论雷暴对飞行安全的影响及危害

论雷暴对飞行安全的影响及危害

论雷暴对飞行安全的影响及危害

2014-06-05 08:57

民航资源网

余镇威

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气象因素与其它事故因素相比，是一种更为客观的自然环境因素，它仅仅是触发事故的外部条件，并不一定会造成飞行事故。只是由于人们的认知水平和预报条件有限，才会使得飞行陷入危险的境地，而在夏季飞行中，雷暴又是我们不得不面对和讨论的重点，认识它，掌握它，最大限度的减少雷暴对飞行安全的影响及危害。

1基本概念：

雷暴即积雨云中发生的雷电交加的激烈放电现象。因其一般伴有阵雨，所以也常常与雷雨通称，它是积雨云强烈发展的标志。雷暴中有强烈的湍流，积冰，闪电，阵雨和大风，有时还有冰雹，龙卷风和下击暴流，是一种严重威胁飞机安全的天气。

2雷暴的形成机理：

2.1雷暴形成的条件

一般雷暴形成的必要条件有三个：大量不稳定的能量；充沛的水汽；足够的冲击力。

2.2一般雷暴形成的三个阶段

雷暴通常由一个或几个雷暴单体组成。雷暴单体是一个对流单元，其生命史可分为三个阶段，即：发展阶段、成熟阶段、消散阶段。

2.2.1发展阶段：又称积云阶段，即从淡积云形成浓积云的转换阶段，虽然每个积雨云都是由积云发展而成，但只有很少一部分能发展成为积雨云。

2.2.2成熟阶段：从浓积云发展形成雷雨云的阶段，云顶发展的很高，有的甚至可以到达对流层顶部，在高强风的影响下，云顶常常形砧状云。这一阶段的前期，上升气流更大，当云滴增大到上升气流不能拖住时，就会下落成为降水。降水物下落时对周围空气产生拖拽作用，形成下降气流。云中气层是不稳定的，同时从上部落下来的冰晶，雪花不断融化吸收热量以及雨滴蒸发消耗热量，所以下降气流比周围的空气温度低，这种相对冷的空气随降水一起倾泻到地面后。向四周扩散形成外流，在外流区前缘为飓锋，锋面所到之处，地面气温下降非常多，气压急升，风向突然发生变化，常常伴有阵性大风及降水出现。随着云的不断发展聚集，点位梯度不断增大，就会出现闪电和雷鸣。

2.2.3消散阶段：在成熟阶段出现的低空外流，从底部切断了上升空气和暖湿空气的来源，上升气流减弱消失，下降气流遍布云中，雷暴单体就进入消散阶段。

3雷暴的分类

雷暴按强度不同，可分为一般雷暴和强雷暴。而根据形成雷暴的冲击力分类，又可分为热雷暴、地形雷暴和天气系统雷暴。

3.1热雷暴

由热力对流产生的雷暴称热雷暴。热雷暴往往发生在大尺度天气系统较弱的情况下，或在单一的气团内部。

3.2地形雷暴

地形雷暴是暖湿不稳定空气在山脉迎风坡被强迫抬升面形成的雷暴。地形雷暴的特点是：雷暴一般沿山脉走向成行出现，云中气流剧烈。降水强度大，有时一还会降冰雹；云底高度较低，常能遮住整个山头，所以山区飞行一般不宜从云下通过雷暴区。

3.3天气系统雷暴

由于天气系统能够产生系统性上升运动，在气团不稳定，水汽多的条件下，也能使对流发展而产生雷暴。而且，范围和强度都比较大的雷暴，往往和一定的天气系统相联系。而天气系统的雷暴又分为：锋面雷暴，冷涡雷暴，空中槽与切变线雷暴，热带气旋槽雷暴。

