□ 山東航空股份有限公司 李乃龍/文

2018年5月7日，國內(nèi)某航A320飛機(jī)執(zhí)行庫爾勒—蘭州航班，在庫爾勒過站期間飛機(jī)遭遇沙塵暴，機(jī)務(wù)檢查雙發(fā)進(jìn)氣道有砂石吹入，經(jīng)評(píng)估須更換發(fā)動(dòng)機(jī)。同一時(shí)段，另一公司B737飛機(jī)執(zhí)行庫爾勒—鄭州航班，同樣在庫爾勒過站期間雙發(fā)進(jìn)氣道有砂石吹入。沙塵暴來臨前機(jī)務(wù)及時(shí)安裝了飛機(jī)隨機(jī)攜帶的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)罩，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)雖受損較小免于換發(fā)，但是仍然停場(chǎng)檢查了數(shù)日，對(duì)飛行安全、航班運(yùn)行造成較大影響。

從以上兩個(gè)實(shí)際案例可以看出，沙塵天氣是影響民航航班安全運(yùn)行的惡劣天氣之一，需要航空公司運(yùn)行控制部門予以高度重視，采取積極應(yīng)對(duì)措施，以減輕或避免沙塵天氣給航空運(yùn)行安全帶來的危害。本文從沙塵天氣的定義及分類、我國沙塵天氣分布的時(shí)空特征對(duì)航空氣象中的沙塵天氣進(jìn)行解讀。分析沙塵天氣對(duì)民航運(yùn)行及運(yùn)行安全的影響，提出沙塵天氣下的航班運(yùn)行控制策略，以保證航班運(yùn)行的平穩(wěn)與安全。

沙塵天氣定義及分類

沙塵天氣是指大風(fēng)將地面的塵土、沙粒等顆粒物卷入空中，使空氣變得混濁、能見度下降的天氣現(xiàn)象。在我國北方地區(qū)，沙塵天氣是影響較大的主要災(zāi)害性天氣之一。沙塵天氣的等級(jí)劃分主要依據(jù)沙塵天氣發(fā)生時(shí)的水平能見度，同時(shí)參考風(fēng)力大小，將沙塵天氣劃分為五個(gè)等級(jí)：浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴、強(qiáng)沙塵暴、特強(qiáng)沙塵暴。

根據(jù)最新版《民用航空氣象地面觀測(cè)規(guī)范》（AP-117-TM-2021-01R2），風(fēng)沙天氣是指大量的沙土被風(fēng)吹起漂浮空中，使能見度變差的現(xiàn)象。風(fēng)沙天氣是航空氣象中的九類天氣現(xiàn)象之一，包括揚(yáng)沙（SA）、高吹沙（BLSA）、低吹沙（DRSA）、沙暴（SS）、高吹塵（BLDU）、低吹塵（DRDU）、塵暴（DS）七種天氣現(xiàn)象。

在土地沙化嚴(yán)重的地區(qū)特別是沙漠地區(qū)還有一種特殊的沙塵天氣——哈布（Haboob）沙暴，它是由雷暴產(chǎn)生的冷性下沉氣流將地面的塵土和沙粒猛烈地吹到空氣中形成的一種塵暴或沙暴。雖然哈布沙暴持續(xù)時(shí)間較短，通常持續(xù)10到30分鐘，但它的強(qiáng)度相當(dāng)強(qiáng)烈。哈布沙暴的移動(dòng)速度極快，沙塵墻的水平尺度可能超過100公里，垂直方向能夠上升至雷暴底部。沿著湍流冷空氣外流經(jīng)常形成快速旋轉(zhuǎn)的旋風(fēng)，引起巨大的塵旋風(fēng)或者沙旋風(fēng)。

我國沙塵天氣分布時(shí)空特征

我國的西北與華北干旱、半干旱地區(qū)是沙塵天氣主要發(fā)生地，而且主要發(fā)生在每年的冬春季節(jié)（2～5月份）。

風(fēng)力、溫度、降水和土壤表層狀況決定了沙塵天氣的形成和強(qiáng)度大小。沙塵天氣的主要成因包括氣溫高、降水少、大風(fēng)多，其次是生態(tài)環(huán)境破壞和城市開發(fā)建設(shè)。沙塵天氣發(fā)生的動(dòng)力是強(qiáng)風(fēng)，物質(zhì)基礎(chǔ)是沙粒和塵源，熱力條件的不穩(wěn)定狀態(tài)更利于加大風(fēng)力、激發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣，從而帶起更多的沙塵顆粒，并且上升到更高的高度。我國西北和華北大部分地區(qū)地表多為沙地、稀疏草地和旱作耕地，植被非常稀少，屬于中緯度半干旱或干旱地區(qū)。尤其是在每年的春季，由于前期降水稀少，天氣變暖后氣溫回升，土壤松散，大量沙塵顆粒被大風(fēng)吹起，在局部和大風(fēng)經(jīng)過地區(qū)很容易形成沙塵天氣。

