机场低空风切变观测浅谈
桂林机场常见低空风切变特征分析
桂林机场常见低空风切变特征分析发布时间：2021-04-09T12:02:16.167Z 来源：《科学与技术》2020年35期作者：李洪海[导读] 桂林机场常见的引发低空风切变主要有三类天气系统李洪海中国民用航空桂林空中交通管理站气象台广西桂林 541106摘要：桂林机场常见的引发低空风切变主要有三类天气系统，一类是冷锋过境，一类是飑线，另一类是发展旺盛的雷暴单体，上述前两种类型的天气系统过境前西南热低压发展并波及到桂林地区一带有密切的关联。
高空西南暖湿气流的持续强盛并逐渐波及地面，导致地面西南热低压发展，西南热低压的发展导致地面南风增大，经验表明，地面南风风速增至5m/s或以上时，冷锋过境或飑线南移将导致桂林机场地面和近地层风向风速迅速改变，从而导致低空风切变的发生。
雷暴单体能否引发低空风切变，则与雷暴单体相对于跑道的方位和距离及环境风场的状况以及自身的发展强度有关，发展旺盛的雷暴单体位于跑道附近20-30公里范围内时，发生低空风切变的概率较大。
关键词：低空风切变；冷锋；飑线；雷暴单体；西南热低压；多普勒天气雷达；速度回波引言：对飞行安全构成严重威胁的低空风切变是指机场进近区域上空500米以下发生的风向风速突然性改变的现象。
低空风切变是一种小尺度天气系统，具有空间和时间尺度小、发生突然等特点，由于风向风速的突然性改变，在进近着陆或离地爬升过程中的航空器，一旦遭遇到低空风切变，会导致航空器飞行姿态的突然改变，严重的甚至会导致机毁人亡。
风切变现象在大气运动中较为常见，但作为能对飞行构成危害的标准，据资料表明，机场进近区域上空500米以下毎30米垂直厚度水平切变值应在2.6米/秒以上。
1、天气背景分析1.1冷锋型低空风切变桂林机场地处我国南岭山脉以南，冬春季节，冷空气活动频繁，但并不是每一次冷锋过境都能引发对飞行安全构成威胁的低空风切变，冷锋过境能否产生具有对飞行安全构成威胁的低空风切变，应从三个方面综合分析，一是冷锋过境前南风的风速大小，二是锋后北风风速的大小，三是锋面坡度的大小。
机场低空风切变观测浅谈
机场低空风切变观测浅谈作者：冉国禄来源：《科技资讯》 2014年第6期冉国禄(民航天津空管分局天津 300300)摘要:国际航空界公认低空风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素,被人们称为“无形杀手”。
这种现象的时间和空间尺度都非常小,而且变化非常快,所以对它的探测和预报都比较困难。
低空风切变是难以抗拒的,最好的方法是避开它。
及时、有效地判断低空风切变的存在,为飞机的安全飞行提供保障是我们的责任。
本文通过对民航机场所经历的一些风切变,结合风切变的特征和产生的天气条件探讨风切变产生时的一些观测经验。
关键词:低空风切变天气条件目视观测中图分类号:V211.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)02(c)-0250-01低空风切变的探测和预警在我国民航尚处于起步阶段,设备技术复杂,投资成本高,探测低空风切变的主要手段有:风廓线雷达、多普勒天气雷达、激光测风雷达、低空风切变告警系统等,每种设备都有自己的优点,也存在局限性,准确预警风切变需要多种设备组合、组网形成整体的探测系统。
基于上述现状,本文的着眼点放在依靠现有的常规设备,结合观测员的技术和经验,对机场范围可能存在的低空风切变做出判断,以便及时向管制、飞行、机场等部门提供服务。
1 低空风切变的定义及危害风切变是一种大气现象,表现为气流运动速度和方向的突然变化。
它可以出现在垂直方向上,也可以出现在水平方向上;可以出现在高空,也可以出现在低空。
出现在600米以下的叫低空风切变。
低空风切变在水平方向垂直运动的气流存在很大的速度梯度,也就是说垂直运动的风速会出现突然的加剧,就产生了特别强的下降气流,被称为微下冲气流。
