顛簸對飛機的影響

摘要：顛簸對飛行有很大影響，飛機在飛行中遇到擾動氣流時，將受到不均勻的空氣動力沖擊，造成飛機左右搖晃、前后巔頓、上下拋擲，即為飛機顛簸。尤其是當顛簸強烈時，1分鐘內，飛機可上下拋擲幾十次，高度變化幾十米，造成飛行員操縱困難，會使飛機的結構遭到破壞，甚至會折斷機翼，造成機毀人亡事故。本文對中度以上的顛簸進行天氣系統分析，發(fā)現產生高空顛簸的最主要原因是空中風切變和溫度差異。風切變有垂直風切變和水平風切變兩種，溫度差異也分垂直溫度差和水平溫度差。水平風切變和水平溫度差范圍相對較大，對顛簸的產生其主要作用，但飛機在起飛和著陸時遇到的低空顛簸，則主要來自風的垂直切變

關鍵詞：顛簸指數 鋒面 飛機影響

中圖分類號： P407 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2015）05（a）-0000-00

1 產生顛簸的天氣系統

1.1 鋒面

出現在冷鋒、暖鋒及固囚鋒上的統稱鋒面顛簸，高空冷暖空氣的交界面顛簸最強，在鋒面移動的過程中，愈近鋒區(qū)的地方，顛簸愈強。鋒區(qū)的顛簸強度不僅與溫度場和風場有關，而且與氣流的輻合輻散有關，氣流輻合越強則顛簸越強。相反氣流越弱，顛簸弱一點。

1.2 高壓脊

高壓脊線兩側500千米之間內可產生中度以上顛簸，高壓脊形勢下出現的顛簸常常在脊線的急流兩側對稱分布，顛簸的厚度在急流軸上下各1000米左右。

1.3 地面氣旋

當高空有急流配合，地面氣旋以大于等于1百帕/小時的速度加深時，可預報有中度以上顛簸。當地面氣旋生成，且高空出現風速大于70米/秒的急流軸時，則在地面至對流層頂中，都會產生中度以上的顛簸。

1.4 高空切斷低壓

在高空切斷低壓形成初期，在氣流輻合及輻散處很少出現顛簸，隨著切斷低壓的發(fā)展，在閉合低壓與西風氣流之間的切變線附近，往往出現中度顛簸。

1.5 高空低渦

飛機穿越高空低渦飛行時，高空風雖小，但風向大轉，飛機上小拋擲很厲害。飛機穿越高壓脊或者橫穿等高線的區(qū)域和等溫線密集區(qū)，可產生飛機顛簸。

2 幾種特殊環(huán)境下的顛簸

2.1 云中顛簸

在積狀云中由于氣溫和空氣密度分布不均，云內會出現異常強烈的垂直和水平湍流，飛機靠近時，出現強烈顛簸。有一次本場上空訓練飛行反映高空顛簸厲害。當時天氣形勢是高空700百帕，有切變線；850百帕西南氣流，有水汽輸入，所以引起的顛簸。經常乘坐飛機的人都知道，飛機進入云層后會有顛簸產生，特別是在淡積云、強雨區(qū)中顛簸尤為強烈，而在晴空飛行時則比較平穩(wěn)。

2.2 晴空顛簸

指晴空湍流所產生的顛簸，多出現在對流層上層或平流層下層，有以急流區(qū)附近出現得最為頻繁而強烈。晴空湍流出現對有較強的風切變和較大的風速脈動，對飛機顛簸產生影響的渦旋尺度為20—200米。。晴空顛簸是通常出現在6000米以上高空與對流云無關的亂流。空中沒有云，冷溫度平流，由于它不伴有可見的天氣現象，飛行員難以預先發(fā)現，對飛行威脅很大。晴空湍流出現的高度為6000-15000米，1萬米高度附近最多。湍流區(qū)往往有明顯的邊界，無過渡區(qū)。湍流區(qū)水平寬度約為10萬米，順向的長度約20萬米，厚度大約在200-1500米之間。但在晴空萬里的藍天中，有時也會象平靜的海面下藏有暗流一樣，偶爾會出現強烈的擾動氣流，使飛機產生強烈顛簸，即 “晴空顛簸”。它一般產生在7000米以上的高空，寬約100公里、厚約1000米的范圍內。這種顛簸雖然不可能造成惡性飛行事故，但機組處理不當，也可以造成旅客重傷，甚至危及人身安全。在飛機遇到晴空顛簸時，機組應采取措施脫離顛簸區(qū)，乘客則需留意座椅上方“系好安全帶”的提示燈，燈亮時，及時系好安全帶，以防意外。

