低空風(fēng)切變對蘭州中川機(jī)場進(jìn)場航空器的影響

石艷麗

摘要：影響著陸過程安全的因素有很多，低空風(fēng)切變就是其中之一。本文的主要任務(wù)是從低空風(fēng)切變對蘭州中川機(jī)場進(jìn)場航空器影響來著手，分析蘭州中川機(jī)場低空風(fēng)切變出現(xiàn)的時(shí)間分布特征，以及低空風(fēng)切變影響的飛行階段分布;然后從低空風(fēng)切變的分類（順風(fēng)切變、逆風(fēng)切變、側(cè)風(fēng)切變、垂直風(fēng)切變），來分析不同環(huán)境下低空風(fēng)切變對進(jìn)場著陸航空器的影響，并在航空器進(jìn)場著陸遭遇低空風(fēng)切變時(shí)給出相應(yīng)的的應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：低空風(fēng)切變;時(shí)間分布;中川機(jī)場;低空影響;進(jìn)近著陸

中圖分類號(hào)： V321.225???? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 引言

近幾年來，民航事業(yè)的發(fā)展日新月異，航班量也隨之快速上升，飛機(jī)遭遇低空風(fēng)切變的事件也隨之增多，對飛行安全有著不可小覷的影響。上世紀(jì)70年代以來，經(jīng)過對一些飛行事故進(jìn)行分析研究，飛機(jī)失事的氣象原因主包括暴雨、冰雹、大霧等，大部分原因還是歸結(jié)于低空風(fēng)切變。對于低空風(fēng)切變引起的飛行事故，國內(nèi)外在氣象領(lǐng)域和航空領(lǐng)域上對低空風(fēng)切變造成的飛行事故投入了大量的精力去研究，在低空風(fēng)切變的誘發(fā)因素、探測手段等都有一定的收獲。

2 低空風(fēng)切變的概述

2.1 低空風(fēng)切變

低空風(fēng)切變發(fā)生的高度層一般規(guī)定在度500米以下，風(fēng)的水平或垂直切變現(xiàn)象。低空風(fēng)切變對飛行構(gòu)成的影響明顯，常常伴隨飛機(jī)落地前飛行的姿態(tài)空速發(fā)生突然變化，甚至改變其高度。風(fēng)切變分成垂直方向、水平方向、垂直風(fēng)的風(fēng)切變。

2.2 產(chǎn)生低空風(fēng)切變的因素

低空風(fēng)切變的形成是由天氣和環(huán)境因素共同決定的。通常來說，以下4種情況行非常容易產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的低空風(fēng)切變。

2.2.1雷暴

雷暴與低空風(fēng)切變的發(fā)生密切相關(guān)。氣象專家認(rèn)為，雷暴所引起的下降氣流發(fā)生在不同的地方就可以產(chǎn)生兩種不同的低空風(fēng)切變：

（1）第一種風(fēng)切變發(fā)生位置在雷暴云體下方，誘發(fā)因素是災(zāi)害性風(fēng)下?lián)舯┝?。這類雷暴持續(xù)時(shí)間較短、強(qiáng)度大、影響范圍小。

（2）另一種風(fēng)切變的發(fā)生是雷雨中的下沉氣流達(dá)到地面后，形成一股冷空氣向周圍擴(kuò)散，它可以傳播距離雷暴云20km處，不會(huì)輕易被發(fā)現(xiàn)，脫離雷暴云體后不會(huì)再發(fā)生其他天氣現(xiàn)象，預(yù)報(bào)員很難預(yù)報(bào)此類天氣，所以這類雷暴往往對飛行造成極大的影響。

2.2.2鋒面

分布在鋒面兩側(cè)的天氣要素差異較大，穿過鋒面時(shí)，溫度、濕度、風(fēng)速和風(fēng)向?qū)?huì)發(fā)生顯著變化，風(fēng)矢量的變化將會(huì)產(chǎn)生低空風(fēng)切變。

2.2.3 輻射逆溫層的低空急流

低空急流有一定的季節(jié)規(guī)律性可循，秋季冬季發(fā)生較為頻繁。低空急流一般在晚間七八點(diǎn)開始形成，早上八點(diǎn)的時(shí)候隨著逆溫層的解體而不復(fù)存在。低空急流對夜晚的飛行有很大的影響。

2.2.4 地貌和地物

當(dāng)所處機(jī)場四周山脈較多或地貌、地物復(fù)雜時(shí)，經(jīng)常會(huì)有因?yàn)榈乩憝h(huán)境的因素而導(dǎo)致低空風(fēng)切變。在強(qiáng)風(fēng)通過山脈時(shí)，在下方留下的一系列旋渦形成山地波時(shí)，山脈的背風(fēng)一側(cè)會(huì)有冷空氣停留在地面上，若機(jī)場處于在這種復(fù)雜的地形中時(shí)，起落航空器穿過這些冷空氣時(shí)，將會(huì)遭遇強(qiáng)烈的低空風(fēng)切變。