全世界四大沙塵暴高發(fā)地區(qū)包括中非、北美、澳大利亞和中亞。中國的西北地區(qū)有四大沙地和八大沙漠，是中亞沙塵暴高發(fā)區(qū)的組成部分，我國沙漠、戈壁及沙漠化土地主要分布在內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、青海和寧夏。我國沙塵暴天氣的高發(fā)地區(qū)包括新疆境內(nèi)的塔克拉瑪干沙漠和內(nèi)蒙古境內(nèi)的巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠及毛烏素沙地。南疆盆地和河西地區(qū)則是沙塵天氣的多發(fā)區(qū)。不同類型沙塵天氣的空間分布范圍不盡相同，其中沙塵暴主要產(chǎn)生于與北方沙漠及沙化土地相聯(lián)系的極干旱、干旱和半干旱區(qū)內(nèi)。揚(yáng)沙和浮塵天氣多發(fā)生于沙塵暴發(fā)生區(qū)以及其鄰近地區(qū)。揚(yáng)沙向東可以擴(kuò)散至東北地區(qū)、黃淮海平原及其南部，向南可延伸到長江流域。浮塵天氣向東南延伸至低緯度地區(qū)，包括全部黃淮海平原和長江中下游地區(qū)。相反，新疆北部和東北北部等位于上風(fēng)方向的中高緯地區(qū)，很少出現(xiàn)浮塵天氣。根據(jù)氣象觀測(cè)統(tǒng)計(jì)資料，南疆地區(qū)的沙塵暴和浮塵發(fā)生日數(shù)最多，河西地區(qū)揚(yáng)沙發(fā)生日數(shù)最多。

沙塵天氣對(duì)航班運(yùn)行的影響

（一）沙塵天氣影響航班正常運(yùn)行

能見度是民用航空運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)非常重要的指標(biāo)，關(guān)乎運(yùn)行是否符合規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)。沙塵天氣中彌漫著大量灰塵和砂石顆粒，造成視程遮蔽，短時(shí)間內(nèi)可以導(dǎo)致能見度急劇下降到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)之下，甚至有效能見度接近于零。能見度的下降將會(huì)使天氣條件低于民航規(guī)章規(guī)定的最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致航班無法起飛和著陸，直接影響航班的運(yùn)行，造成航班延誤、取消、返航或備降。

目前在民用航空運(yùn)行的每種機(jī)型都有生產(chǎn)廠商規(guī)定的風(fēng)速限制，包括最大順風(fēng)分量限制、最大頂風(fēng)分量限制和最大側(cè)風(fēng)分量限制。沙塵天氣往往伴隨著大風(fēng)天氣，如果地面風(fēng)風(fēng)速超過機(jī)型限制，則禁止飛機(jī)起降。以B737-800型飛機(jī)為例，干跑道條件下最大風(fēng)速限制如表1：

表1：干跑道條件下最大風(fēng)速限制（B737-800型）

大風(fēng)天氣時(shí)還應(yīng)按照機(jī)型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做好地面飛機(jī)的停留和系留。如果風(fēng)速超過規(guī)定的數(shù)值，則需要考慮飛機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)。大風(fēng)時(shí)機(jī)場(chǎng)終端區(qū)還會(huì)出現(xiàn)風(fēng)切變和亂流，使得飛行員操作難度加大，所需著陸距離增大，影響飛機(jī)的起飛和著陸，增加了沖/偏出跑道概率，嚴(yán)重風(fēng)切變甚至可能造成飛行事故。

（二）沙塵天氣影響飛機(jī)機(jī)械部件

沙塵天氣的主要危險(xiǎn)是侵蝕（尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片），在重要表面集沙和灰塵，或者是堵塞。飛機(jī)起飛、著陸滑跑和滑行階段最容易出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入沙塵顆粒。如果發(fā)動(dòng)機(jī)吸入沙塵顆粒會(huì)直接造成飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能衰退、甚至損壞，燃油消耗增加且EGT裕度降低，導(dǎo)致推力降低甚至完全喪失推力，可能導(dǎo)致液壓系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及氣動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障。如果沙塵顆粒進(jìn)入渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，則可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象或者發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。沙塵顆粒還會(huì)阻塞空速管、靜壓孔等機(jī)身外部傳感器，導(dǎo)致空速儀表指示不準(zhǔn)，并產(chǎn)生錯(cuò)誤的告警。

