浅谈低空风切变及其对飞行的影响

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1、浅谈低空风切变及其对飞行的影响邱国良(中国通用航空太原公司)一、引言●低空风切变对飞行安全有着严重的威胁，这还只是近十几年来才开始被人们注意和着手进一步研究的一个新课题．由于它的诱因复杂，来得突然．时间短、范围小强度大。变幻莫测而难以防范．现就近几年发生的几起飞行事故举例如下：1983年4月4日从广州白云机场起飞的一架。空中国王飞机在一转弯处(距雷雨不远的地方)坠地失事．对这次事故我们民航首次较明确地指出可能是风切变造成的．1987年4月21日通用航空太原公司的一架伊躲-14第688号机在执行京并航班任务赶在雷雨前在太原机场降落．飞机在五边下滑接近近距导航台时突然下沉．在l～2

2、s内掉高度达6O~7Om．险些造成严重后果：1988年3月I8日约下午2点钟一架国王3552号机在飞越陡峭山壁跨入滇池上空时突然猛烈下沉．随后又剧颠两次．机内飞起的重物将一摄影员的一根肋骨砸断；l988年8月5日“国王”3553号机在并京航线上绕雷雨的途中突然下坠．改出后不久又进入第二次下坠，高度由540Ore掉至3O00m，以致使飞机机翼有所变形．这些都可以从推理的角度认定是风切变所造成的．1988年8月31日82218号机在香港机场穿云着陆出事后，据有关人员说，其黑匣子里有五边下滑线较明显的下沉的一段记录。而这一段较明显的下沉就应该考虑有风切变的嫌疑．根据以上介绍和分析的飞

3、行事故，充分表明了低空风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个潜在的危险因素。二、关于低空风切变概念的几种说法1．对风切变的几种说法(1)风印变是风速和(或)风m祚空间或日,tr．1卜的梯度本好1989年I1月15日收到．70(2)风四变可以说成是在相对小的空间里的风速和(或)风向的改变；(3)风切变是风在短距离内改变其速度和(或)方向的一种情捉；(4)风切变是指一个大气薄层中风速和(或)风向的任一变化，其区域的长和宽分别为25~30km和7～8km，而其垂直高度只有几百米。前者是一般的说法，也可以说只要风有几何向量(或向或量)上的变化．即是风切变．后三者则在范围上有所限制．概括地说，

4、风切变是在一个较狱小的三维空间里两点之间的风速和(或)风向的变化．2．对低空风切变的几种说法(1)低空风切变被定义为出现在地面和离地约46Qm(L5oo(t)高度之间的风切变【‘】I●(2)低空风切变一般多指距地面600m高度以下所发生的平均水平风的垂直切变和水平切变(0)；(3)低空风切变，是指600m以下风向风速突然变化的现象[I]．前者的说法虽肯定．但有些单一．且高虞换算有误．第二种虽具有多种说法的综合性，但还没包括垂直风的切变．第三种说法较通俗明确。从对保证飞行安全的安全系数来看。60Om的说法比150Oft(约460m)的说法要合适一些．三、低空风切变源及其强度和分类

5、1．低空风切变源低空风切变多出现在雷雨处附近，锋面前后、逆温层上下．低空急流的下方和其它一些不稳定的天气里阵风，旋风和强烈的乱流奉身就是一种特殊的风切变．从广义上讲、地形的起伏，特别是陡峭的山峰、山坡，河谷，水陆变界(含海风环流)、地表植被明显的分界处附近以及在不同的云系交界处．积状云甚至波状云的边缘及障碍物附近也可能会出现不同程度的风切变．I强雷暴云中近地面的微下冲气流(下击暴流)．龙卷风更是一种特别强烈的综合性风切变区。它们的范围虽小(直径几公里)但风速很大，可达到甚至超过50m／s。低耋风切变的时空尺度特征详见参考文献(4]．2．低空风切变强度的划分根据国际民航组织新建议

6、采用的水平风的垂直切变强度标准．一般划为四个等级见表l：水平风的水平切变强度——根据美国设计的风切变报警器，当水平切变值达到2·6mIS-!／km时就发出警报，可f1．为对飞行构成危害的标准。首都机场的末端显示器里显示的就是水平风的水平切变值。垂直风的切变强度～～在相同的空间距离内主要由垂直风本身的太小来决定．表1风切变强度标准等级轻度中荨强烈严重表示j岳Im-r‘／30m<22．1_-4‘l一6>6表示j岳。1／s0．￡5．风切变形式’由于风切变在空间是三维的，从气象角度来看．风切变分为水平风的切变和垂直风的切变两类．而水平风的

7、切变又分为垂直切变和水平切变两种。为方便分析风切变对飞·行的影响．按切变风分量对飞机的作用方向，可将其分为三种形式，即纵向风切变垂直风协变和横向风切变(这里不含转弯飞行、由于飞机转弯造成的切变称为转弯切变)。纵向风协变包括顺风切变和逆风切变(水平风的水平切变和垂直切变)；·垂直风切变包括上升切变和下沉切变(垂直风的切变)；横向风切变包括左侧切变和右侧切变(水平风的水平切变和垂直切变)．四低空风切变对飞行的影响飞机在稳定的气层或向某一固定方向匀速移动的气层(风速风向不变化的风)中飞行时．其状态