3 低空風(fēng)切變對飛行活動(dòng)的危害

低空風(fēng)切變主要對高度較低的航空器產(chǎn)生影響，由于航空器所處的高度越低，速度就越小，受到突如其來的風(fēng)影響就越大。

下沖氣流切變是垂直風(fēng)切變中威脅較大的一種風(fēng)切變現(xiàn)象，飛行過程中若是遇到飛機(jī)經(jīng)過雷暴云下方，進(jìn)入強(qiáng)烈的下沖氣流后，會(huì)出現(xiàn)飛機(jī)高度突然下沉，對于正在起飛和降落的飛機(jī)，會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)高度消失觸地，很容易造成安全事故。順風(fēng)切變對飛行安全的影響也較大，飛行過程出現(xiàn)強(qiáng)逆風(fēng)轉(zhuǎn)弱逆風(fēng)、逆風(fēng)消失轉(zhuǎn)順風(fēng)的情況，會(huì)導(dǎo)致高度較低的飛機(jī)掉高度，甚至接地或墜毀，十分危險(xiǎn)。

4 蘭州中川機(jī)場強(qiáng)低空風(fēng)切變數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

4.1 蘭州中川機(jī)場概述

蘭州中川機(jī)場是西北地區(qū)最大的航空樞紐之一，飛行區(qū)等級(jí)4E，位于蘭州市永登縣秦王川沖洪積盆地下游，海拔1947米，屬于高原機(jī)場。中川機(jī)場四周山脈居多，北部處于烏鞘嶺起伏山地背風(fēng)坡，西部為祁連山脈，跑道分成18號(hào)和36號(hào)跑道，跑道全長4000m，寬60m。

4.2 2008年-2012年中川機(jī)場風(fēng)切變數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

低空風(fēng)切變嚴(yán)重威脅著蘭州中川機(jī)場進(jìn)場著陸飛機(jī)的安全，下文給出了2008年-2012年蘭州中川機(jī)場低空風(fēng)切變發(fā)生的日逐年統(tǒng)計(jì)、逐月統(tǒng)計(jì)、高度統(tǒng)計(jì)。

4.2.1 2008-2012年中川機(jī)場風(fēng)切變逐年統(tǒng)計(jì)

由圖1分析，53次低空風(fēng)切變（風(fēng)速發(fā)生速度>6m/s）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以看出低空風(fēng)切變次數(shù)呈上升趨勢，且在2011、2012年分別達(dá)到11、14次，共占到總次數(shù)的47.2%。

4.2.2 中川機(jī)場風(fēng)切變平均逐月統(tǒng)計(jì)

由圖2分析看出，4-7月是低空風(fēng)切變發(fā)生次數(shù)最多的月份，分別有9、5、7、7次。取有風(fēng)切變發(fā)生日期記錄共計(jì)38次進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在4-7月份發(fā)生低空風(fēng)切變的次數(shù)占到一年里的73.7%。

4.2.3 中川機(jī)場風(fēng)切變發(fā)生高度統(tǒng)計(jì)

由圖3，2008年-2012年中川機(jī)場風(fēng)切變發(fā)生高度散點(diǎn)圖來看，一共記錄26次，其中發(fā)生在100-500米的低空風(fēng)切變次數(shù)有22次，發(fā)生在100-300米的低空風(fēng)切變次數(shù)有14次，分別占到總次數(shù)的84.6%、53.8%，可見發(fā)生高度在500米以下的風(fēng)切變是居多的。

5 中川機(jī)場低空風(fēng)切變數(shù)據(jù)分析案例

5.1 CES2412拉升經(jīng)過

2017年4月13日，CES2412，機(jī)號(hào)B1612，機(jī)型A320，應(yīng)答機(jī)編碼A5614，執(zhí)行北京至蘭州航班任務(wù)，預(yù)計(jì)到場時(shí)間14：05（北京時(shí)，下同），使用18號(hào)跑道ILS/DME進(jìn)近。當(dāng)時(shí)天氣狀況：能見度10公里，地面風(fēng)190度，3-5m/s，QNH1015。14：05機(jī)組報(bào)告遭遇風(fēng)切變拉升，拉升時(shí)距離跑道入口3海里，高度真高1000英尺，與進(jìn)近協(xié)調(diào)后指揮其右轉(zhuǎn)航向270上修正海壓高度2700米，聯(lián)系進(jìn)近。后該機(jī)于14：15使用18號(hào)跑道ILS/DME進(jìn)近正常落地。

