摘要：低空風(fēng)切變來無影、去無蹤，嚴(yán)重威脅航空飛行安全，特別是在起飛、著陸階段，航空器機動能力有限，風(fēng)切變可謂是航空器的無形殺手，所以航空界一直致力于風(fēng)切變的防范與應(yīng)對的研究。文章闡述了風(fēng)切變對飛行的影響以及對低空風(fēng)切變的防范和應(yīng)對，希望對飛行安全的保障有所幫助。

關(guān)鍵詞：低空風(fēng)切變；航空飛行；飛行安全；順風(fēng)切變；逆風(fēng)切變；著陸事故 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TN958 文章編號：1009-2374（2015）33-0009-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.006

1 概述

據(jù)有關(guān)機構(gòu)統(tǒng)計表明，風(fēng)切變是進(jìn)近著陸事故的主要原因，是造成重大傷亡事故的第九大原因，由風(fēng)切變造成的不安全事件和事故不勝枚舉。比如，2000年6月22日，武漢航空運七飛機在王家墩機場進(jìn)場中受垂直風(fēng)切變影響墜毀；2014年6月16日19時02分，某航空公司A320-200型航空器在廈門高崎機場著陸過程中遭遇低空風(fēng)切變，造成在復(fù)飛過程中機尾擦地。

由此可見，低空風(fēng)切變對飛行中的航空器所產(chǎn)生的威脅是相當(dāng)可怕的，我們必須認(rèn)識它、研究它、防范它，才能保障航空器飛行的安全。

2 低空風(fēng)切變的定義及其分類

2.1 定義

低空風(fēng)切變，是指在600米高度以下的平均風(fēng)向量在空間兩點之間（“兩點之間”通常取30米）的差值，通俗地講，就是600米高度以下空間兩點之間的風(fēng)向風(fēng)速發(fā)生突然變化的現(xiàn)象。航空領(lǐng)域中風(fēng)切變的定義是風(fēng)向和/或風(fēng)速迅速變化導(dǎo)致空速變化大于15海里/小時，或垂直速度變化大于500英尺/分鐘。

2.2 分類

根據(jù)不同的風(fēng)場空間結(jié)構(gòu)，風(fēng)切變可分為三種類型：（1）水平風(fēng)的垂直切變，在垂直方向上，一定距離內(nèi)兩點之間風(fēng)向量的改變；（2）水平風(fēng)的水平切變，在水平方向上兩點之間風(fēng)向量的改變；（3）垂直風(fēng)的切變，指升降氣流在水平方向上兩點之間的改變。根據(jù)風(fēng)切變的表現(xiàn)形式，可以歸納為四種，包括：（1）順風(fēng)切變；（2）逆風(fēng)切變；（3）側(cè)風(fēng)切變；（4）垂直風(fēng)切變。

3 低空風(fēng)切變對飛行的影響

下面我們分析不同的風(fēng)切變形式對航空器進(jìn)近著陸的影響。

3.1 順風(fēng)切變

順風(fēng)切變指的是航空器從小的順風(fēng)進(jìn)入大的順風(fēng)區(qū)域，或者從逆風(fēng)進(jìn)入無風(fēng)或順風(fēng)區(qū)域，以及從大的逆風(fēng)進(jìn)入小的逆風(fēng)區(qū)域等情況。航空器遇到順風(fēng)切變時，空速會突然減小，升力下降，航空器向下掉高度。有三種情況：

3.1.1 如果風(fēng)切變層相對于跑道的高度較高，航空器通過切變線后空速減小，升力降低，機頭下俯，航空器快速下降到標(biāo)準(zhǔn)下滑線以下。飛行員必須及時加大油門，增加地速，拉起機頭使航空器上升到下滑線之上擺脫風(fēng)切變的影響，并調(diào)整空速、重新切入下滑道或以適當(dāng)?shù)南陆德释瓿芍憚幼鳌?/p>

3.1.2 如果風(fēng)切變層相對于跑道的高度較低，飛行員只能完成增速、拉升的動作，而來不及做增大下滑角、減小空速的修正動作，致使航空器以較大的地速接地，導(dǎo)致接地過晚，滑跑距離增大，如果跑道剩余距離不足，極易沖出跑道。

