風切變:自然現象-中文百科頻道

定義

風切變主要是由鋒面（冷暖氣團的交界面）、逆溫層、雷暴、複雜地形和地面摩擦效應等因素引起的。風切變常分為以下幾種：水平風的水平切變，即水平風向或風速在水平距離上的變化；水平風的垂直切變，即水平風向或風速在垂直距離上的變化；垂直風的切變，即垂直風（升降氣流）在水平或航迹方向上的變化。其中危害性最大的是下沖氣流，屬于垂直風切變的一種形式，表現為一股強烈的下降氣流。

風切變飛行事故都發生在300米以下的起飛和着陸飛行階段，尤其以着陸階段為甚。遇到風切變時，飛機如具有機動能量能加以克服風切變，就可以轉危為安。若飛行高度很低，機動能量餘量不足，飛機抗拒不了突然襲來的風切變，則會失速以緻墜機。由于風切變現象具有時間短、尺度小、強度大的特點，是一個不易解決的航空氣象難題。目前，對付風切變的最好辦法就是設法避開它。一般機場和飛機上都安裝有風切變探測和報警系統。

類别劃分

根據風向分

為了确保安全，國際航空、航天和氣象界都積極開展低空風切變的研究。風切變常分為以下幾種：

①水平風的水平切變（又稱水平風切變）是風向和（或）風速在水平距離上的變化；

②水平風的垂直切變（又稱垂直風切變）是風向和（或）風速在垂直距離上的變化；

③垂直風的切變是垂直風（即升降氣流）在水平或航迹方向上的變化。下沖氣流是垂直風的切變的一種形式，呈現為一股強烈的下降氣流。範圍小而強度很大的下沖氣流稱為微下沖氣流。

根據高度分

風切變可以出現在高空，也可以出現在低空。出現在600米以下的叫低空風切變。

強度标準

低空風切變的強度直接關系到飛行安全。它表示了對飛行的危害程度，目前推出使用的有下列三種。

水平風的垂直切變強度标準：

國際民航組織頒布标準：一般認為0.1米/秒以上的垂直切變會對噴氣運輸機帶來威脅。

水平風的水平切變強度标準：

該項尚無統一标準。但美國在機場低空風切變警報系統中采用了一個水平風切變強度報警标準值。該系統在機場平面有六個測風站，即中央站和五個外站。各外站和中央站間距離平均約為3公裡。系統規定每一分鐘與中央站的風向量差達7.7米/秒以上時系統即發出報警信号，以此推算，2.6米/秒/公裡可作為能對飛行構成危害的水平風的水平切變強度标準。

垂直風的切變強度标準：

垂直風的切變強度，在相同的空間距離内主要由垂直風本身的大小變化來決定。對飛行安全危害最大的是強下降氣流。根據著名氣象學家藤田和科爾斯的建議，提出了一種稱之為下沖氣流數值的标準。它以下降氣流速度和到達地面的輻散值來确定。後來對于危害最大的直徑小于4公裡的下沖氣流稱之為微下沖氣流。

危害淺析

原理

對飛機起飛和着陸安全威脅最大的是低空風切變，即發生在着陸進場或起飛爬升階段的風切變。它不僅能使飛機航迹偏離，而且可能使飛機失去穩定。如果駕駛員判斷失誤和處置不當，則常會産生嚴重後果。世界上曾因此發生多起機毀人亡的事故。風切變還嚴重影響火箭飛行的穩定性，火箭設計和發射時的環境限制條件包括風切變。風切變主要由鋒面（冷暖空氣的交界面）、逆溫層、雷、複雜地形地物和地面摩擦效應等因素引起。

低空風切變的危害性是由風切變的本身特性造成的。以微下沖氣流危害性最大，它是以垂直風切變為主要特征的綜合風切變區。由于在水平方向垂直運動的氣流存在很大的速度梯度，也就是說垂直運動的風速會出現突然的加劇，就産生了特别強的下降氣流，被稱為微下沖氣流。這個強烈的下降氣流存在一個有限的區域内，并且與地面撞擊後轉向與地面平行而變成為水平風，風向以撞擊點為圓心四面發散，所以在一個更大一些的區域内，又形成了水平風切變。如果飛機在起飛和降落階段進入這個區域，就有可能造成失事。比如，當飛機着陸時，下滑通道正好通過微下沖氣流，那麼飛機會突然的非正常下降，偏離原有的下滑軌迹，有可能高度過低造成危險。當飛機飛出微下沖氣流後，又進入了順風氣流，使飛機與氣流的相對速度突然降低，由于飛機在着陸過程中本來就在不斷減速，我們知道飛機的飛行速度必須大于最小速度才能不失速，突然的減速就很可能使飛機進入失速狀态，飛行姿态不可控，而在如此低的高度和速度下，根本不可能留給飛行員空間和時間來恢複控制，從而造成飛行事故。

嚴重的低空風切變，常發生在低空急流即狹長的強風區，對飛行安全威脅極大。這種風切變氣流常從高空急速下沖，像向下傾瀉的巨型水龍頭，當飛機進入該區域時，先遇強逆風，後遇猛烈的下沉氣流，随後又是強順風，飛機就像狂風中的樹葉被抛上抛下而失去控制，因此，極易發生嚴重的墜落事件。