2.3 地形顛簸

山區(qū)出現山谷風環(huán)流，可產生具有強烈湍流的積雨云等對流天氣。比如有強氣流和地形波而造成的飛機顛簸，由于對流云不均勻產生的湍流而引起的飛機顛簸等。在山脈的北風坡，常常出現各種尺度的湍流渦旋，當氣流流經山脈時，在合適的層結條件下，可產生山地坡。形成山谷風，和焚風現象，而引起的顛簸。飛機飛過上述地區(qū)時，會產生顛簸。

2.4 大風顛簸

除了上述幾種天氣系統顛簸外，洛陽由于地形原因，冬季和春季，洛陽機場經常會出現大風天氣。洛陽機場歷史記載最大風 40米/秒。近10年資料冬季沒有出現過20米以上的大風。2014年春季和冬季大風天氣頻繁不斷，洛陽機場發(fā)布大風天氣警報14次，都是在平均風10米/秒。陣風15米/秒.其中最大一次，地面大風20米/秒。高空風速大于25米/秒。2015年1月18日，700百帕高空3000米高度，最大風速達到32米/秒。850百帕高度風速顯示22米/秒。地面風速最大風速達到了15米/秒。訓練飛機訓練時反映高空顛簸厲害。所以，顛簸對飛機有很大影響，所以訓練飛機飛行過程中，一定要提醒注意系好安全帶，防止意外傷害。

3 顛簸的預報

依據航空氣象學，將飛機在飛行中遇到的顛簸分成三種等級：輕度顛簸；中度顛簸、嚴重顛簸。目前大氣探測手段有限，無法直接探測到顛簸情況，只能靠機組回饋信息做顛簸的預報。這往往又滯后性。得不到的及時的應用。

從產生大氣擾動的一般原理出發(fā)，根據理論和經驗，用探測資料和數值預報產品計算特征指數。

大氣擾動氣層生成的一般原理出發(fā)研究產生飛機顛簸的天氣形勢和環(huán)境條件，如高空槽、切變線、高空急流和高空脊處容易產生顛簸，另外根據飛行實踐，了解到衛(wèi)星云圖上有很多特別的卷云型與飛機顛簸相聯系。

根據理論和經驗用探測資料和數值預報預報產品計算各種顛簸指數、等進行診斷分析和預報。

4 飛機進入顛簸區(qū)后應采取的措施

飛行員應與空中交通管制人員合作，盡量避開顛簸區(qū)，如果一旦進入，或者必須要穿越急流區(qū)，采取以下方式進行操作。

1）飛行中遇到強烈湍流，最好的脫離辦法是改變高度。因為顛簸層厚度不超過1000米，強顛簸層厚度只有幾百米，顛簸層水平尺度多數在100千米以下，所以，采取改變高度的脫離方法，更能迅速逃脫顛簸區(qū)。

2）預計進入急流區(qū)時，飛行員應當采取的動作從急流軸一側保持平飛以小于30度的角度進入。順風進入急流中飛行，不要從急流軸正下方進入，以避免或減輕飛機顛簸。

5 小結

飛機顛簸是特定天氣形勢和地理條件下的產物，它的形成和發(fā)展是有規(guī)律可循的，如何正確與預報空中顛簸區(qū)，使航空氣象部門工作的主要任務之一。當預報某區(qū)有顛簸時，盡量避開顛簸區(qū)，以避免飛行的安全與正常。

易產生顛簸的天氣系統是鋒面、高壓脊、地面氣旋和高空切斷低壓；在積狀云中，飛機顛簸的頻率和強度最大。

顛簸水平從幾千米到四五百米千米不等，顛簸層厚度一般不超過1000米。飛行實踐證明，飛行中遇上顛簸一般只需要改變飛行高度1—2千米，就可減輕或避免顛簸。

飛機在起飛或著陸時，低空顛簸的主要原因是垂直風切變。航線飛行時，高空顛簸主要是有水平風切變和水平溫差而造成。

參考文獻

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