3.1.3 如果風(fēng)切變層相對于跑道的高度更低，飛行員來不及采取改出動作，航空器未到跑道就觸地，造成航空事故。

3.2 逆風(fēng)切變

逆風(fēng)切變指的是航空器從小的逆風(fēng)進(jìn)入大的逆風(fēng)區(qū)域，或從順風(fēng)進(jìn)入無風(fēng)或逆風(fēng)區(qū)域，以及從大的順風(fēng)進(jìn)入小的順風(fēng)區(qū)域等情況，它使航空器空速增加，升力增大，航空器上升，危害相對輕些。在航空器遇到逆風(fēng)切變時，航空器被抬升，導(dǎo)致航空器高于正常的下滑線，飛行員面臨的問題是怎樣消耗掉航空器過高的高度和過大的空速，因風(fēng)切變所在的高度不同也有三種情況：

3.2.1 如果風(fēng)切變層相對于跑道的高度較高，飛行員有足夠的時間把航空器改出，并完成著陸。

3.2.2 如果風(fēng)切變層相對于跑道的高度較低，飛行員減小推力進(jìn)行修正，使航空器下降到下滑線之下重新切入正常的下滑線，由于此時離地很近，再做修正動作已來不及，航空器未到跑道頭就觸地了。

3.2.3 如果風(fēng)切變層相對于跑道的高度更低，飛行員往往來不及采取修正動作，航空器已接近跑道，由于遭遇逆風(fēng)切變，航空器高度較高，接地過晚，航空器有可能沖出跑道。

3.3 側(cè)風(fēng)切變

側(cè)風(fēng)切變指的是航空器從一種側(cè)風(fēng)或無側(cè)風(fēng)狀態(tài)進(jìn)入另一種明顯不同的側(cè)風(fēng)狀態(tài)。航空器在進(jìn)近著陸時遇到側(cè)風(fēng)切變，會產(chǎn)生側(cè)滑、帶坡度，使航空器偏離預(yù)定下滑方向，飛行員要及時修正，如果側(cè)風(fēng)切變層的高度較低，飛行員來不及修正，航空器會帶坡度和偏流接地，很可能導(dǎo)致機翼觸地或航空器偏出跑道。

3.4 垂直風(fēng)切變

垂直風(fēng)切變指的是航空器從無明顯的升降氣流進(jìn)入強烈的升降氣流區(qū)域的情形。垂直風(fēng)對航空器進(jìn)近著陸的影響主要是對航空器的高度、空速、俯仰姿態(tài)和桿力的影響。特別是強烈的下降氣流，往往有明顯的突發(fā)性，強度很大，會使航空器突然下沉，對航空器的危害特別嚴(yán)重，如果航空器所處的高度較低，很容易直接把航空器拍到地面導(dǎo)致墜機。由此可見，不論風(fēng)切變造成的是航空器升力減小還是升力增大，風(fēng)切變發(fā)生的高度越低，對飛行的影響越大。這是因為航空器在起飛和著陸時速度比較小，所受阻力大，可以用以加速的剩余推力也到了最低限，機動能力大打折扣，改出余度極其有限，而且從遭遇風(fēng)切變到從風(fēng)切變中改出，大約只有20秒的時間，所以處于起飛、著陸階段的航空器遇到風(fēng)切變是最危險的。

4 風(fēng)切變出現(xiàn)的氣象條件

低空風(fēng)切變出現(xiàn)的條件包括雷暴、鋒面、輻射逆溫層的低空急流、地形和地物。

4.1 雷暴

雷暴的下降氣流可造成兩種不同的風(fēng)切變：一種是由下沖氣流造成的風(fēng)切變，特點是范圍小、壽命短、強度大；另一種是下沖氣流到達(dá)地面后向四周傳播，最遠(yuǎn)可達(dá)20公里，往往不易發(fā)現(xiàn)，對飛行威脅較大。

4.2 鋒面

鋒面兩側(cè)溫差大于等于5攝氏度，移動速度大于等于55千米/小時的鋒面附近，一般都會產(chǎn)生較強的風(fēng)切變。

4.3 輻射逆溫層的低空急流

當(dāng)晴夜產(chǎn)生強輻射逆溫時，在逆溫層頂附近常有低空氣流，高度從100米至幾百米不等。逆溫層阻擋了風(fēng)速動量向下傳遞，造成地面風(fēng)向不定且微弱，這樣上層氣流與地面附近之間形成了較大的風(fēng)切變。低空急流形成于日落后，日出前最強，日出后逐漸消失，秋冬季節(jié)發(fā)生得比較頻繁。

4.4 地形和地物

當(dāng)出現(xiàn)大風(fēng)且有5米/秒的風(fēng)速變化量時，機場周圍較多的山脈或復(fù)雜的地形、地物也能導(dǎo)致低空風(fēng)切變的產(chǎn)生。例如，白云機場北面山體形成一個倒“V”字形，在大風(fēng)、雷雨過境條件下，容易產(chǎn)生低空風(fēng)切變。

