风切变:自然现象-中文百科频道

定义

风切变主要是由锋面（冷暖气团的交界面）、逆温层、雷暴、复杂地形和地面摩擦效应等因素引起的。风切变常分为以下几种：水平风的水平切变，即水平风向或风速在水平距离上的变化；水平风的垂直切变，即水平风向或风速在垂直距离上的变化；垂直风的切变，即垂直风（升降气流）在水平或航迹方向上的变化。其中危害性最大的是下冲气流，属于垂直风切变的一种形式，表现为一股强烈的下降气流。

风切变飞行事故都发生在300米以下的起飞和着陆飞行阶段，尤其以着陆阶段为甚。遇到风切变时，飞机如具有机动能量能加以克服风切变，就可以转危为安。若飞行高度很低，机动能量余量不足，飞机抗拒不了突然袭来的风切变，则会失速以致坠机。由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点，是一个不易解决的航空气象难题。目前，对付风切变的最好办法就是设法避开它。一般机场和飞机上都安装有风切变探测和报警系统。

类别划分

根据风向分

为了确保安全，国际航空、航天和气象界都积极开展低空风切变的研究。风切变常分为以下几种：

①水平风的水平切变（又称水平风切变）是风向和（或）风速在水平距离上的变化；

②水平风的垂直切变（又称垂直风切变）是风向和（或）风速在垂直距离上的变化；

③垂直风的切变是垂直风（即升降气流）在水平或航迹方向上的变化。下冲气流是垂直风的切变的一种形式，呈现为一股强烈的下降气流。范围小而强度很大的下冲气流称为微下冲气流。

根据高度分

风切变可以出现在高空，也可以出现在低空。出现在600米以下的叫低空风切变。

强度标准

低空风切变的强度直接关系到飞行安全。它表示了对飞行的危害程度，目前推出使用的有下列三种。

水平风的垂直切变强度标准：

国际民航组织颁布标准：一般认为0.1米/秒以上的垂直切变会对喷气运输机带来威胁。

水平风的水平切变强度标准：

该项尚无统一标准。但美国在机场低空风切变警报系统中采用了一个水平风切变强度报警标准值。该系统在机场平面有六个测风站，即中央站和五个外站。各外站和中央站间距离平均约为3公里。系统规定每一分钟与中央站的风向量差达7.7米/秒以上时系统即发出报警信号，以此推算，2.6米/秒/公里可作为能对飞行构成危害的水平风的水平切变强度标准。

垂直风的切变强度标准：

垂直风的切变强度，在相同的空间距离内主要由垂直风本身的大小变化来决定。对飞行安全危害最大的是强下降气流。根据著名气象学家藤田和科尔斯的建议，提出了一种称之为下冲气流数值的标准。它以下降气流速度和到达地面的辐散值来确定。后来对于危害最大的直径小于4公里的下冲气流称之为微下冲气流。

危害浅析

原理

对飞机起飞和着陆安全威胁最大的是低空风切变，即发生在着陆进场或起飞爬升阶段的风切变。它不仅能使飞机航迹偏离，而且可能使飞机失去稳定。如果驾驶员判断失误和处置不当，则常会产生严重后果。世界上曾因此发生多起机毁人亡的事故。风切变还严重影响火箭飞行的稳定性，火箭设计和发射时的环境限制条件包括风切变。风切变主要由锋面（冷暖空气的交界面）、逆温层、雷、复杂地形地物和地面摩擦效应等因素引起。

低空风切变的危害性是由风切变的本身特性造成的。以微下冲气流危害性最大，它是以垂直风切变为主要特征的综合风切变区。由于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。如果飞机在起飞和降落阶段进入这个区域，就有可能造成失事。比如，当飞机着陆时，下滑通道正好通过微下冲气流，那么飞机会突然的非正常下降，偏离原有的下滑轨迹，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，由于飞机在着陆过程中本来就在不断减速，我们知道飞机的飞行速度必须大于最小速度才能不失速，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，而在如此低的高度和速度下，根本不可能留给飞行员空间和时间来恢复控制，从而造成飞行事故。

严重的低空风切变，常发生在低空急流即狭长的强风区，对飞行安全威胁极大。这种风切变气流常从高空急速下冲，像向下倾泻的巨型水龙头，当飞机进入该区域时，先遇强逆风，后遇猛烈的下沉气流，随后又是强顺风，飞机就像狂风中的树叶被抛上抛下而失去控制，因此，极易发生严重的坠落事件。