亂流

亂流（Turbulence）又稱湍流或紊流。是指空氣塊的一種不規則運動。在亂流運動中，各個亂流微團的路徑，不是整齊的、平行的，而是極其複雜的、各不相同的彎曲路徑。

基本介紹

• 中文名：亂流
• 外文名：Turbulence
• 類別：輕度、中度、強度亂流
• 學科：自然地理學
• 特徵：波折起伏，左右動盪
• 本質：氣層內空氣塊的不規則運動
• 又稱：湍流

簡介

亂流又被稱湍流或紊流。它是指空氣塊的一種不規則運動。在亂流的運動中，每個亂流微團的路徑，不是整齊的、平行的，而是極其複雜的、各不相同的彎曲路徑；亂流微團的速度分布，也不是穩定的，而是變動、起伏的。在這種複雜的運動中，仍然可以看作一種簡單平均運動ū。 這樣，每個微團的運動，可以看作是在這個平均運動速度之上疊加了一個亂流的脈動量u′，則某個微團的瞬時速度u=ū+u′。亂流不同於不規則的分子運動，其運動的空間尺度也遠比分子運動尺度大。

主要特徵

亂流是指氣層內空氣塊的不規則運動。又名湍流。亂流分熱力亂流和動力亂流兩種。熱力亂流指由於局部地面受熱不均勻而形成的不規則小型氣流和小型渦旋。動力亂流可由地面粗糙度、上下層空氣的風速差等原因引起。實際大氣中的亂流常由熱力、動力兩種原因共同引起。但在地面障礙物多而高、風速大、風速隨高度變化大時， 以動力原因為主; 在風速小、地面受熱不均勻時， 以熱力原因為主。大氣中亂流運動的強弱與空氣溫度、大氣垂直穩定度、風隨高度的變化率有關。

影響因素

大氣中亂流的形成，除了因大氣熱力層結不穩定外，還與風速切變有密切關係。由前一原因引起的亂流稱熱力亂流。由於地面溫度和氣溫的差異，使得空氣密度隨高度的變化引起的亂流稱動力亂流。風速切變使空氣塊受到旋轉力矩的作用，而形成大小不等的許多渦旋。在地面粗糙度大，地面障礙物和山地高而多的區域，當風速及其鉛直切變較大時，大氣中以動力亂流為主。實際上，近地氣層中的亂流，常由熱力和動力兩種原因共同引起，其運動強弱與天氣條件、氣溫、大氣熱力層結不穩定以及風速隨高度的變化率等有密切關係。

分類

形成原因分類

從形成原因來看，亂流可分為以下幾種：

對流型亂流：又稱熱力亂流。成因主要是由於空氣流經不同溫度的地區時，容易因溫度差異而導致空氣流動出現“熱升冷降”的現象，造成飛機飛行時上下搖晃。對流型亂流較易發生在離地面較近的高度，因此當飛機即將降落機場時，應特別留心此類亂流的發生。

機械型亂流：又稱地形亂流。當空氣流過高樓大廈時，因受建築物阻隔，流向與流速都會受影響，進而變成亂流，這原理就如同水流碰到河床石頭時易形成渦漩一樣。所以各國都會規定機場周遭建築物的限制高度，以降低機械型亂流的發生率，確保航行安全。

山嶽波：當氣流或風以接近垂直的方向吹過山勢較高又較長的山脈（如西風吹過中央山脈）時，背風面易形成所謂的“山嶽波”，從而造成上下震動現象，形成亂流。

風切亂流：風切亂流是指單位距離風速、風向的改變而導致的亂流。這種亂流的形成需要一定的天氣背景和環境條件。雷暴、積雨雲、龍捲風等天氣有較強的對流，能形成強烈的垂直風切；強下擊暴流到達地面後向四周擴散的陣風，能形成強烈的水平風切；鋒面兩側氣象要素差異大，也容易產生較強的風切。

機尾亂流：除大氣變化所形成的亂流現象外，大型飛機翼尖也會因空氣流動而形成所謂的機尾亂流。因此，在高空飛行時，體型較迷你的小型飛機絕對要與大型客機保持距離，才能避免陷人機尾亂流中。

現象分類

若從現象來區分，亂流主要分為可見亂流與晴空亂流。

可見亂流指可看見雲層的亂流，如雷雨或積雨雲附近的亂流；尤其是受颱風影響而形成的螺旋雲帶區更易出現強烈亂流。一般來說，當颱風形成時，空中易出現積雨雲，雲中常帶有旺盛的上升氣流與沉降氣流，一旦飛機航經積雨雲時，就容易出現上下顛簸的不穩定現象。

晴空亂流最常發生在西風噴流空域中，由於看不見雲層，飛機雷達不易偵測，因此常導致意想不到的機身搖晃現象。

高度分類

若從高度來看，在大氣環境中，任何高度都有可能發生亂流，並非只限於對流層。但某些高度的大氣環境的確較易出現亂流，如颱風外圍螺旋雲區、山區與縱貫山脈東側（下風面）、丘陵地、大型建築物周圍等，這也是世界各國亂流事件時有所聞的原因所在。