5 低空風(fēng)切變的預(yù)防和應(yīng)對措施

低空風(fēng)切變的預(yù)防和應(yīng)對，首先要做的就是對低空風(fēng)切變的判別和規(guī)避，其次是在遭遇低空風(fēng)切變時如何應(yīng)對。

5.1 低空風(fēng)切變的判別與預(yù)測

主要包括目視判別法、座艙儀表判別法、機載專用設(shè)備和地面探測判別。

5.1.1 目視判別法。此方法主要觀察雷暴云體下的雨幡、滾軸狀云、雷暴冷性外流氣流的沙暴堤、強烈搖晃的地物和地面地形等。通過目視判斷，可以直觀地判斷風(fēng)切變，為機組提供心理準(zhǔn)備，并提前做好飛行預(yù)案。

5.1.2 座艙儀表判別法。主要觀察空速表、高度表和升降速度表、俯仰姿態(tài)指示器的變化。在可能出現(xiàn)風(fēng)切變的天氣、地形條件下，當(dāng)這些座艙儀表指示發(fā)生異常指示時，機組應(yīng)提高對風(fēng)切變的警惕。根據(jù)波音公司規(guī)定，空速瞬間改變15～20標(biāo)立/小時，或者下降率短時變化量達(dá)500英尺/米時，或者姿態(tài)角瞬間產(chǎn)生5度的變化量時，可判定遭遇強風(fēng)切變，須立刻中止進(jìn)近或復(fù)飛。

5.1.3 通過機載專用設(shè)備和地面探測設(shè)備結(jié)合判斷。利用近地警告系統(tǒng)（EGPWS）風(fēng)切變警告系統(tǒng)和氣象雷達(dá)（WXR）的前視風(fēng)切變（PWS）探測系統(tǒng)來探測并判斷是否進(jìn)入風(fēng)切變區(qū)域。氣象部門可借助地面氣象雷達(dá)和各風(fēng)場探測點取得的數(shù)據(jù)預(yù)測、判斷風(fēng)切變出現(xiàn)的時間、位置、高度和強度。

5.2 遠(yuǎn)離低空風(fēng)切變

這是應(yīng)對低空風(fēng)切變最好的方法。我們將結(jié)合氣象、管制、飛行來闡述相應(yīng)的預(yù)防、應(yīng)對措施。

5.2.1 氣象部門。（1）氣象部門要通過各種手段和設(shè)備的投入（如增加風(fēng)場探測點）來提高低空風(fēng)切變的預(yù)報準(zhǔn)確度；（2）當(dāng)探測到或預(yù)測到低空風(fēng)切變時，要及時發(fā)布低空風(fēng)切變警報（包括對外發(fā)布特選報，電話通知相關(guān)管制部門），以便管制部門和航空公司做好應(yīng)對預(yù)案；（3）當(dāng)接到管制部門等相關(guān)單位報告低空風(fēng)切變時，要詳細(xì)了解風(fēng)切變的具體情況并及時發(fā)出低空風(fēng)切變警報。

5.2.2 管制部門。管制部門要做好以下措施：

第一，管制員要做好以下三個提醒：（1）當(dāng)接到氣象部門、飛行機組或其他管制部門轉(zhuǎn)告的關(guān)于風(fēng)切變的信息時，要及時將風(fēng)切變的具體信息通知相關(guān)機組并提醒其做好飛行預(yù)案，以便機組提前做出有利的決斷；（2）當(dāng)起降地帶出現(xiàn)陣風(fēng)和不穩(wěn)地氣流以及雷陣雨過境時，要將具體的天氣實況通報給機組，提醒機組注意風(fēng)切變的存在和影響；（3）通過目視判斷，在起降地帶和起飛、降落路徑上可能存在風(fēng)切變時，及時提醒機組。

第二，當(dāng)接到氣象部門風(fēng)切變報告或者收到起降中的機組報告遭遇風(fēng)切變時，可采取以下行動：（1）除了向后續(xù)航空器通報風(fēng)切變信息外，在機場自動終端情報系統(tǒng)中發(fā)布風(fēng)切變的信息，以便在本場起降的機組盡早了解風(fēng)切變的信息，做好心理準(zhǔn)備；（2）一般情況下，低空風(fēng)切變持續(xù)時間僅為十幾分鐘，可根據(jù)低空風(fēng)切變出現(xiàn)的位置，從接到低空風(fēng)切變報告開始，暫停起飛或降落20分鐘避免后續(xù)航空器遭遇風(fēng)切變；（3）條件許可時，可通過改變起降方向來規(guī)避風(fēng)切變。對于多跑道機場，可以改到相鄰跑道降落或起飛，暫停該條跑道的起飛或降落，從而避開風(fēng)切變；（4）如果進(jìn)近中的航空器報告遭遇風(fēng)切變，可指揮后續(xù)航空器中止進(jìn)近。