这个强烈的下降气流存在于一个有限的区域内,并且与地面撞击后转向与地面平行而变成为水平风,风向以撞击点为圆心四面发散,所以在一个更大一些的区域内,又形成了水平风切变。
由于低空风切变具有变化时间短、范围小、强度大等特点,在这种环境中飞行,相应地就要发生突然性的空速变化,空速变化引起了升力变化,升力变化又引起飞行高度的变化。
“机场瘟神”：低空风切变
“机场瘟神”：低空风切变低空风切变何以引发事故风切变的名字叫得非常形象，好比一把利刃突然斩断风，气流运动速度和方向发生骤变。
它可以出现在高空，也可以出现在低空。
出现在600米以下的叫低空风切变。
科学家们发现，风切变会导致垂直运动的风速突然加速，产生特别强的下降气流，被称为微下冲气流。
这种猛烈的下冲气流，持续时间很短，时速则高达200千米以上。
它先是由空中垂直下冲逼近地面，然后呈辐射状向水平方向散布开来。
身躯庞大的飞机一旦遭其袭击便任其摆布而无法保持机体平衡。
据不完全统计，1970年至1985年的16年间，在国际定期和非定期航班飞行以及一些任务飞行中，至少发生了28起与低空风切变有关的事故。
通过对这28起飞行事故的分析，发现风切变飞行事故都发生在飞行高度低于300米的起飞和着陆阶段，其中以着陆为最多。
在28起事故中，着陆为22起，约占78%。
现代中、大型喷气运输机的风切变飞行事故比重较大，DC-8和波音707、波音727等喷气运输机占了大多数。
科学家还发现，风切变飞行事故与雷暴天气条件关系密切。
28起事故中有一半以上与雷暴天气条件下的强风切变有关。
但是，低空风切变不一定只在飑线、强雷暴等强对流天气中产生，在弱雷暴、锋面和积雨云中，甚至在晴天，也可能产生。
因此，风切变飞行事故的出现时间和季节没有一定的规律。
雷暴常产生严重的低空风切变1985年8月2日18时，美国Delta航空公司一架L-1011飞机在达拉斯沃思堡机场遭遇风切变坠毁，135人死亡，23人受伤。
美国国家运输安全委员会无法查明在飞机坠毁的时候机组是否使用机载天气雷达。
尽管在事故发生前后至少有3架与其非常接近的飞机扫描到了这个雷暴，但是仍然有人提供了这样的证言：在飞机处在低高度并且与雷暴单体十分接近时，机载天气雷达不能发挥作用。
这个事故可能是由一个孤立的强雷暴单体所产生的微下冲暴流引起的。
这说明天气常常在没有任何严重警告的情况下也会发生急剧变化。
乌鲁木齐国际机场典型低空风切变事件分析
乌鲁木齐国际机场典型低空风切变事件分析专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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机场低空风切变观测浅谈
作者： 冉国禄
作者机构： 民航天津空管分局，天津300300
出版物刊名： 科技资讯
页码： 250-250页
年卷期： 2014年 第6期
主题词： 低空风切变 天气条件 目视观测
摘要：国际航空界公认低空风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素,被人们称
为“无形杀手”.这种现象的时间和空间尺度都非常小,而且变化非常快,所以对它的探测和预报都比较困难.低空风切变是难以抗拒的,最好的方法是避开它.及时、有效地判断低空风切变的存在,为飞机的安全飞行提供保障是我们的责任.本文通过对民航机场所经历的一些风切变,结合风切变的特征和产生的天气条件探讨风切变产生时的一些观测经验.。
低空风切变对机场飞行安全的影响及应对
低空风切变对机场飞行安全的影响及应对摘要：安全飞行是航空飞行的重要因素，是航空飞行保证的主体，航空安全飞行关系着人们生命财产安全，同国家形象密切相关。
基于此，本文首先探讨了低空风切变的成因及分类，接着分析了低空风切变对机场飞行安全的影响，最后给出了几点低空风切变应对措施，以确保航空飞行安全。
关键词：低空风切变飞行安全影响应对措施引言航空飞行同风之间的关系较为密切，风对飞机起飞着陆、飞行高度、飞机活动路径、油料消耗等都会产生不同程度的影响。