（1）風(fēng)切變發(fā)生時(shí)30min瞬時(shí)風(fēng)變化情況

使用18號(hào)降落

2017年4月13日蘭州中川機(jī)場14：05時(shí)風(fēng)切變過程：多云間晴，午后淡積云13-18時(shí)，積雨云（CB）15-16時(shí)，16：40特選報(bào)24006MPS，后轉(zhuǎn)西北風(fēng)。（從13：45分至14：14分，每一分鐘記錄一次，下同）

由圖4可以看出，低空風(fēng)切變發(fā)生時(shí)，36號(hào)跑道風(fēng)速急劇增大，達(dá)到8.5m/s，對進(jìn)場飛機(jī)造成嚴(yán)重影響。

（2）風(fēng)切變發(fā)生時(shí)40min瞬時(shí)風(fēng)速變化情況

由圖5可知，低空風(fēng)切變發(fā)生時(shí)，36號(hào)跑道風(fēng)速突然增加，風(fēng)速已經(jīng)達(dá)到了嚴(yán)重風(fēng)切變的級(jí)別，并且與另兩個(gè)風(fēng)速差較大。

5.2 小結(jié)

飛機(jī)遇到低空風(fēng)切變時(shí)，相比18號(hào)跑道，36號(hào)跑道的風(fēng)速增長更為明顯，風(fēng)向也是有很大的變化，這是由于蘭州中川機(jī)場南北兩側(cè)山脈居多，而且春季偏北風(fēng)多一些，飛機(jī)往往在36號(hào)跑道遭遇強(qiáng)烈的低空風(fēng)切變。由于低空風(fēng)切變常常出現(xiàn)在午后至傍晚時(shí)刻，所以為了避開低空風(fēng)切變對飛行的影響，可以采用早上使用36號(hào)跑道起降，午后使用18號(hào)跑道起降。

數(shù)據(jù)表明，一般在中午12點(diǎn)延續(xù)到傍晚7-8點(diǎn)是中川機(jī)場容易發(fā)生低空風(fēng)切變的時(shí)段。主要是由于午后氣溫的上升使機(jī)場附近熱能量增加，即對流的加強(qiáng)使機(jī)場周圍風(fēng)速的增大，這時(shí)就極易導(dǎo)致低空風(fēng)切變的發(fā)生。

一年12個(gè)月中3-6月是發(fā)生低空風(fēng)切變次數(shù)最多的月份，這也與中川機(jī)場春季多沙塵暴，且溫度變化起伏較大有關(guān)。由于天氣系統(tǒng)的不穩(wěn)定造成了對流的增加，冷鋒過境更容易產(chǎn)生低空風(fēng)切變。

低空風(fēng)切變對進(jìn)近階段的飛機(jī)容易造成影響，主要是低空風(fēng)切變發(fā)生的高度與進(jìn)近航空器的高度接近，且進(jìn)近航空器速度逐漸減小，受到環(huán)境風(fēng)的影響就會(huì)增大，容易產(chǎn)生安全事故。

6 總結(jié)

本人淺析了低空風(fēng)切變對蘭州中川機(jī)場進(jìn)場航空器的影響，主要是討論了低空風(fēng)切變的概況、對飛行的危害;通過五年數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出蘭州中川機(jī)場低空風(fēng)切變有明顯的時(shí)間分布特點(diǎn)：中川機(jī)場一年四季都有可能出現(xiàn)低空風(fēng)切變，但主要分布在3-6月;年變化上中川機(jī)場低空風(fēng)切變次數(shù)在逐年增長。航空器在起飛和著陸的過程都可能遭受低空風(fēng)切變，著陸階段更為明顯。蘭州中川機(jī)場氣象探測設(shè)備測出風(fēng)切變主要是集中在36號(hào)跑道，所以對于36號(hào)跑道風(fēng)切變的發(fā)生管制員和氣象人員更應(yīng)該加強(qiáng)關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1]沈宏彬、趙潤華、張瀟、李躍春.西南地區(qū)低空風(fēng)切變時(shí)間分析[J].高原山地氣象研究2013（03）：39-44

[2]蔣玉輝. 風(fēng)切變對飛機(jī)飛行試驗(yàn)影響的研究[J]. 中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社， 2013.

[3]王學(xué)永. 風(fēng)切變飛行事故與氣象特征[J]. 電光與控制， 1991（S1）： 3-11.

[4]王厚蘇.基于GIS民航中小型機(jī)場應(yīng)急救援研究[D].中國優(yōu)秀碩士論文全文數(shù)據(jù)庫，2015（08）

[5]孫偉中. 國內(nèi)首家低空風(fēng)切變研究實(shí)驗(yàn)基地運(yùn)行一周年[OL]. 民航資源網(wǎng)， 2016（08）.

[6]王世杰. 青海省西寧機(jī)場風(fēng)切變的初步分析[J]. 北京農(nóng)業(yè)， 2013（27）： 142-143.