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，愈近鋒區的地方，顛簸愈強。鋒區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域和等溫線密集區，可產生飛機顛簸。

2 幾種特殊環境下的顛簸

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、強雨區中顛簸尤為強烈，而在晴空飛行時則比較平穩。

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。湍流區往往有明顯的邊界，無過渡區。湍流區水平寬度約為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，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

山區出現山谷風環流，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，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研究產生飛機顛簸的天氣形勢和環境條件，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，如果一旦進入，或者必須要穿越急流區，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。

2）預計進入急流區時，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，它的形成和發展是有規律可循的，如何正確與預報空中顛簸區，使航空氣象部門工作的主要任務之一。當預報某區有顛簸時，盡量避開顛簸區，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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