风切变则是大气现象的一种，是空间两点距离之间风的矢量差，其主要特征是风空间变化率，可以将研究两点间风速和风向的变化情况反映出来。
在航空气象学中，低于600m空气层中风向风速瞬间发生变化的现象称之为低空风切变，是当前气象界和国际航空界公认的影响飞行活动的重大气象现象之一。
因低空风切变出现突然、维持时间短、持续小、强度大等特点，若在大中型飞机飞行过程中遇到低空风切变，由于飞行高度过低，空间不足无法进行机动，很容易引发安全事故。
为了确保飞行安全，应对低空风切变加强研究，最大限度的降低或避免低空风切变对飞机飞行的危害。
1、低空风切变的成因及分类1.1低空风切变成因产生低空风切变的原因主要包括有两种：其一是大气运动变化；其二是地理、环境因素或两者共同影响。
前者主要是强对流天气、辐射逆温型和锋面天气产生的低空急流天气。
强对流天气包括有雷暴、积雨云等天气，受到这种天气影响的空间范围均有可能产生风切变，特别是在积雨云前的阵风锋区和雷暴云中下降的气流区内的风切变现象更为严重。
雷暴云中下降气流区内的风切变被人们称之为微下冲下流，其对航空飞行中的影响最大；冷锋、暖锋等的锋面天气均会有低空风切变产生，其强度和区域范围却有很大的差异，危害程度要低于强对流天气引发的风切变；秋季和冬季晴空夜间出现辐射逆温型低空急流天气的频率较大，在强烈地面辐射降温后在低空处会有逆温层形成，巨大的动量不断堆积到逆温层上，再加上较大风速的影响会形成急流，逆温层下的风速较小，主要以静风为主，因此就产生了逆温风切变。
浅谈低空风切变及其对飞行的影响
１９８８年 ８月 ３１日８２２１８号 机 在 香 港 机 场 穿 云 着 陆 出事 后 ， 据 有 关 人 员 说 ， 其 黑 匣
子 里 有 五 边 下 滑 线 较 明显 的 下 沉 的 一 段 记 录 。 而 这 一 段 较 明显 的 下 沉 就 应 该 考 虑
有 风切 变 的 嫌 疑 ．
于拉 杆 ．造成迎 角过 大 ，减速 过多 ，也可能会引起失速 ．
如果 上 升 切 变 还 没 能 达 到 ｝句成 飞机 失 速 的程 度 的 话 ，那 么 下 沉 印变 比 上 升 切 变 要 危
险 得 多 ．
垂 直 风 的切 变与 水 平 风 的 纵 向切 变 相 比 ．从改 变 飞机 高 度 这 一 点 来 看 ，根 据 国外 某
１．低 空 风 切 变 源
低 空 风 切变 多 出 现 在 雷 雨 处 附 近 ，锋 面 前 后 、逆 温 层 上 下 低 空 急 流 的 下 方 和 其 它 ．
一
些不稳定的天气里 阵风 ，旋 风和强烈 的乱流 奉身就 是 一 种特殊 的风切变 ．
从 广 义
上讲 、地形 的起伏 ，特别 是陡峭的 山峰 、山坡 ，河谷 ，水陆变界 （含 海风环流 ） 、
即使 是 很 微 小 的顺 风 切 变 ，对 于 在 低 高度 如开 始 拉 平 以 后要 完 成 好 着 陆 动 作 使 飞 机
正 常 接 地 也 是相 当 困难 的 ，其 掉 高 度 之快 往 往使 飞行 员 束 不及 补 油 门 拉 杆 ．因 为 小 速 度
的 杆 舵 效 率 差 抽杆 过 猛 可能 导 致 失 速 或 拉 飘 —— 这 时 的拉 飘 比 其 它 情 况 下 的 拉 飘 更
门 ．才 能 逐 步恢 复 正 常 的 下 滑 线 。在切 变 后期 — — 风 的增 量 趋 向停 止 ，进 入 稳 定 的 逆 风
浅谈九黄机场观测
浅谈九黄机场观测文章以观测的角度对九黄机场影响飞行安全的几项天气要素进行分析和探讨，归纳了特征和观测着眼点，希望能给予同行一些参考和帮助。
标签：九黄机场；低能见度；低云；雷暴；观测九黄机场地处青藏高原的东部，机场建于山腰，海拔3447米，机场东面靠山，其余三面为500米左右的深沟，宽约1000米，四周又有南北走向山脉环绕，位于机场东面的山顶“红星岩”距离本场8618米，海拔5003米，东南面的“雪宝顶”是机场半径50KM范围内的最高峰，海拔5579米，距离本场25038米，西面140KM外是若尔盖草原湿地，是典型的高原机场，因此地形复杂，天气现象也复杂多变，使得九黄机场既有山地气候特征又有高原气候特征，是三大高原机场之一。