空中漫天飛舞的沙塵顆粒使電磁波發(fā)生嚴(yán)重衰減，并與機(jī)體表面互相摩擦產(chǎn)生靜電效應(yīng)，導(dǎo)致正常的地空無線電通信受到嚴(yán)重干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成陸空通信失效，甚至是迷航，從而可能引發(fā)更為嚴(yán)重的不安全事件。

沙塵天氣下的運(yùn)行控制策略

（一）完善沙塵天氣預(yù)報(bào)預(yù)警

目前能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沙塵天氣的最有效手段是衛(wèi)星遙感技術(shù)。航空公司的運(yùn)控中心氣象席位要充分利用增強(qiáng)型氣象情報(bào)系統(tǒng)，綜合民航氣象中心、機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)、專業(yè)氣象服務(wù)公司、中央氣象臺(tái)和航空氣象報(bào)文等氣象情報(bào)信息源，及時(shí)獲得沙塵天氣對(duì)飛行運(yùn)行影響的信息，制作飛行動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)和危險(xiǎn)天氣告警，發(fā)布沙塵天氣預(yù)警，為簽派放行和運(yùn)行控制的實(shí)施提供更為全面的決策依據(jù)。

（二）制定沙塵天氣管控措施

航空公司可以根據(jù)自身機(jī)型特點(diǎn)和運(yùn)行區(qū)域，制定自己的沙塵天氣管控措施和不正常處置預(yù)案。以某公司為例，制定了《大風(fēng)沙塵天氣工作程序》，規(guī)定了不同沙塵天氣條件的運(yùn)行控制原則、機(jī)務(wù)防護(hù)程序和飛行機(jī)組的操作程序。當(dāng)預(yù)期運(yùn)行時(shí)段出現(xiàn)浮塵（DU）天氣時(shí)，正常放行。當(dāng)預(yù)期航班運(yùn)行時(shí)段出現(xiàn)揚(yáng)沙（SA）、塵暴/強(qiáng)塵暴（DS/+DS）天氣時(shí)，評(píng)估運(yùn)行機(jī)場(chǎng)的起降情況，慎重放行。當(dāng)預(yù)期運(yùn)行時(shí)段出現(xiàn)沙暴/強(qiáng)沙暴（SS/+SS）天氣時(shí)，禁止航班放行或者運(yùn)行，同時(shí)禁止將該機(jī)場(chǎng)選為備降機(jī)場(chǎng)。當(dāng)預(yù)報(bào)出現(xiàn)沙塵天氣時(shí)，要評(píng)估飛機(jī)預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)刻以及過站期間均應(yīng)滿足運(yùn)行要求。當(dāng)預(yù)報(bào)平均風(fēng)速等于或大于25米/秒時(shí)，禁止飛機(jī)在本場(chǎng)停留。

機(jī)務(wù)人員收到沙塵天氣預(yù)警信息后，提前準(zhǔn)備飛機(jī)防護(hù)堵蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)整體式罩布等沙塵防護(hù)設(shè)備，做好飛機(jī)風(fēng)沙防護(hù)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

飛行機(jī)組嚴(yán)格進(jìn)行飛行前準(zhǔn)備，認(rèn)真研究起降機(jī)場(chǎng)、航路和備降機(jī)場(chǎng)天氣，針對(duì)大風(fēng)沙塵天氣，做好應(yīng)急處置預(yù)案。執(zhí)飛機(jī)組需嚴(yán)格執(zhí)行《飛行機(jī)組使用手冊(cè)》相關(guān)補(bǔ)充程序，按照《在沙塵或灰塵環(huán)境中操作》規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行外部安全檢查、飛行前程序、滑行前程序等相關(guān)操作程序。飛行中原則上應(yīng)避免飛機(jī)穿越沙塵天氣，造成飛機(jī)損傷或危及飛行安全。

結(jié)論與展望

隨著全球氣候變暖、人類對(duì)自然資源的過度開發(fā)及不合理利用，造成土地沙化嚴(yán)重，沙塵天氣頻發(fā)，對(duì)航班運(yùn)行安全的負(fù)面影響不容小覷。國際性是民航業(yè)的一個(gè)重要指標(biāo)，隨著運(yùn)行區(qū)域的擴(kuò)大，遭遇沙塵天氣的概率也在增大。航班運(yùn)行所面臨的風(fēng)險(xiǎn)也在發(fā)生變化，對(duì)運(yùn)行安全而言，提前制定好應(yīng)對(duì)策略至關(guān)重要。隨著氣象預(yù)報(bào)手段的進(jìn)步，未來對(duì)沙塵天氣的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)將會(huì)越來越精準(zhǔn)。更加先進(jìn)的飛機(jī)系統(tǒng)和新航行技術(shù)的運(yùn)用也會(huì)逐漸減少復(fù)雜惡劣天氣對(duì)航班運(yùn)行的影響，全天候運(yùn)行將會(huì)徹底實(shí)現(xiàn)。