低空风切变的危害与预防

低空风切变的危害与预防

张天丽

宁夏机场有限公司固原分公司 756000

摘要：低空风切变是飞行安全的重要影响因素之一。本文就低空风切变的类型、产生条件及低空风切变在顺风、逆风、侧风、垂直风四种情况下的危害进行了分析，并就低空风切变的预警方法做了较为详尽的总结，将为这一问题的有效控制和预防提供一定的参考。

关键词：低风切变；危害；预警

随着空中交通规模的不断增长，航空飞行的安全性开始被居民所广泛的关注。天气因素是影响航空飞行的主要因素之一，不仅会对飞机的起降产生较大的干扰，也会影响到飞机航行的安全。低空风切变具有尺度小、时间短、强度高及事发突然等特点，是影响飞行安全的一个重要的因素，而这一因素又因在精准预测上的困难，多数情况下只能依靠飞行员出色的业务素质来实现化解。因此，掌握风切变的规律，并对其展开理论探索和实践应对研究，对于提升航空的安全性有着重要的意义^[1]。

1低空风切变的类型及产生条件

1.1低空风切变的类型

从理论层面上而言，风切变是一种矢量差，其产生于空间两点之间。这一特殊的气象在任何高度都有可能发生。一般地将发生在海拔600米以下的风切变定义为低空切变，即发生在海拔600米以下的同一高度或不同高度空间两点上的风矢量间的差值。对于低空风切变的划分，在航空气象学上主要采用两种划分方式，其一以空间结构为依据，将发生在低空的风气变分为水平低空风切变和垂直风切变。其二以风的运动方向为依据，将发生在低空的风气变分为顺风低空风切变、逆风低空风切变、侧风低空风切变及垂直风低空风切变。

1.2低空风切变的产生条件

诱发风切变的原因较为复杂，一直以来都是航空气象学研究中的一个难点。从气象资料的规律性分析中可以发现，诱发这一气象现象的主要成因有雷暴、锋面及地形和地物三大类型。首先就雷暴因素而言，这一天气情况下低空风切变的发生几率相对于其他两个因素更高。在航空管制的过程当中，受雷暴天气的影响一般不允许小型飞机进行起降作业。相关资料显示，多起空难事故都与强烈的低空风切变有着直接关联。其次就锋面因素而言，其在产生风切变的成因中也占有极高的比例，当飞机穿过锋面时，极易遭遇风速和风向上的巨大波动。而这一因素往往会在一些弱冷锋控制机场所忽视。再次，就地形和地物而言，机场周边地势环境复杂，山脉较多的会诱发低空的风切变^[2]。

2低空风切变的危害

2.1顺风风切变的影响

飞行器在遭遇到顺风风切变时，升力和空速会受到波及，导致空速下降及升力的减弱，从而导致飞行器的高度保持出现困难，进而诱发坠机等事故。

2.2逆风风切变的影响

飞行器着落的过程当中，若遭遇到逆风切变，升力和空速会也受到波及，导致空速增加及升力的增强，从而导致飞行器的下滑调整出现困难。

2.3侧风风切变的影响

飞行器在遭遇侧风风切变时，极容易产生侧滑，进而导致飞机操控困难而诱发空难事故。2.4垂直风切变的影响

飞行器在遭遇到垂直风切变时，升力受到波及，导致飞行器的高度保持出现困难。

3低空切变的判断和预防

当前，航空气象部门对于风切变仍较难实现准确的预报。因此，最有效的方法便是提早预防并提醒机组尽可能避开这一区域。判断低空风切变目前主要采取两个途径，一是在地面设置探测系统，二是利用飞机上的仪表判断或机载仪器探测。就目前现状来说，还不能对低空风切变作出较为满意的预报，在日常工作中，以下判断方法可在飞行气象保障中予以参考。