多受降水、雷暴、大雾、低云、大风、顺风超标、乱流及风切变的影响。
由于各种天气现象生消变化快，所以预报和观测难度大，机场返航率高，是全国出了名的难飞。
在复杂的天气条件下要保障飞行安全是个重要的课题。
1 低能见度由于地形原因，海拔高，周围人烟稀少，所以空气含杂质、烟粒、尘粒较少，大气透明度高，基本不受烟、尘、霾、扬沙的影响。
低能见度的原因主要有两种：一种是由山谷深沟水汽含量高，相对湿度大，早晨温度回升水汽蒸发沿山坡爬升到一定高度绝热冷却达到饱和形成碎层云或碎雨云，大多开始形成于机场跑道以下，逐渐抬升到跑道面高度当有西或西南风时，低云移动到跑道，覆盖机场重要部分，其余晴空，雾中能见度<1000米，典型的部分雾（PRFG）或覆盖半个以上机场影响主导能见度形成雾（FG），这种雾的特点是：来去快，容易反复，形成消散时间虽季节变化；另一种是辐射雾，大气层结稳定，天气状况良好，少云或晴空，水汽充沛的早晨易出现此雾，特点是：出现前相对湿度接近100%，生消时间2～5个小时，此雾抬升也可形成低云，辐射雾与低云形成的雾可同时存在。
09年九黄机场受大雾影响，全年81天大雾，其中低云形成的雾占大多数，雾的持续时间从几分钟到一时左右，一般01：00～02：00UTC消散，但消散前经常反复。
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机场低空风切变观测浅谈
摘要:国际航空界公认低空风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素,被人们称为“无形杀手”。
这种现象的时间和空间尺度都非常小,而且变化非常快,所以对它的探测和预报都比较困难。
低空风切变是难以抗拒的,最好的方法是避开它。
及时、有效地判断低空风切变的存在,为飞机的安全飞行提供保障是我们的责任。
本文通过对民航机场所经历的一些风切变,结合风切变的特征和产生的天气条件探讨风切变产生时的一些观测经验。
关键词:低空风切变天气条件目视观测
低空风切变的探测和预警在我国民航尚处于起步阶段,设备技术复杂,投资成本高,探测低空风切变的主要手段有:风廓线雷达、多普勒天气雷达、激光测风雷达、低空风切变告警系统等,每种设备都有自己的优点,也存在局限性,准确预警风切变需要多种设备组合、组网形成整体的探测系统。
基于上述现状,本文的着眼点放在依靠现有的常规设备,结合观测员的技术和经验,对机场范围可能存在的低空风切变做出判断,以便及时向管制、飞行、机场等部门提供服务。
1 低空风切变的定义及危害
风切变是一种大气现象,表现为气流运动速度和方向的突然变化。
它可以出现在垂直方向上,也可以出现在水平方向上;可以出现在高空,也可以出现在低空。
出现在600米以下的叫低空风切变。
低空
风切变在水平方向垂直运动的气流存在很大的速度梯度,也就是说垂直运动的风速会出现突然的加剧,就产生了特别强的下降气流,被称为微下冲气流。
这个强烈的下降气流存在于一个有限的区域内,并且与地面撞击后转向与地面平行而变成为水平风,风向以撞击点为圆心四面发散,所以在一个更大一些的区域内,又形成了水平风切变。
由于低空风切变具有变化时间短、范围小、强度大等特点,在这种环境中飞行,相应地就要发生突然性的空速变化,空速变化引起了升力变化,升力变化又引起飞行高度的变化。
例如当飞机飞行轨迹正好通过微下冲气流,那么飞机会突然的非正常下降,偏离原有的轨迹,有可能高度过低造成危险。
当飞机飞出微下冲气流后,又进入了顺风气流,使飞机与气流的相对速度突然降低,突然的减速就很可能使飞机进入失速状态,飞行姿态不可控,因此,低空风切变在飞机起飞、着陆阶段中对飞行安全威胁极大。
2 产生低空风切变的天气条件
2.1 雷暴
雷暴则是产生风切变化的中套天气条件之一。
