哪些氣象因素影響航空安全

趙曉妮

7月23日17時43分，臺灣復興航空一架GE222班機從高雄小港機場飛往澎湖馬公機場途中，突然迫降重摔，造成48人死亡，10人受傷。據臺灣《中國時報》報道，事故發生可能與今年第10號臺風“麥德姆”（強臺風級）和被稱為飛行界“隱形殺手”的低空風切變有關。

飛機有起降的最低標準，也就是必須滿足一定的天氣標準，包括風、能見度及云底高等。在眾多天氣現象中，對飛行安全造成威脅的主要有低空風切變、雷暴、臺風、雨、云、沙塵暴、浮塵、煙、霧和霾等。

機場瘟神：低空風切變

風切變俗稱風剪，是指風速、風向的空間（水平和垂直）驟然變化。其對于在氣流中獲取支撐力的航空器危害巨大，尤其是500米以下的低空風切變。

風切變可分為兩大類成因，包括氣流本身的不規則運動和地理、環境對氣團的影響。氣流本身的不規則運動總是伴隨著天氣系統的發展，能夠引起低空風切變的典型天氣系統有強對流天氣、鋒面天氣、逆溫層、寒潮大風天氣等。地理環境因素產生的風切變有明顯的催生環境，如海陸風造成的氣流切變、山體截斷下層氣流、高大的建筑、成片的高大樹林等。以首都國際機場西跑道為例，每當首都國際機場出現西北風，西跑道外側成片的高大樹木就會使得西跑道低空風切變頻頻出現。

正如路面之于汽車，航空器在大氣中獲取支撐力，氣流的穩定性即為飛行器“路面的平坦程度”。風切變造成氣流的不連續，常常導致飛機操控性下降、嚴重失速、方向不穩、甚至無法進近或造成飛機失事，嚴重威脅著飛行安全。

由于低空風切變具有變化時間短、范圍小、強度大等特點，在這種環境中飛行，相應地就要發生突然性的空速變化，空速變化引起了升力變化，升力變化又引起飛行高度的變化。如果遇到空速突然減少，而飛行員又未能立即采取措施，飛機就要掉高度，易發生飛行事故。而且由于目前低空風切變探測難、預報難、航管難等一系列困難，低空風切變在飛機起飛、著陸階段中對飛行安全威脅極大。

夏日風暴侵襲

夏季，對航空安全影響大的氣象因素主要就是雷暴，以及與雷暴相伴而生的閃電、大風、冰雹和暴雨等天氣現象。

雷暴區歷來被視為飛行活動的“禁區”，如果必經之道上有雷雨云封道，那么飛機是不能起飛的。雷暴即積雨云中發生的雷電交加的激烈放電現象。因其一般伴有陣雨，所以也常常與雷雨通稱，它是積雨云強烈發展的標志。雷暴中有強烈的湍流、積冰、閃電、陣雨和大風，有時還有冰雹、龍卷風和下擊暴流。

雷雨常有以下幾類：氣團性雷雨分為對流性雷雨和地形雷雨；鋒面雷雨分為冷鋒、鋒前、暖鋒、靜止鋒、高空鋒雷雨。閃電（升、降，包括空氣流）能夠產生冰顛簸，給飛行造成很大的困難，嚴重時可造成飛機失去控制、損壞、功率減小等嚴重后果。

雷暴云中的上升、下降氣流對飛行造成嚴重威脅，特別是成熟階段的雷暴云，最強的上升氣流可達到50～60米/秒，同臺風不相上下，航空器在雷雨區內飛行，飛機會遇到嚴重顛簸，使飛行高度在幾秒內升降幾十米到幾百米。嚴重時，飛行儀表失真，飛機操縱困難甚至失控，是導致飛行事故最危險的天氣現象之一。

通常，在成熟階段的雷暴云中，其高度多為3 000～9 000米，這時遭遇冰雹的可能性最大。飛行中遇到冰雹，由于相對速度很大，所以飛機的雷達罩、機翼、水平安定等部位易遭雹擊，從而使飛機的空氣動力性能變差，加大了失速速度，容易造成飛行事故。

除了雷暴天氣，臺風也會影響航空安全。臺風不僅會使飛機產生嚴重的顛簸，其引起的大雨和惡劣的能見度以及猛烈的風暴和近地面的陣風等危險天氣對飛機的起飛、著陸和飛行都是非常危險的。

秋冬迷霧茫茫

低能見度天氣對飛機起降有著很大的影響。在秋冬季節，沙塵暴、浮塵、煙、霧和霾、雨雪等都會使能見度降低，影響飛行。地面能見度低，容易產生偏航和迷航，影響起飛和著陸。當機場能見度低于350米，飛機就無法起飛；低于500米時，飛機就無法降落；如果能見度低于50米，飛機連滑行都無法進行，飛行員處置不當的話極易造成飛行事故。

大霧對民航的影響集中體現在飛機起降階段。按能見度劃分，霧可以分為5個等級：能見度1 000米至1萬米為輕霧；能見度500米至1 000米為霧；能見度200米至500米為大霧；能見度50米至200米為濃霧；能見度小于50米為特強濃霧。

航班在飛行途中，本就經常會進入云團，對能見度的要求不高，但如果機場受到大霧影響，能見度下降，就會導致航班難以安全滑行，處置不當極易造成飛行事故。因此，飛機起飛的能見度要求至少在600米以上，降落的能見度至少要在400米以上。

大霧的出現在時間上有規律可循，在空間上則比較復雜。除了沿海地區多海霧，四川盆地、京津地區、新疆地區因地形原因容易產生大霧之外，國內每個機場幾乎都有可能受到大霧侵襲。

從成因上看，影響航班運營的，既有因近地面降溫而導致的輻射霧，亦有由暖濕氣流帶來的平流霧。其中，后者對航空運營的影響更大。輻射霧一般出現在近地面溫度較低的后半夜，隨著白天氣溫升高而消散，而平流霧在一天之中任何時候都可能出現，條件具備可終日不消。平流霧來去無蹤，生成迅速，不易預測，當風向有利時，可在幾分鐘內布滿機場，對航空飛行安全威脅極大；平流霧范圍大，水平范圍可以從幾百米到幾千米，厚度也大，從地面向上可達幾百米到上千米。

雨雪天氣會導致飛機表面結冰。飛機從地面飛到8 000米甚至過萬米高空時，時間不超過半小時，有的甚至是十幾分鐘。雨雪天氣時，空氣中含有大量的冷凝水。飛機從機場起飛時，這些冷凝水會附著在飛機表面。當飛機爬升到高空時，由于高空大氣溫度遠遠低于0℃，所以附著在飛機表面的水就變成了冰，這些冰會吸附大氣中的水分再凍結，冰層就會越來越厚。飛機之所以能飛，就是機翼形狀要保持它原先的設計形狀，結冰以后機翼會有一定形變，而且這種變化是無固定規律可循的，所以結冰后飛機的操控就會失效，飛機可能失去升力。雖然現代飛機自身搭載除防冰系統，但系統只是維持偶然進入結冰氣象條件而工作，而并非適用在極端天氣的長時間飛行下使用。