航空交通气象条件分析与评价

航空交通气象条件分析与评价

廖慧娟邓小良黄少忠

广东省翁源县气象局512600

摘要：影响飞机的着路与飞行，均受到气象条件的约束，为保证交通安全运行，必须注意气象条件，避免极端恶劣的气象条件出现危害人民的生命财产安全．

关键词：航空；气象；大气能见度；雷暴

影响飞机的着路与飞行的安全正点运行，都与气象条件有关，并且交通事故等发生的大多也是受控于气象条件的约束，为保证交通安全运行，必须注意气象条件，避免极端恶劣的气象条件出现危害人民的生命财产安全，本文通过多气象与航空交通的影响进行分析、解剖，进行正确的评价。

（一）气象条件对航空的影响

1、大气能见度

1.1云、雾、降水、烟、霾(见大气光象)、风沙和浮尘等现象,都可使能见度降低,当机场的水平和倾斜的能见度降低到临界值以下而造成视程障碍时，飞机的起飞和着陆就会发生困难。当水平能见度小于1500米时，在具有仪表着陆设施的机场，要观测跑道视距离。它是指在飞机起飞或着陆方向，飞行员能够看清跑道或高强度跑道灯光的距离。在具有仪表着陆系统的机场上，飞机虽然可以在低能见度下着陆，但目前世界上较大的机场，当跑道视距小于400米，判断高度（一般用云高表示）低于30米时，飞机就难以着陆。

1.2观测斜视能见度，尚缺少有效的仪器，只能根据水平能见度来推断（见大气能见度）。

2、大气湍流

2.1大气湍流可以使飞机在飞行时产生瞬间的或长时间的颠簸,当湍流尺度和飞机的尺度相当时,颠簸最剧烈。飞机对湍流的响应同飞行速度、飞行姿态和翼载荷等有关。强烈的湍流可使飞机失去控制，甚至因过载造成机身结构的变形或断裂。对飞行影响较大的是晴空湍流、低空风切变和地形波。

2.2晴空湍流是一种小尺度的大气湍流现象，多出现在5000米以上的高空。经常发生在急流区最大风速中心附近风速切变最大的地方，其铅直厚度只有几百米到千余米,约50％的晴空湍流的水平尺度小于30000米，约80％小于90000米。晴空湍流能造成持续性的飞机颠簸,由于它不伴有可见的天气现象，飞行员难以事先发现。对飞行的影响较大。晴空湍流的物理机制,还不十分明了,还没有实用的预报方法。曾有人研究用红外线或激光探测航线前方的晴空湍流的机载仪器，但尚处于试验阶段。

2.3低空风切变是发生在高度几百米以下的风切变。由于它影响飞机的空速，改变了升力，而使飞行高度突然发生变化，往往使已降低高度和正在减速着陆的大型飞机发生严重的飞行事故。雷暴、低空急流和锋面活动是形成低层风切变的主要天气条件。来自雷暴或对流性单体的强烈下冲气流，伴有强烈的风切变，这种现象的时间和空间尺度都非常小，对它的探测和预报都比较困难。

2.4地形波是气流经过山区时受地形影响而形成的波状的铅直运动。气流较强时铅直运动也比较强烈。J.弗尔希特戈特根据气流和风的铅直分布，将地形波分成层流、定常涡动流、波状流和滚转状流等四种类型。地形波中的铅直气流可使飞机的飞行高度突然下降，严重的可造成撞山事故;地形波中强烈的湍流,可造成飞机颠簸；在地形波中铅直加速度较大的地方，可使飞机的气压高度表的指示产生误差。在日常预报业务中还不能对地形波做出定量的预报。

3、积冰

飞机飞经含有过冷水滴的云、冻雨和湿雪区时，飞机表面的突出部位，有结冰的现象。积冰将改变飞机的气动外形，增加飞行阻力，耗费燃油，并将使皮托特静压系统仪表和通信设备失灵。飞机结冰与云中的含水量和温度有关，对于螺旋桨飞机来说，最容易发生结冰的气温是-10C左右,在-30C～-40C左右有时也容易发生结冰。对于喷气飞机来说，高速飞行的动力增温，使机身表面温度高于大气温度，因此发生结冰的气温与飞行速度有关。积冰曾经是威胁飞行安全的主要问题之一。50年代以后，飞机的巡航高度一般都已高于容易发生结冰的高度，而且机上都有防冰装置和除冰装置，但在起飞、爬高、空中盘旋和下滑时，仍然可能遇到比较严重的积冰。

4、雷暴

一种发展旺盛的强对流性天气。云中气流的强烈铅直运动,可使飞机失去控制；云中的过冷水滴,可造成严重的飞机结冰；冰雹可打坏飞机；闪电对无线电罗盘和通信设备，造成干扰和破坏；雷击能损伤飞机的蒙皮。因此雷暴区历来被视为“空中禁区”，禁止飞机穿越。自从天气雷达出现以后，人们能够及时而准确地发现雷暴，并对其进行监视和避让。一般运输飞机上都装有天气雷达，减小了雷暴对飞行的影响。但是在起飞和着陆时，机场上空的雷暴，对飞行仍有较大威胁。现代飞机使用了大量的电子设备，特别是控制飞行状态的电子计算机，雷电对这些设备能造成严重的破坏，直接影响飞机正常航行。

5、高空风和气温

高空风和气温的时间、空间分布变化较大，实际大气温度和飞机设计所依据的标准大气温度也有很大差异。在高速飞行的情况下，气温的变化引起空气压缩性的改变，影响飞机的空气动力特性。在制做长途航线飞行计划时，为了缩短飞行时间和节约燃油，必须根据高空风和实际大气温度的观测资料和预报选择最佳航线、最佳的飞行高度和飞行速度。

此外，地面风向风速特别是大风和风的阵性变化,对飞机的起飞着陆有着严重的影响。这也是航空气象学研究的课题。航天飞行器在发射时要了解场区的风、气温和雷暴的分布，返回大气层时要根据大气的温度、密度选定再入的角度和高度，航天飞机在着陆时也需要精确的航空气象情报。

（二）航空气象条件的评价

飞机性能的进一步提高，自动飞行技术的逐步实用化，出现了“全天候”飞行问题。飞行活动和气象条件之间正在从气象条件决定能否飞行，变为在复杂气象条件下如何飞行。全天候飞行系统仍然需要按照实际大气条件来调整系统的工作状态，在起飞和着陆时对气象数据的要求更高了。在未来的航空活动中，除了低能见度、斜视能见度、大气湍流、雷暴、高空气象条件的探测和预报仍需逐步解决之外，形成强烈扰动和危害飞行的中、小尺度天气系统的预报方法，高速处理、传输并显示大量气象情报的高功能自动化航空气象服务系统，人工影响或改变妨碍飞行的天气过程的理论和方法，都是航空气象需要进一步探索和解决的问题。

参考文献：

[1]胡毅等．《应用气象学》．北京：气象出版社，2005.1

[2]《航空气象学基本内容》http://baike.baidu.com/view/101044.htm.2007年3月29日访问