在不同额区域内,雷暴的下降气流将会造成两种不同形式的风切变化。
其中一种则是发生在雷暴的单体下面,主要是由充气流所造成的风切变,而这种风切变存在强度大、寿命短、范围小的特点。
另一种是雷雨中的下冲气流到
达地面后,形成强烈的冷性气流向四外传播,这股气流可传到离风暴20公里处,由于它离开雷暴主体,并且不伴随其它可见的天气现象,所以往往不易发现,对飞行威胁较大。
2.2 锋面
锋面是产生风切变最多的气象条件。
锋两侧气象要素有很大差异,锋面过渡区的垂直结构,是产生风切变的重要条件。
一般说来,在锋两侧温差大(≥5 ℃)和(或)移动快(≥55千米/小时)的锋面附近,都会产生较强的风切变。
冷锋移经机场时,低空风切变伴随锋面一起或稍后出现。
因冷锋移速较快,故此种风切变持续时间较短。
但强冷锋及强冷锋后大风区内往往存在严重的低空风切变。
暖锋移经本场时,由于暖锋移动较慢,它在机场上空持续时间相对较长,在距锋较远的地方也可出现风切变。
2.3 辐射逆温型的低空气流
当晴夜产生强辐射逆温时,在逆温层顶附近常有低空气流,高度一般为几百米,有时可在100米以下,与逆温层的高度相联系,有时也称它为夜间急流。
它的形成是因为逆温层阻挡了在其上的大尺度气流运动与地面气层之间的混合作用和动量传递,因而在逆温层以上形成了最大风速区,即低空急流。
逆温层阻挡了风速向下的动量传递,使地面风很弱,而且风向多变,这样就在地面附近与上层气流之间形成了较大的风切变。
2.4 地形和地物
当机场周围山脉较多或地形、地物复杂时,常有由于环境条件产生的低空风切变。
一般来说山地高差大,水域面积大,建筑物高大,不仅容易产生风切变,而且其强度也较大。
当阵风风速比其平均值增减5米/秒以上时,或大风吹过跑道附近的高大建筑物时,会产生局地性风切变。
3 低空风切变的观测经验
3.1 雷暴冷性外流气流的沙暴堤
雷暴冷性外流气流前缘的强劲气流会把地面的尘土吹起相当的高度,并随气流移动。
它能显现出外流气流的范围和高度,其高度越高,强度愈大。
一旦见到这种沙暴堤出现就应高度警惕,立即采取措施,因为紧跟在沙暴堤之后的就是强烈的风切变。
3.2 雷暴云体下的雨幡
雨幡是雨从云中下降但未到达地面,在空中呈幡状下垂的现象。
雷暴云体下的雨幡是有强烈下降气流的重要征兆。
通常雨幡的下垂高度越低,个体形状越大,色泽越暗,预示着风切变和下击暴流也越强。
雨幡周围1～2公里范围内的风场都比较复杂,常有强的风切变。
所以,不能穿越雨幡,要与它保持一定的距离。
3.3 滚轴状云
在雷暴型和强冷锋型风切变中,强的冷性外流往往有明显的涡旋运动结构,并伴有低空滚轴状云。
从远处看,它犹如贴地滚滚而来的一堵云墙,其颜色多为乌黑灰暗。
这种云的出现,预示着有强烈的低空风切变。
3.4 强风吹倒的树林和庄稼
强风和下击暴流所吹倒的树林和庄稼,其倒伏方向会显现出气流的流动状况。
3.5 目测观察
当发现视野范围内出现,吹尘、环状吹尘、尘卷风或其它近地强气流运动现象都表明可能或已经存在风切变。
3.6 比较不同点的风向风速值
机场同一条跑道或不同跑道的不同观测点之间的风向风速值有很大的差异时,应考虑本场上空存在风切变的可能。
3.7 观测空中的云
观测时如果发现空中云的走向与地面风向有很大差异,证明空中可能存在风切变,如果空中两层云的移动方向有差异时,也说明空中不同层次的风向不同也应提起注意。
3.8 大风天气多发风切变
如果出现大风天气(包括出现前或结束后),风向和风速都会出现很大的变化,此时出现低空风切变的几率也比较大。
4 结语
“不积跬步,无以至千里”,低空风切变在我们的日常工作中,并不是无迹可寻的,当它出现时,我们观测到的其他气象要素,如伴随的天气现象、云、风、温压湿等都可能发生一些变化,只要多观察多总结,我们还是能够对低空风切变进行有效地观测的。
参考文献
[1] 民航地面气象观测手册[M].民航空中交通管理局.
[2] 陈廷良.现代运输机航空气象学[M].气象出版社.
[3] 谭壁光.航空气象学[M].中国民航飞行学院.。