3.1利用目视判断风切变

目视判断法是低空风切变预防当中的一种较为直观的判断方法，虽然风切变本身不会被目视观测，但是它形成的原因及效果有时是可以被目测观测到的。在夜晚，闪电也许是唯一的目视线索，在白天，以下线索可为判断低空风切变提供一定的参考：一是邻近的云向不同方向大范围移动、烟柱的切变并向不同方向飘散；二是对流云下部被下冲气流吹起的扬尘；三是受强烈的地面阵风影响机场周围的树、旗帜、机场区域的风袋指示不同的风向风速；四是雨幡，特别是与对流云同时出现；五是漏斗云、龙卷风；六是伴随着持续的波型荚状云。如果发现存在上述现象，就应考虑风切变存在的可能性。

3.2利用自动观测系统资料判断风切变

在实际工作中，监视跑道测风系统显示的风向风速变化，是发布低空风切变预警的方法之一，但是，它只能探测地面的水平风切变，对探测下滑或爬升路径上的风切变确束手无策。

在平时工作中，以下定性判断则可在航空气象保障中予以参考，雷暴风切变的短时预报，可根据气压的变化进行定性判断，雷暴过境时可根据气压突变和涌升来预报强风切变的出现，冷锋过境至以后的3h内风切变最强。

3.3利用卫星云图资料判断风切变

利用强对流云区弱边界判断低空风切变的可能，从卫星云图上可以较明显的判断出，强对流云的弱边界，对机场保障而言，其重要的意义在于当强对流云的弱边界在机场区域，而强对流云在机场区域外时，飞行机组可从机载雷达回波判断机场对流云较弱，进而判断遭遇低空风切变的可能。

3.4利用多普勒雷达产品判断风切变

利用多普勒雷达可以得到的三种基本信息包括雷达反射率因子、平均多普勒速度和谱宽。下击暴流是低空风切变的重要类型之一，下击暴流在多普勒雷达回波强度图上，表现为一个迅速下降的反射率因子强核，产生下击暴流的反射率因子核往往开始出现在比其他雷暴单体核更高的高度，中层具有螺旋结构，回波顶层具有强烈的风暴顶辐散。在雷达回波强度图上，多数下击暴流伴随着“钩状回波”和“弓状回波”两种类型的雷达回波，对于钩状回波，下击暴流的位置经常出现在钩内或钩的周围。对于弓状回波，下击暴流常出现在回波的前侧。

3.5根据飞行员报告判断风切变

空中飞行机组发现风切变后，会通知管制人员，后者接到这种风切变报告后，会通知航空预报人员，这也就是语音形式的航空器报告内容之一。接到这种低空风切变报告后航空预报员在此基础上可以结合其他资料进一步判断低空风切变的变化趋势，及时发布低空风切变预警信息。

3.6根据与低空风切变有关的天气现象做预警

当本场有雷暴、强降水、扬尘，包括其它线索如阵风、温度变暖趋势、积云等天气现象时，风切变发生可能性大。当已观测到或预期将要出现影响进近或起飞航径上或盘旋进近期间的飞行安全的风切变时，气象台向有关单位发布警报。当航空器报告风切变已不存在，或认定已经消失时，气象台发布取消警报。

4结束语

深化对于低空风切变的预警和控制是航空安全管理当中的一个重要问题。近年来，全球气候变化加剧，极端天气增多，气象情况也在变得愈发的复杂，低空风切变的发生将具有更多地不可测性。对于航空业来说，应在技术和人才的叠加下，继续加大在处置流程、预防方法上的优化，从而在提高低空风切变应对能力的同时，为飞行安全增添更多的保障。

参考文献：

[1]李海,宋迪,呼延泽, 等.LFMCW体制下基于TDPC-JDL的低空风切变风速估计方法[J].系统工程与电子技术,2020,42(7):1504-1509..

[2]裘锦华.风廓线雷达监视强对流天气低空风切变的研究[J].科技与创新,2020,(6):43-45.

[3]翁雪玲,于佳松,徐建文.大连机场典型低空风切变的成因分析[J].气象与环境科学,2020,43(1):81-89.

[4]赵倩,周后福,单乃超.合肥一次低空风切变的观测与分析[J].气象科学,2019,39(5):704-710.

[5]刘佳颖,张燕光.民航气象预报技术与方法，1580110.339.