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風(fēng)切變
風(fēng)切變
風(fēng)切變(風(fēng)切變)
風(fēng)切變是一種大氣現(xiàn)象，是風(fēng)速在水平和垂直方向的突然變化。風(fēng)切變是導(dǎo)致飛行事故的大敵，特別是低空風(fēng)切變。國際航空界公認(rèn)低空風(fēng)切變是飛機(jī)起飛和著陸階段的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，被人們稱為“無形殺手”。
目錄 簡介 分類 成因 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 收縮展開 簡介風(fēng)矢量(風(fēng)向、風(fēng)速)在空中水平和(或)垂直距離上的變化。對(duì)飛機(jī)起飛和著陸安全威脅最大的是低空風(fēng)切變，即發(fā)生在著陸進(jìn)場或起飛爬升階段的風(fēng)切變。它不僅能使飛機(jī)航跡偏離，而且可能使飛機(jī)失去穩(wěn)定。如果駕駛員判斷失誤和處置不當(dāng)，則常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。世界上曾因此發(fā)生多起機(jī)毀人亡的事故。風(fēng)切變還嚴(yán)重影響火箭飛行的穩(wěn)定性，火箭設(shè)計(jì)和發(fā)射時(shí)的環(huán)境限制條件包括風(fēng)切變。風(fēng)切變主要由鋒面（冷暖空氣的交界面）、逆溫層、雷、復(fù)雜地形地物和地面摩擦效應(yīng)等因素引起。
分類為了確保安全，國際航空、航天和氣象界都積極開展低空風(fēng)切變的研究。風(fēng)切變常分為以下幾種： ①風(fēng)的水平切變（又稱水平風(fēng)切變）是風(fēng)向和（或）風(fēng)速在水平距離上的變化； ②風(fēng)的垂直切變（又稱垂直風(fēng)切變）是風(fēng)向和（或）風(fēng)速在垂直距離上的變化； ③垂直風(fēng)的切變是垂直風(fēng)（即升降氣流）在水平或航跡方向上的變化。下沖氣流是垂直風(fēng)的切變的一種形式，呈現(xiàn)為一股強(qiáng)烈的下降氣流。范圍小而強(qiáng)度很大的下沖氣流稱為微下沖氣流。
成因產(chǎn)生風(fēng)切變的原因主要有兩大類，一類是大氣運(yùn)動(dòng)本身的變化所造成的；另一類則是地理、環(huán)境因素所造成的。有時(shí)是兩者綜合而成。 (1) 產(chǎn)生風(fēng)切變的天氣背景。能夠產(chǎn)生有一定影響的低空風(fēng)切變的天氣背景主要有三類。 a. 強(qiáng)對(duì)流天氣。通常指雷暴、積雨云等天氣。在這種天氣條件影響下的一定空間范圍內(nèi)，均可產(chǎn)生較強(qiáng)的風(fēng)切變。尤其是在雷暴云體中的強(qiáng)烈下降氣流區(qū)和積雨云的前緣陣風(fēng)鋒區(qū)更為嚴(yán)重。對(duì)于特別強(qiáng)的下降氣流稱為微下沖氣流，是對(duì)飛行危害最大的一種。它是以垂直風(fēng)為主要特征的綜合風(fēng)切變區(qū)。 b．鋒面天氣。無論是冷鋒、暖鋒或錮囚鋒均可產(chǎn)生低空風(fēng)切變。不過其強(qiáng)度和區(qū)域范圍不盡相同。這種天氣的.風(fēng)切變多以水平風(fēng)的水平和垂直切變?yōu)橹?但鋒面雷暴天氣除外)。一般來說其危害程度不如強(qiáng)對(duì)流天氣的風(fēng)切變。 c. 輻射逆溫型的低空急流天氣。秋冬季睛空的夜間，由于強(qiáng)烈的地面輻射降溫而形成低空逆溫層的存在，該逆溫層上面有動(dòng)量堆集，風(fēng)速較大形成急流，而逆溫層下面風(fēng)速較小，近地面往往是靜風(fēng)，故有逆溫風(fēng)切變產(chǎn)生。該類風(fēng)切變強(qiáng)度通常更小些，但它容易被人忽視，一旦遭遇若處置不當(dāng)也會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。 (2) 地理、環(huán)境因素引起的風(fēng)切變。這里的地理、環(huán)境因素主要是指山地地形、水陸界面、高大建筑物、成片樹林與其它自然的和人為的因素。這些因素也能引起風(fēng)切變現(xiàn)象。其風(fēng)切變狀況與當(dāng)時(shí)的盛行風(fēng)狀況(方向和大小)有關(guān)，也與山地地形的大小、復(fù)雜程度，迎風(fēng)背風(fēng)位置，水面的大小和機(jī)場離水面的距離，建筑物的大小、外形等有關(guān)。一般山地高差大，水域面積大、建筑物高大，不僅容易產(chǎn)生風(fēng)切變，而且其強(qiáng)度也較大。
強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)低空風(fēng)切變的強(qiáng)度直接關(guān)系到飛行安全。它表示了對(duì)飛行的危害程度，目前推出使用的有下列三種。
水平風(fēng)的垂直切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)
國際民航組織頒布這一標(biāo)準(zhǔn)。一般認(rèn)為0.1米/秒以上的垂直切變會(huì)對(duì)噴氣運(yùn)輸機(jī)帶來威脅。
水平風(fēng)的水平切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)
該項(xiàng)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但美國在機(jī)場低空風(fēng)切變警報(bào)系統(tǒng)中采用了一個(gè)水平風(fēng)切變強(qiáng)度報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)值。該系統(tǒng)在機(jī)場平面有六個(gè)測風(fēng)站，即中央站和五個(gè)外站。各外站和中央站間距離平均約為3公里。系統(tǒng)規(guī)定每一分鐘與中央站的風(fēng)向量差達(dá)7.7米/秒以上時(shí)系統(tǒng)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以此推算，2.6米/秒/公里可作為能對(duì)飛行構(gòu)成危害的水平風(fēng)的水平切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。
垂直風(fēng)的切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)
垂直風(fēng)的切變強(qiáng)度，在相同的空間距離內(nèi)主要由垂直風(fēng)本身的大小變化來決定。對(duì)飛行安全危害最大的是強(qiáng)下降氣流。根據(jù)著名氣象學(xué)家藤田和科爾斯的建議，提出了一種稱之為下沖氣流數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)。它以下降氣流速度和到達(dá)地面的輻散值來確定。后來對(duì)于危害最大的直徑小于4公里的下沖氣流稱之為微下沖氣流。
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