描述
風切變是指風速
矢量或其分量沿垂直方向或某一水平方向的變化。風切變是向量值,它反映了所研究的兩點之間風速和風向的變化。在
航空氣象學中,低空風切變通常是指近地面600米高度以下的
風切變。
低空風切變的形成需要一定的天氣背景和環境條件。
雷暴、
積雨雲、
龍捲等天氣有較強的對流,能形成強烈的垂直風切變;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變;鋒面兩側氣象要素差異大,容易產生較強的風切變。
分類
(一)風切變的分類
1、風的垂直切變:指在垂直方向上兩點之間風速和(或)風向的改變。
2、風的水平切變:只在水平方向上兩點之間風速和(或)風向的改變。
3、垂直氣流的切變:指上升或下降氣流(垂直風)在水平方向上兩點之間的改變。
(二)低空風切變的分類
根據飛機的運動相對於風矢量之間的各種不同情況,把風切變分為:
1、順風切變:順著飛機飛行方向順風增大或逆風減小,以及飛機從逆風區進入無風或順風區。順風切變使飛機空速減小,升力下降,飛機下沉,是比較危險的一種低空風切變。
2、逆風切變:順著飛機飛行方向逆風增大或順風減小,以及飛機從順風區進入無風或逆風區。逆風切變使飛機空速增加,升力增加,飛機上升,其飛行危害比順風切變輕些。
3、側風切變:飛機從一種側風或無側風狀態進入另一種明顯不同的側風狀態。側風切變可使飛機發生側滑、滾轉或偏航。
4、垂直風的切變:飛機從無明顯的升降氣流區進入強烈的升降氣流區域的情形。
3 強度
1、 風的垂直切變
國際民用航空組織(
ICAO)建議採用的強度標準如表1。空氣層垂直厚度取30米,風資料取2分鐘左右的平均值,風速的垂直切變值在0.1
s以上時就會對噴氣式運輸機帶來威脅。
表1 風的垂直切變強度標準
等級 | 數值標準 | 對飛行的影響 |
(m/s)/30m | |
輕 | 0~2.0 | 0~0.07 | 飛機航跡和空速稍有變化 |
中度 | 2.1~4.0 | 0.08~0.13 | 對飛機的操縱有較大困難 |
強烈 | 4.1~6.0 | 0.14~0.20 | 對飛機的操縱有很大困難 |
嚴重 | >6.0 | >0.20 | 對飛機失去操縱,造成嚴重危害 |
2、風的水平切變
水平風切變值為
時,可作為能對飛機造成傷害的強度標準。
3、垂直氣流切變
垂直風的切變強度,在相同的空間距離內主要由垂直風本身的大小來決定,對飛行安全危害最大的是強下降氣流,是以下降氣流速度和到達地區的
輻散值來確定的。
根據藤田和拜爾斯(1978)的建議,提出一種稱之為下沖氣流的數值標準,它從下降氣流速度和到達地區的輻散值來確定。
表2 下沉氣流和下沖氣流的數值標準
| 下降氣流 | 下沖氣流 |
91米高度以上的下降速度 | <3.6m/s | ≥3.6m/s |
800米直徑內的輻散值 | <144km/h | ≥144km/h |
對飛機起飛和著陸的影響
低空風切變對飛機的起飛和著陸有很大的影響,嚴重時甚至可能引發事故,這種影響的程度取決於風切變的強度和飛機的高度。低空風切變對飛機起飛和著陸造成的主要影響有:改變飛機
航跡;影響飛機穩定性和操作性;影響某些儀表的準確性。
1、順風切變對著陸的影響
飛機著陸過程中進入順風切變區時(例如從強逆風突然轉為弱逆風,或從逆風突然轉為無風或順風),順風切變使飛機空速減小,升力下降,飛機下沉。此時的修正動作是加油門帶桿使飛機增速,減小下降率,回到下滑線上後再穩桿收油門重新建立下滑姿態。但如果順風切變的高度很低,飛行員來不及及時修正,將會造成大的偏差。
2、逆風切變對著陸的影響
飛機著陸下滑進入逆風切變區時(例如從強的順風,突然轉為弱順風,或從順風突然轉為無風或逆風),逆風切變使飛機的空速突然增大,升力也增大,飛機抬升。飛行員的修正動作是收油門松桿,使飛機減速,增加下降率,回到下滑線上後再加油門帶桿使飛機重新建立下滑姿態。
3、側風切變對著陸的影響
側風切變會使著陸過程中的飛機產生側滑、滾轉或偏轉而對不準跑道,造成橫側偏差。
4、垂直風切變對著陸的影響
當飛機在著陸過程中遇到升降氣流時,飛機的升力會發生變化,從而使下降率發生變化。垂直風對飛機著陸危害巨大,飛機在雷暴雲下進近著陸時常遇到嚴重的下降氣流,對於這種情況,飛行員能做的就是復飛。