雷暴天氣識別及對航空飛行的影響

摘要：雷暴是伴隨有不同種類天氣現(xiàn)象的中小尺度天氣過程中，其在出現(xiàn)的過程中往往伴隨有雷電、大風(fēng)、暴雨、冰雹、龍卷風(fēng)等強(qiáng)對流天氣現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著航空飛行安全?；诖耍疚姆治隽死妆┨鞖庾R別及對航空飛行的影響，最后提出了幾點(diǎn)雷暴天氣下航空飛行措施。

關(guān)鍵詞：雷暴天氣；識別；航空飛行；影響

[HJ0.75mm]山東省位于中國東部沿海、黃河下游，境內(nèi)中部山地突起，西南、西北低洼平坦，東部緩丘起伏，形成以山地丘陵為骨架、平原盆地交錯(cuò)環(huán)列其間的地形大勢。山東的氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)氣候類型，降水集中，雨熱同季，春秋短暫，冬夏較長。由于山東省特殊地形地貌和氣候特點(diǎn)，使得境內(nèi)強(qiáng)對流天氣頻繁出現(xiàn)，對山東省危害嚴(yán)重。一旦飛機(jī)誤入到雷暴區(qū)域內(nèi)，很容易受到雷擊、暴雨、強(qiáng)風(fēng)、積冰等一系列惡劣天氣影響，危害著旅客生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，研究分析雷暴天氣識別及對航空飛行影響具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 雷暴云（積雨云）衛(wèi)星云圖上的識別

使用衛(wèi)星云圖可以對積狀云空間分布狀況和強(qiáng)度精細(xì)測定，對中小尺度天氣系統(tǒng)移動和發(fā)展演變情況實(shí)時(shí)監(jiān)測，為增強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度水平提供參考依據(jù)。隨著衛(wèi)星探測系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)和衛(wèi)星資料分析技術(shù)增強(qiáng)，在確保航空飛行安全同時(shí)，增強(qiáng)民航經(jīng)濟(jì)效益。因不同感光儀器安裝在衛(wèi)星上，為地面工作站接收不同種類云圖提供了便利條件。現(xiàn)階段我國常見云圖包括可見光云圖、紅外云圖和水汽云圖三種類型。

1.1 可見光云圖

通過云滴和水晶等對陽光粗粒散射而產(chǎn)生的散射光，氣象衛(wèi)星從高處拍攝出的圖片就是可見光云圖。云圖上顏色表示太陽光反射的強(qiáng)度，白色說明太陽光反射強(qiáng)，而灰黑色則說明太陽光反射較弱。因海洋反射能力要比陸地弱，因此陸地顏色在可見光云圖上是灰色，海洋則是黑色。耕地、草地、森林、湖泊、河流等在可見光云圖上主要以深灰色為主。陸地上的中高云是灰白色，積雪、冰球水面和中等厚度中低云、霧等都是白色。中尺度積雨云團(tuán)主要以灘白色為主，色調(diào)越白，則說明云層厚度越厚。

1.2 紅外云圖

借助于衛(wèi)星掃描儀可感應(yīng)來自云頂和地面10.5～12.5μm波段紅外輻射總量，可以反映出云面和地面冷暖程度，顯示在圖像上就是紅外云圖。云頂、路面和水面色調(diào)顏色有一定的差異。暖表面用黑色，冷表面則用白色。由此不難看出，紅外云圖就是地表面和云頂溫度高低分布圖。結(jié)合紅外云圖上不同色調(diào)，可大致判斷云頂高度，色調(diào)越白，溫度越低，云頂高度越高，反之亦然。

1.3 水汽圖像

水汽圖像就是在衛(wèi)星“水汽”紅外通道中，67μm和7.3μm波長的譜段利用圖像的形式顯示。

積雨云強(qiáng)度變化可結(jié)合可見光云圖和紅外云圖。主要是用當(dāng)時(shí)云圖和過去時(shí)次云圖對比，若積雨云范圍不斷擴(kuò)大、色調(diào)增白，或有卷積云產(chǎn)生，說明積雨云不斷發(fā)生發(fā)展。若同一塊積雨云在可見光云圖上呈白色調(diào)，紅外云圖上為暗色調(diào)，則云頂?shù)?、厚度小，積雨云強(qiáng)度較弱；若在兩種云圖上同一塊積雨云顏色很白，可能是積雨云云頂溫度相對低，有較大厚度，發(fā)展速度快。若積雨云在可見光云圖上呈暗色調(diào)，紅外云圖上則是白色調(diào)，則積雨云主體強(qiáng)度減弱，可能存在曲卷云。

