雹击,冰雹发生在零度等温线(正负5"C)附近的下降气流中,从而使飞机的空气动力性能变差,加大了失速速度,容易造成飞行事故。
        3.5 云敝山和低云对飞行的影响
        云敝山发生时,由于敝山云发展较快,移动迅速,当飞机穿越敝山云时极易撞到云后山体,造成事故。低云中除了积雨云,其他低云也会对飞行产生影响,如影响空中能见度,给着陆带来困难,飞机在穿越低云时,会产生轻中度颠簸或结冰。
        3.6 雷暴对飞行的影响
         雷暴云能生产各式各样的危及飞行安全的天气现象,例如强烈的湍流、积冰、闪电击(雷击)、雷雨、大风,有时还有冰雹、龙卷风、下冲气流和低空风切变。雷暴是目前被航空界、气象界所公认的严重威胁飞行安全的敌人。
        3.6.1 颠簸
        颠簸是飞机在飞行过程中经常遇到的一种状况,由于空中气流方向不定,强弱不一,飞机在空中的飞行运动也会随着气流发生不规则的变化,飞机飞行中突然出现的上下抛掷、左右摇晃及机身振颤等现象。
        成熟阶段的雷暴云,最强的上升气流可达到50~60m/s,同台风不相上下,航空器在雷雨区内飞行,飞机会遇到严重颠簸,使飞行高度在几秒内升降几十米到几百米。严重时,飞行仪表失真,飞机操纵困难甚至失控,是导致飞行事故最危险的天气现象之一。
        3.6.2 飞机积冰
        雷暴云中含有大量的过冷水滴。容易造成飞机积冰,特别是在飞机起飞着陆阶段,往往速度较低,不易操纵,如果飞机在起飞着陆时遇到积冰往往会引发飞行事故。
        3.6.3 下击暴流
        下击暴流是雷暴强烈发展的产物,其水平尺度通常为4~40千米,产生的雷暴大风可达18米/秒以上,但其生命周期很短,一般只有10~16分钟(微下击暴流只有几分钟)。由于下击暴流(包括微下击暴流)中伴有强烈的下降气流和雷暴大风,对飞机的起降有极大的危害,如果航空器在起飞阶段遇到下击暴流,如果处置不当,就会导致飞行事故的发生。
        3.7 大气湍流对飞行的影响
         大气中常常有不规则的气流存在,我们把这种不规则的气流称为大气湍流(又称大气乱流),分为热力乱流、动力乱流、晴空乱流和航迹乱流。
        高空急流是位于高空中的一条狭窄的强风带,它的中心风速相当大,最大时速甚至可达300多公里。它基本是水平的,沿着地球的纬线分布,平均高度在8-10公里左右。顺急流飞行,可增大飞机速度,节省燃料,缩短航行时间或增大航程,逆急流飞行则相反。高空急流附近,也是颠簸经常发生的区域,且常为无云的晴空颠簸,主要是位于急流北侧下方1-3公里处。
        和雷暴一样,飞机在飞行中遇到大气湍流和高空急流时,将受到不均匀空气的动力冲击,造成飞机左右摇晃,前后颠顿,上下抛掷以及局部振颤等现象。这种颠簸对于飞机结构、飞行操纵、仪表指示都有很大的影响。如剧烈的颠簸会损坏飞机的某些部位(例如机翼或尾翼)、使飞机极难操纵、仪器仪表产生明显误差等。
        4 危险天气防护
        在实际观探测中,危险天气并不是独立出现的,而是一种或几种伴随出现的。例如大风、积雨云和雷暴使能见度恶化,强烈发展的积雨云会产生雷暴或冰雹,雷暴常伴有冰雹、甚至会出现龙卷或飑等等。因此在防护危险天气时,各飞行保障部门应协同工作,相互配合,共同实现对危险天气的防护。
        4.1风切变的防护
        在制订《机场使用细则》时要考虑机场周围地形环境,要注明在什么情况下可能存在风切变,如果有如何避让。
        在指挥过程中,要加强同气象部门的协调,认真研究天气实况,对有可能存在风切变的天气要加强对风向、风速的观测,并把有关情况告之飞行员,保障飞机安全,严禁飞机进入有严重风切变的区域。
        配备风切变的探测与报警设备,及时探出风切变的存在。
        4.2 恶劣能见度的防护
         烟幕、霾、风沙、浮尘、吹雪、扬尘、大雾、低云和降水等天气现象对能见度影响甚大,是形成恶劣能见度的充分条件,因此在预报时,应综合以上观测因素对恶劣能见度进行判断,必要时停止飞行。
        4.3积雨云和雷暴的防护
        一般情况下,应避免在积雨云或雷暴区中飞行。通常在气象观探测中,用雷达探测是掌握积雨云和雷暴云的有效方法,在空管指挥、飞行任务和飞行训练中由于运用了雷达,对积雨云和雷暴云的具体位置、强度、厚度,有无冰雹以及云之间有没有空隙等情况都了解得比较清楚,因而能可靠的引导飞机选择安全的飞行途径。在实际飞行中,通常借助机载雷达避开或飞越积雨云和雷暴天气区。
       
        参考文献:
        [1] 王海霞,白敬蒋.浅谈飞行中的危险天气。
        [2] 陈会芝.危险天气条件下的航空飞行与安全.西南交通大学硕士学位论文.2003
       

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