晴空湍流簡述

馬洪瑞

摘 要：晴空顛簸由于不伴隨天氣現象的發生且出現在對流層上層6000米以上的高空，嚴重威脅飛行安全。本文主要簡述了晴空湍流的形成機制，國內外的部分研究進展，這對了解和研究晴空湍流有一定的參考意義。

關鍵詞：衛星資料；晴空湍流；濕度梯度

大氣湍流是大氣中一種不規則的隨機運動。它與大氣邊界層關系密切，如溫度，密度的不連續層，風切變層等。飛機在飛行中遇到大氣湍流會產生飛機顛簸。輕度顛簸會使乘客感到不適，嚴重的飛機顛簸會導致人員受傷，飛機失控，甚至機毀人亡。

航空氣象學中把6000米以上與對流云無關的湍流叫做晴空湍流，它不包括對流性不穩定邊界層及深厚對流有關的湍流[ 1 ]。由于晴空湍流不會伴隨天氣現象的發生且尺度小，難以預測，故對飛機飛行造成巨大威脅。

研究表明，二氧化碳濃度的增加會導致晴空湍流總體強度的增加，到2050年，晴空湍流的總體強度會增強10%～40%，在巡航高度上發生的頻率也會提高40%～170%。

切變不穩定理論是目前公認的晴空湍流的形成機制。在大氣層結穩定的情況下，垂直風切變會產生重力波。隨著風速的增大，振幅也不斷增大，重力波不穩定，當振幅增大到某一臨界值時，波形破碎，平均動能向湍能轉化，氣流由層流狀轉化為湍流狀態，形成晴空湍流。

1 國外晴空湍流研究進展

自上個世紀60年代以來，國外很多學者對大氣湍流的形成機制，預報算法進行了大量的研究。

Richardson提出了判斷湍流強弱的理查森數，理查森數越小湍流越強，相應的顛簸也越強。……