2 雷暴天氣對航空飛行影響

2.1 大風(fēng)大雨影響

雷雨天氣對飛機(jī)起飛和著陸影響較大，由于積雨云中有下層氣流，同地面距離越近就會轉(zhuǎn)變成較大強(qiáng)度陣風(fēng)，還會使暖空氣內(nèi)風(fēng)向發(fā)生變化，增加飛機(jī)起飛和著陸中危險(xiǎn)性系數(shù)。大雨也會影響航空飛行，若發(fā)動機(jī)速度始終維持不變，在飛機(jī)渦輪壓縮機(jī)內(nèi)部會有雨水進(jìn)入，隨后同燃燒室內(nèi)熱量汽化反應(yīng)，會降低燃燒室內(nèi)溫度，隨著溫度降低壓縮空氣所需時(shí)間會降低，會使航空飛行速度急劇增加。若降水強(qiáng)度數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，就會引發(fā)發(fā)動機(jī)滅火，易發(fā)生在飛機(jī)著陸階段。

2.2 雷擊影響

積雨云中有正、負(fù)電荷，一旦正電荷與負(fù)電荷達(dá)到規(guī)定數(shù)值時(shí)，就會有放電現(xiàn)象出現(xiàn)在積云內(nèi)部、外部和云底，一旦航空飛行器被雷電擊中，會使飛行器表面遭到不同程度破壞。雷擊過程中會產(chǎn)生巨大電流導(dǎo)致飛機(jī)燃油箱著火，嚴(yán)重的引發(fā)飛行事故。另外，雷擊出現(xiàn)時(shí)還會使飛機(jī)通信系統(tǒng)紊亂，飛機(jī)某些部位磁化，增大航空飛行安全隱患，嚴(yán)重威脅飛機(jī)內(nèi)旅客生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.3 積冰影響

積雨云中主要成分是過冷水滴，若飛機(jī)在大量積雨云中飛行，會有積冰分別出現(xiàn)在飛機(jī)翼面、尾翼面、翼下和翼尖副油箱、螺旋槳等不同位置處。飛機(jī)表面出現(xiàn)積冰，會使飛機(jī)飛行阻力增加，影響飛機(jī)上升力和螺旋槳運(yùn)行效率，打破飛機(jī)平衡關(guān)系，引發(fā)航空安全事故，積冰還會使通訊系統(tǒng)中斷、飛機(jī)儀表失靈等。若強(qiáng)降水天氣持續(xù)時(shí)間較長，會降低積雨云內(nèi)過冷水滴數(shù)量，隨著降雨天氣時(shí)間延長，積冰對航空飛行危害強(qiáng)度也逐漸下降。

3 雷暴天氣下航空飛行對策

3.1 加強(qiáng)雷暴天氣預(yù)警

雷暴天氣嚴(yán)重威脅航空飛行安全，氣象人員應(yīng)認(rèn)真分析氣象要素?cái)?shù)據(jù)，提前發(fā)布雷暴天氣預(yù)警信息，并第一時(shí)間傳遞到航空部門。嚴(yán)重雷暴重，應(yīng)取消本時(shí)段所有航班或延長航空飛行時(shí)間；若雷暴影響范圍較小，飛行員應(yīng)做好雷暴天氣應(yīng)對。氣象人員應(yīng)不斷增強(qiáng)自身責(zé)任意識，全面分析氣象要素?cái)?shù)據(jù)資料，增強(qiáng)雷暴天氣預(yù)警預(yù)報(bào)水平，加強(qiáng)氣象同航空部門溝通交流，確保氣象信息可及時(shí)傳遞到各部門。

3.2 航空飛行不同階段應(yīng)對

飛行前應(yīng)做好準(zhǔn)備，針對雷暴天氣來臨前可能產(chǎn)生的影響提前做好預(yù)防；若雷暴天氣出現(xiàn)在航空起飛階段，飛行員應(yīng)打開氣象雷達(dá)，認(rèn)真觀察天氣情況，提前避開雷暴區(qū)域；若雷暴天氣出現(xiàn)在飛行階段，此時(shí)很容易遭受雷擊，飛行員需沉著冷靜，做好應(yīng)對，保證乘客生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.3 加強(qiáng)管理

航空部門應(yīng)加強(qiáng)管理，首先應(yīng)對氣象人員加強(qiáng)管理和培訓(xùn)，增強(qiáng)自身業(yè)務(wù)水平，及時(shí)對雷暴天氣觀測和預(yù)報(bào)；其次做好氣象員和飛行員心理素質(zhì)培訓(xùn)，認(rèn)真分析雷暴發(fā)生發(fā)展過程；優(yōu)化氣象站相關(guān)制度和管理流程，適當(dāng)增加雷暴天氣下應(yīng)急演練；最后，雷暴天氣出現(xiàn)時(shí)，各個(gè)部門加強(qiáng)聯(lián)動，及時(shí)跟蹤雷暴發(fā)生、發(fā)展和消亡過程，第一時(shí)間向航空管理部門發(fā)布機(jī)場警報(bào)和解除警報(bào)信息，確保航空飛行安全。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：趙爾陽（1990），男，漢族，山東淄博沂源縣人，本科，助理工程師，從事民航氣象觀測工作。