淺析下擊暴流對航空器飛行的影響

孫立

摘 要：下擊暴流又名下降暴流。下擊暴流是雷暴強烈發展的產物，其水平尺度通常為4～40千米，產生的雷暴大風可達到18米/秒以上，但其發生時間周期很短，一般只有10～16分鐘（微下擊暴流只有短短幾分鐘）。由于下擊暴流，包括微下擊暴流中伴有強烈的下降氣流和雷暴大風，對飛行的起降有極大的危害，如果航空器在起飛階段遇到下擊暴流，處置不當，就會導致飛行等級事故的發生。

關鍵詞：下擊暴流；形成及危害

1 下擊暴流的形成

一般認為，下擊暴流的形成和雷暴云頂的上沖和崩潰緊密聯系著。上升氣流在其上升和上沖的過程中，從高層大氣運動中獲得了水平動量。隨著上沖高度的增加，上升氣流的動能變為勢能（表現為重、冷的云頂）而被儲存起來，之后一旦云頂迅速崩潰，位能又重新變成下降的氣流。

重、冷云頂的崩潰取決于雷暴云下颮鋒的移動。颮鋒形成后加速朝前部的上升氣流區移動，隨著颮鋒遠離雷暴云主體，上升氣流迅速消失，重、冷云頂下沉，產生下沉氣流。下沉氣流在下降過程中吸收了巨大的水平動量迅速向前推進，當到達地面時，就可以形成下擊暴流。

下擊暴流到達地面時，一定會在地面產生強輻射散裝流場。下擊暴流的水平尺度一般能達到幾千米，風從下擊暴流中心向外不流動，與一般的反氣旋不相同。

2 下擊暴流的危害

根據外流的災害性范圍大小，下擊暴流又分為（大）下擊暴流和微下擊暴流。災害性風的范圍小于4km稱為微下擊暴流，盡管水平尺度小，但災害性風速可高達75m/s。其危害與陸龍卷相似，破壞力極大。

下擊暴流中的強下沉氣流和下擊暴流觸地后的環狀渦旋將引起兩類不同的危害。飛行器在起飛和降落的過程中，如果遇到微下擊暴流，首先會遇到很強的逆風。這時飛機的空速增加，使升力增強，飛機在過大的升力作用下，開始偏離預定的下滑航跡上升。當飛機飛近微下擊暴流中心是，逆風漸減至零，且突然遇到了強烈的下降氣流，使飛機的升力突然間小，飛機會迅速掉高度。在飛機穿越微下擊暴流中心后，下降氣流又轉至強的順風，使飛機的空速減小，升力也隨之減小，飛機繼續掉高度，并偏離預定航跡俯沖。由于此時飛機離地面的高度很低，飛機也可能因為飛行員操縱過度而失速，造成嚴重飛行等級事故。如果飛機不是正好飛經微下擊暴流中心，那還要會受到強烈側風的影響，操縱飛機就更加困難，容易造成飛行等級事故。

微下擊暴流的突發性和威力會對飛機構成重大危險，特別是位署低空正在起降的飛機。微下擊暴流大多是以順風方向吹流經航空飛行器，使航空飛行器升力大減。以下是幾起因為微暴流而在機場附近墜毀的飛行事故：

3 達美航空191號班機

達美航空191號班機是達美航空一條定期航班，從佛羅里達州的勞德代爾堡中停達拉斯后再飛往洛杉磯。1985年8月2日下午，一架洛克希德L-1011型三星式客機（編號N726DA）執行該航班，于降落達拉斯-沃斯堡國際機場時失事，造成136人死亡，29人幸運生還，當中27人受傷。

經過一段漫長的調查時間，美國國家運輸安全委員會認為意外可歸因于機師失誤，因為他們于惡劣天氣下沒有放棄降落，直至發現情況比想象中惡劣時，已經為時已晚。可是，調查員發現，當天機場附近的風暴形成速度相當快。一架比191號班機早一分鐘著陸的商務噴射機抵達機場后，191號班機機員便認為，小型商務機能降落，他們的三星客機理所當然地可以安全著陸。但事實上，風暴就在小型商務機降落后迅速成形，而且連地面雷達也未能偵測。直至機場塔臺發現后，已來不及知會191號班機機員重飛。

綜合天氣因素，微下擊暴流才是空難主因。

4 東方航空66號班機

1975年6月24日美國東方航66號航班（編號N8845E）的波音727-225準備在美國紐約肯尼迪國際機場降落時遭遇微下擊暴流，墜毀于皇后牙買加，導致113人遇難，11人受傷。

微下擊暴流經常導致一些正在降落的飛機墜毀。飛機預備著陸時，飛行員會把空速減至適當水平。當微下擊暴流擊中飛機時，突然增強的頂頭風（Headwind）會令飛機升力增加。一些未遇過微暴流的飛行員就會減速以減低升力。之后飛機會穿過微暴流中心進入順風帶，順風又會再令飛機的升力減少，最后飛機會因升力不足而墜毀。

遇上微下擊暴流，最佳的處理方法就是一察覺到飛行速度突變時馬上加速，這樣，就算是遇上順風而導致升力減少，至少可以保持飛機不會墜地。

微下擊暴流沖擊地面時，會轉而形成水平方向的強陣風，風速可達每秒75公尺以上，極具破壞力，會吹倒樹林與房舍。若不仔細觀察，會將微下擊暴流所造成的破壞誤認為龍卷風肆虐。微下擊暴流通常會造成樹木或農作物呈單向或輻散狀的傾倒，而龍卷風則多半留下螺旋狀的痕跡。

微下擊暴流的強度與降水強度有關，但也受云底高度控制。云底較高時，雨水有較多時間蒸發，微下擊暴流往往更強；甚至雨水在到達地面前就完全蒸發，地面的人感覺不到有降水，因此很容易忽略，故微下擊暴流有隱形殺手之稱。

微下擊暴流也是空中旅游者的噩夢，因為在到達地面時向四方輻散，使水平風向在短距離內急遽變化，稱為風切，容易造成飛機起降時的事故。美國過去有近30次飛機失事被監定是微下擊暴流所為，造成死亡人數近700人。1975年年7月31日，遠東航空公司134號班機在降落臺北松山機場途中，因為遭遇微下擊暴流而失控，在跑道旁撞毀，造成27人死亡。

所幸的是這些事故引起了民航業的極度重視，美國聯邦航空管理局（FAA）花費巨資研究可以偵測該種局部天氣變化的設備。最終發現多普勒雷達能夠極好的探測出它的出現，能夠做到提前預防，到目前為止，美國所有民用運輸機場都擁有多普勒雷達以探測微暴流，一保障飛航安全。現今，在我國大部分機場也都安裝有多普勒氣象雷達，為民航安全提供了強有力的保障。