如何处置和预报低空风切变的几点思考

如何处置和预报低空风切变的几点思考

陈乾

宁夏回族自治区固原市原州区固原六盘山机场

摘要：本文叙述了低空风切变发生的天气情况及其他基础知识，并就低空风切变在起降过程中的作用及判别进行了较深入的讨论，同时对低空风切变处理方法作了简要的介绍。近年来，我国经济增长势头强劲，民航业也得到了相应的快速发展，运输量和航班量不断刷新历史记录。伴随而来的起飞，降落过程中出现的安全问题也日益增多，低空风切变就是其中一个重要的诱因，它具有持续时间短，强度高，尺度大等特点、出现突然等等主要特征，就现状来看，要想准确地检测与预测还是有一定难度。为此，本文就低空风切变相关知识进行了简要分析，并探讨了有效避免低空风切变发生的方法，从而将其对航空器飞行造成的影响控制在最低程度。

关键词：低空风切变；处置；思考

1低空风切变的定义

风切变就是指风在空间上两点间的矢量差，其实就是同样高度或是不同高度短距离上风向与（或）风速。风切变能够出现在了任意高度，但对航空器飞行造成最为重要影响便是近地面层风切变，小于600m高度时平均风矢量和空间两点间的差别，其实就是人们常说的低空风切变。

2低空风切变在航空器起降过程中的作用

低空风切变在航空器起降过程中的作用主要表现在以下几个方面：使航空器航迹发生变化；影响了部分仪表精度；影响飞机稳定操纵性。这一切将使航空器难以操纵，并严重地影响到安全。在此，我们着重分析了各种低空风切变对于航空器着陆的影响。

2.1顺风切变在航空器降落过程中的作用

飞机在降落环节中进到顺风切变地区时（例如由逆风忽然变为无风或顺风，或者由强逆风忽然变为弱逆风），指示空速将快速降低，推力也随之显著降低，使航天器没法保持应有下降曲线掉高。这时候的校准动作为加油门、带杆让航天器增长速度、降低下降率、回到下降曲线后稳杆、收油门重设下降姿态。但如果顺风切变高度较小，航空员并没有来得及改正，会产生比较大误差。

2.2侧风切变在航空器降落过程中的作用

航空器降落时遇到侧风切变时会发生侧滑和带坡度等现象导致航空器偏离航向道并引起横侧向偏差。

2.3垂直风切变在航空器降落过程中的作用

航空器降落时遇到升降的气流，升力发生变化，使下降率也随之变化。垂直风切变给航空器降落造成了极大的伤害，当雷暴云下进接近降落时遭遇严重下降气流，飞行员能够做到的只有复飞。

3低空风切变预测

低空风切变很难抵挡，要想不被其破坏，最好的办法还是躲避。对低空风切变是否存在，强度及种类进行及时，有效的判断，是飞行人员需要认识并熟练掌握的一项技术。从目前来看，它的判断方法主要有如下3种：

雷暴冷性流失流前缘强气流可将路面灰尘吹动极高，随气旋快速运动而出现沙暴堤。它则可表现出了外流气流范畴之广、高度极高、外流气流之强。如果发现这种沙暴堤，要给予警觉，立即实行应对策略，因紧跟沙暴堤而成的是强风切变作用。

3.1.2雷暴云中，雨幡飘飘

雷暴云里的雨幡对强降低气流具备重要指示作用。雨幡造型越多、下垂高度越大、颜色越重，风切变、下击暴流就会越强烈。在雨幡周边一到三公里范围之内，风场都较为复杂，常存有很强的风切变。所以，进近着陆时应避开雨幡，记住不要横穿。

3.1.3滚轴状云层

强冷锋型及雷电型风切变环境下，强寒性流失常有着显著涡流运动结构且随着低空滚轮状云层。该云层的出现预兆存有强低空风切变。

3.2座舱仪表判别法

3.2.1空速表上

航天器在遇到风切变过程中，空速表指示通常会剧烈改变。因此当检测出空速表指示异常时，要立即严防风切变对人体健康造成影响。波音公司要求空速表指示如忽然变化15~20海里/h时，应使起降中断或者不进近降落。