3.3.1锋面雷暴：在各种雷暴中，锋面雷暴出现的次数最多，而按锋型不同，锋面雷暴又分为：冷锋雷暴，静止锋雷暴和暖锋雷暴。

3.3.1.1冷锋雷暴：我国冷锋活动频繁，它是形成雷暴的重要天气系统，冷锋雷暴是冷空气强烈冲击暖湿不稳定空气形成的。

3.3.1.2静止锋雷暴：它是由暖湿不稳定空气沿锋面上升或是由低沉气流辐合上升而形成的，它多出现在锋面的两侧，呈分散的状态分布。

3.3.1.3暖风雷暴：它是由暖湿不稳定空气沿暖锋上升而形成。

3.3.2空中槽与切变线雷暴

空中槽切变线出现时，在地图上有时有锋面相随有时则没有，当空气暖湿气流不稳定时，槽线和切变线附近气流的辐合上升运动，往往给产生雷暴提供了有利的条件。

3.3.3热带气旋槽雷暴

热带气旋槽雷暴是指自然带气旋中心向外伸出的低压槽中

产生的雷暴，热带气旋区内的空气高温高湿，具有大量的不稳定能量，在热带气旋槽中，热力对流旺盛，又有一定强度的辐合上升运动，所以常常产生雷暴。

4雷暴的移动和传播

雷暴从产生到消失的整个过程中主要受两个因素的作用：一是随风飘移；二是传播。一般雷暴的移动，主要受前者的影

响；强雷暴的移动，主要受后者的影响，通常，一般雷暴的移动方向大致与对流层中平均风得风向相一致。另外，江河，大湖泊以及山脉对雷暴移动的影响很大。

雷暴的传播，是指在原来雷暴得周围产生出新雷暴的现象。雷暴（尤其是强雷暴）中得低空外流与入流气流之间有相当强的辐合，可触发产生新的雷暴。新雷暴发展，老雷暴消亡，这就是一种雷暴地传播过程。

5雷暴对飞行的影响

雷暴产生的危险天气主要包括：雷电、颠簸、暴雨、积冰、冰雹，下洗气流和龙卷风。

5.1飞机颠簸

雷暴云中的上升、下降气流对飞行造成严重威胁，特别是成熟阶段的雷暴云，最强的上升气流可达到50-60米/秒，同台风不相上下，航空器在雷雨区内飞行，飞机会遇到严重颠簸，使飞行高度在几秒内升降几十米到几百米。严重时，飞行仪表失真，飞机操纵困难甚至失控，是导致飞行事故最危险的天气现象之一。

5.2雹击

通常，在成熟阶段的雷暴云中，其高度多为3000米到9000米，这时遭遇冰雹的可能性最大。飞行中遇到冰雹，由于相对速度很大，所以飞机的雷达罩、机翼、水平安定等部位易遭雹击，从而使飞机的空气动力性能变差，加大了失速速度，

容易造成飞行事故。

5.3积冰

雷暴云中含有大量的过冷水滴，容易造成飞机积冰，特别是在飞机起飞着陆阶段，往往速度较低，不易操纵，如果飞机在起飞着陆时遇到积冰往往会引发飞行事故。结冰往往对飞机的失速特性，起飞性能，爬升性能，续航性能，着陆性能，发动机性能，稳定性等有很大的影响。

5.4雷击

当飞机在雷区内飞行时，由于机翼、机身等凸出部位，电场很强，导致飞机遭受雷击。根据统计分析，各部位雷击的概率为：雷达天线为>机翼为>机身。外部设备（如：翼尖，航行灯，风挡加热器等）的防护罩或整形罩被击穿后，闪电电流进入机舱内部造成设备和电源的损坏，甚至危及机组和乘客的安全；闪电和闪电引起的瞬间点磁场对仪表，通讯，导航及着陆系统造成干扰或者中断，另外，由于喷气发动机的燃料蒸汽是易燃的，如果邮箱被击中的话有可能发生燃烧或是爆炸。

5.5下洗气流

下洗气流又被称为下击暴流。下击暴流是雷暴强烈发展的产物，其水平尺度通常为4-40千米，产生的雷暴大风可达18米/秒以上，但其生命周期很短，一般只有10-16分钟（微下击暴流只有几分钟）。由于下击暴流（包括微下击暴流）中