5.2.3 飛行機組。規(guī)避和應(yīng)對低空風(fēng)切變，機組的決斷和行動正確與否直接決定著航空器的運行安全，飛行人員不僅要牢固掌握低空風(fēng)切變的相關(guān)知識，還要掌握過硬的飛行技術(shù)。同時，飛行機組還要做好以下兩點：（1）對風(fēng)切變要有充分的心理準(zhǔn)備。對于可能存在風(fēng)切變的機場，要從多方面收集有關(guān)風(fēng)切變的信息，包括天氣預(yù)報和實況報、機場通播、管制員報告、其他機組報告、目視觀察等，對造成影響的風(fēng)切變要詳細(xì)分析、提前做好應(yīng)對預(yù)案，并做出正確的決斷，比如延遲進(jìn)近或起飛、中止進(jìn)近等；（2）利用機載氣象雷達(dá)判斷前方是否存在風(fēng)切變或密切觀察座艙儀表的指示，判斷是否遭遇風(fēng)切變，提前做好風(fēng)切變的防范和應(yīng)對預(yù)案。

5.3 當(dāng)航空器遭遇低空風(fēng)切變時的應(yīng)對措施

此時，飛行員迅速采取改出動作是最為重要的，同時管制員應(yīng)積極予以協(xié)助和配合機組行動。

5.3.1 飛行員行動。遭遇低空風(fēng)切變時，飛行員應(yīng)當(dāng)做好以下三點：（1）必須嚴(yán)格按照操作手冊中關(guān)于低空風(fēng)切變的操作程序采取行動；（2）做好正副駕駛的分工協(xié)作，避免分工不清而導(dǎo)致混亂；（3）進(jìn)近中的航空器，中止進(jìn)近，并盡快爭取高度，同時向管制員報告復(fù)飛，視時機報告低空風(fēng)切變的具體情況。

5.3.2 管制員行動。管制員必須迅速反應(yīng)，緊密配合機組的行動，調(diào)配其他航空器進(jìn)行避讓，并了解低空風(fēng)切的具體情況，包括高度、位置、風(fēng)速變量、強度、對飛行的影響等，同時通報后續(xù)航空器和氣象部門關(guān)于低空風(fēng)切變的情報。如果后續(xù)航空器堅持繼續(xù)進(jìn)近，則要拉大起飛、落地間隔，確保航空器復(fù)飛時有足夠的沖突解脫空間，防止飛行沖突。

5.4 加強風(fēng)切變相關(guān)知識的培訓(xùn)

應(yīng)對低空風(fēng)切變，需要空地協(xié)調(diào)配合，它是一個整體的行動。不僅飛行人員，管制員也要熟悉了解低空風(fēng)切變的特點、危害、形成、判斷和防范、應(yīng)對措施，飛行和管制部門要加強培訓(xùn)，特別是在低空風(fēng)切變易發(fā)季節(jié)，要進(jìn)行相關(guān)的復(fù)訓(xùn)，加強應(yīng)對低空風(fēng)切變的管制和飛行模擬機的訓(xùn)練，掌握過硬的管制和飛行技術(shù)，提高處置低空風(fēng)切變的能力。飛行和管制部門要建立交流機制，了解對方的處置程序和措施，提高共同應(yīng)對低空風(fēng)切變的應(yīng)急處置能力。

6 結(jié)語

通過分析，我們清楚地認(rèn)識到低空風(fēng)切變對航空器飛行安全的嚴(yán)重危害，需要特別加以防范。我們不僅要掌握低空風(fēng)切變的特點、成因和探測方法，還要給予高度的重視，不斷改進(jìn)探測技術(shù)和手段，探索出防范和應(yīng)對低空風(fēng)切變的方法、手段和程序，而且氣象、飛行和管制等部門必須緊密配合，只有這樣才能保障航空器飛行安全。

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作者簡介：黃陽廣（1976-），男，廣東澄海人，供職于中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局管制中心，碩士，研究方向：航空安全。

（責(zé)任編輯：周 瓊）