3.2.2高度表及调节速度表

在高度表与标准值存在一定误差、调节速度表下降率明显增高时，航天器很有可能碰到风切变或是下击暴流等灾难，发电机组应当引起充分重视。据波音公司提出，若下降率短时间变化达500英寸/分，则视作碰到强风切变而自动恢复航行。

4低空风切变处理方法

4.1 急流低空风切变可预报性梳理

急流多为超低空急流，发挥在道路上为系统性粉尘天气，即秋冬南风大，西北风大。粉尘天气多诱发风速较大的阵风，局部地貌问题容易导致风速切变。由于机场系统性大风通常持续数小时，在此期间，航班试飞没有遭受风切变。通过阅读样本数据，我们可以推断，这种风切变更多地发生在升空控制滑行、接地装置或离地时。2021年5月12日，南航6481间距23端接地点11:57.2 km，13:41海航7327间距23端接地点1.5 km，14:30，夏航8093在23端接地附近遭受风切变。11-15:00，机场23端风速10 m/s以上，但有时有15个 m/s上述阵风，风频为240-300°之间，逆风和侧风切变，风频相对稳定。

根据机场此时的风廓数据，可以理解高低空气一致的西南风，风速保持20 m/s，同时，也可以根据其反演计算的风切变产品，判断跑道上空500 m以下风切变频率较高，即500 m以下亮带。

急流风切变地面多为灰尘天气，可准备预警信息，但无法准确预报每次风切变的时间，在日常工作中可根据自动观察设备阵风使用频率和风频变化，同时由于跑道附近存在这种风切变，可整合轮廓雷达准备预警信息。

4.2 冷锋型低空风切变可降雨梳理

机场跑道环流调整主要是南风到东南风，即起降飞机由逆风转为逆侧风，风的水平切变较小，因此在锋面过境天气过程中，也较少接收到空中报告，但应注意强锋面过境的预报，即暖风两侧温差≥5℃,暖锋移速≥15 m/s对起降飞机的困扰有限。对于大规模大气环流，准备预警信息技能也可达2小时以上。冷锋型风切变可参照上游风频功率变化，或根据多普勒气象卫星速率图判断上游高低风速风向变化，估计机场风场易位的时间和强度。

4.3 对流云型低空风切变可降雨梳理

2021年5月14日，机场受大面层云隐嵌积云困扰。虽然没有雷雨等强降雨天气，但成都航空公司1898年21:05在05号跑道五侧，高度为365.76 m，此时查阅多普勒汽车雷达推测，系统风为西南风，但雷达中心到05号五边是东南风，飞机在05号五边(雷达中心西南15号) km）如图4所示，风频的易位，同时在300 m以下是东南风，300 m以上是西南风，跨越这个高度的飞机也可以遭受风频易位。多普勒雷达可以检测到这种天气，因此在天气质量跟踪中，应准备更多的特征来确定身体扫描速率图，并保持准备预警信息。

4.4 阵风锋型低空风切变可降雨梳理

机场很少发送阵风锋型低空风切变，但在实际工作中，阵风锋引起的飞机不稳定接近，因此也侧重于梳理。2019年7月18日，机场遭遇大面积雷雨云，多架飞机在雷雨抵达机场前进入不稳定，其中14:24，BJN1623距23号跑道，因为进不稳定进近，真高450 m终止进近。14:30，CES5821与23号跑道一样，由于进入不稳定进近，真高120 m终止进近。14:50 BJN由于进近不稳定，1623再次终止进近。14:56 CSN6258由于风速和风向不稳定，距05号跑道9 km，真高800 m终止进近。从这个时候的柱状图可以看出，五边有阵风。由于机场的风频是西南，阵风从北向南移动，风频是东北，风速比较大，所以飞机在五边附近可以遭受风速和风向的切换。

结束语

总而言之，因为低空风切变时间短，尺度小，给检测，气象预报，空中交通管制及航行等相关工作带来相应困难，变成航空气象中一个难题。因此，增强了飞行员风切变训练及航行操作程序的设置，机场设置权限风切变检测及警报系统，最大程度地降低了低空风切变给航空飞行带来的损失。

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