伴有强烈的下降气流和雷暴大风，对飞机的起降有极大的危害，如果航空器在起飞阶段遇到下击暴流，如果处置不当，就会导致飞行事故的发生。

5.6龙卷风

龙卷风是在积雨云中出现，但绝大多数不会产生这样的状况。只有那些发展的特别强烈的雷暴云才会出现。而龙卷风造成的破环力不难想象，本文就不做阐述。

6遭遇雷暴时的建议与措施

6.1飞行前的准备

6.1.1飞行前飞行人员要认真向签派气象员详细了解飞行区

域天气情况及变化趋势，特别是对有可能产生雷暴的区域要认真研究雷暴的性质，位置，范围，强度，高度，移动偶那个方向和速度，发展趋势等情况，同时考虑到绕飞方案及注意事项。

6.2雷暴的判断

白天飞行的时候，可根据云的外貌和飞机上无线电设备所受千扰的情况来判断雷暴云的远近，在距雷暴40-50公里时，耳机中会有“卡、卡……”的响声，甚至使无线电通信中断。还有一个重要的方法就是利用雷达探测，在地面用气象测雨雷达，在空中可用机载雷达。雷暴云在雷达荧光屏上显示出明亮的回波。从回波的分布可以清楚的看出雷暴云是孤立分散的，或是连绵成带状的，还是成片状的。从回波的亮度变

化可以看出雷暴云强度的变化，亮度越亮，边缘轮廓线清晰、回波看上去很紧实的，说明雷暴云的发展旺盛，有雷雨。

雷暴条件下建议处置措施：

1）航空器的起降阶段。雷暴的成熟阶段是影响飞行安全最大的阶段。航空器在起降阶段，通常情况下飞行高度较小，当突然遇到较大强烈的雷暴时，会造成严重的飞行事故，鉴于雷暴具有巨大的危害性，当机场上空或附近，尤其在航空器的起降航道上出现雷暴时，必须引起高度重视。

2）航空器在航行阶段。

飞行中，机组只要有可能就应当避开雷暴区以内飞行，而避开的方法不外乎推迟起飞时刻，改变航向，高度，空中等待，绕飞，改航，备降，返航等等。

如果航线上雷暴云孤立分散，可以采取绕飞的方法。即相对独立分散的热雷暴或地形雷暴，可以从云的上风方向绕过，目视距离云体不小于10KM。由于雷暴云可以在二、三十分钟发生很大的变化，原来判断是可以绕过去的，可是等飞机飞到那里情况可能变化了，云体增大，或是连成一片绕不过去，则需要备降或返航。

从云顶越过：如果飞机升限，油料等条件允许，可以从云上飞过。越过时，距云顶高度不应小于500米。（公司规定是云顶绕飞1500米以上）因此，飞越前需对雷暴云的范围、云顶高度、飞机升限、爬高性能等准确了解。如果飞机只能

勉强到达云顶，就不宜采取这种方法。

从云底通过：如果雷暴云的发展不太强烈，云下没有降水，能见度也不坏，下面的地势平坦，也是可以从云下飞过的。这样一般应在从地面到云底二分之一或三分之一的高度上

飞过。如果没有把握，千万不要从雷暴云下通过。

从云隙间穿过：在雷暴呈带状分布时，如果存在较大的云隙，则可以从云隙间穿过。穿过时，应从空隙最大处（两块雷暴云之间的空隙应不小于50-70千米），垂直于云带迅速通过。特别是在夏季飞行中，我们应当经常监视天气变化，当发现回波后，得注意其强度的变化。实践证明：在一定的条件下，由一块淡积云变成雷雨云只需要10-20分钟，并能使原来孤立分散的雷暴连接成片。

7结论

从上述文中我们可以看出，雷暴天气提供给了我们一个复杂困难的外部环境条件，是一种客观的事实，但并非没有办法去解决，它是具有一定的规律性的，只要我们对其有比较深刻的认识，避害趋利，保证飞行安全。