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第五章第五章、雷暴及其它對(duì)流性天氣第一節(jié) 雷暴的結(jié)構(gòu)和天氣1.定義由對(duì)流旺盛的積雨云引起的、伴有閃電雷鳴的局地風(fēng)暴,稱為雷暴。據(jù)統(tǒng)計(jì):全球每天約有44000個(gè)雷暴發(fā)生,而任何時(shí)刻都有2000—4000個(gè)雷暴在活動(dòng),其影響面積占全球面積1%。在熱帶,一年四季雷暴活動(dòng)頻繁,太平洋上的爪哇島是世界上雷暴最多的地方,每三天就有兩天有雷暴。溫帶地區(qū),雷暴在夏季和秋初經(jīng)常出現(xiàn).夏季極地也會(huì)產(chǎn)生雷暴。2.形成條件:雷暴是由強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云產(chǎn)生的,形成積雨云需要三個(gè)條件:⑴深厚而明顯的不穩(wěn)定氣層⑵充沛的水汽⑶足夠的沖擊力(有幾種原因如地形抬升、鋒面抬升、地表加熱等)產(chǎn)生的原因:⑴深厚而明顯的不穩(wěn)定氣層雷暴是一種強(qiáng)烈的對(duì)流天氣,深厚而明顯的不穩(wěn)定氣層,具有大量的不穩(wěn)定能量,為強(qiáng)烈對(duì)流的發(fā)展提供了充足的能源。(2)充沛的水汽一方面是形成龐大的積雨云體,興雨降雹的物質(zhì)基礎(chǔ);另一方面,水汽凝結(jié)時(shí)釋放出的潛熱也是能量的重要來源。雷鳴、電閃及強(qiáng)風(fēng)所需的能量都是從云中水汽凝結(jié)時(shí)釋放的潛熱中得到的。所以在某種意義上,雷暴是自我發(fā)展的。其產(chǎn)生的降水越多,被釋放到雷暴中的能量也越多。⑶足夠的沖擊力大氣中不穩(wěn)定能量和水汽的存在,只具備了發(fā)生雷暴的可能性,還須要有促使空氣上升到達(dá)自由對(duì)流高度以上的沖擊力,這樣,不穩(wěn)定能量才能釋放出來,上升氣流才能猛烈地發(fā)展,形成雷暴云。大氣中的沖擊力有:地表受熱不均產(chǎn)生的熱力沖擊力,地形抬升產(chǎn)生的動(dòng)力沖擊力,鋒面,氣旋,槽線,低渦等天氣系統(tǒng)所引起的輻合上升運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生雷暴的三個(gè)條件,在不同情況下有不同側(cè)重,在潮濕不穩(wěn)定氣團(tuán)中,能不能形成雷暴主要看有沒有足夠的沖擊力,在山區(qū),抬升作用經(jīng)常存在,是否有雷暴產(chǎn)生就主要
看有沒有潮濕不穩(wěn)定氣層。在夏季,發(fā)生雷暴之前常使人感到十分悶熱,說明大氣低層氣溫高,層結(jié)不穩(wěn)定,水汽含量大,這時(shí)若有沖擊力的作用,就可以產(chǎn)生雷暴。3、一般雷暴的結(jié)構(gòu)和天氣雷暴云根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可分為:一般雷暴和強(qiáng)烈雷暴(一)一般雷暴單體的生命史⑴積云階段,又稱為發(fā)展階段。是淡積云發(fā)展成濃積云的階段。在這個(gè)階段里,內(nèi)部都是上升氣流,并隨著高度的增加而增強(qiáng),最大上升氣流在云的中、上部。云的下部四周有空氣輻合進(jìn)入云中,空氣從云底被吸入單體內(nèi)部,空氣中的水汽在逐步凝結(jié)的過程中釋放潛能,促使上升氣流在上升過程中不斷加強(qiáng)。大量水汽在云中凝結(jié)并釋放潛熱,所以云中溫度高于同高度上四周空氣的溫度,這個(gè)階段云滴大多有水滴構(gòu)成,并且一般沒有降水和閃電。積云階段⑵積雨云階段,即雷暴的成熟階段此時(shí)云中上升氣流仍然十分強(qiáng)大,上升氣流區(qū)溫度比周圍高,使其繼續(xù)加速上升,速度可20m/s。云滴和雨水會(huì)被帶到0度等溫線以上幾千米的高度,大量的雪片或雨滴在云的上部積累,最后云滴變得太大,云內(nèi)的上升氣流再也支持不住它們,它們便落下而形成降水。云中降水的下沖力,對(duì)上升氣流產(chǎn)生向下的拉力,迫使部分空氣轉(zhuǎn)向下沉,形成下降氣流區(qū)。以強(qiáng)烈的陣風(fēng)和降水為標(biāo)志成熟階段是雷暴單體發(fā)展最強(qiáng)盛的階段,其主要特征是:云中除上升氣流外,局部出現(xiàn)有系統(tǒng)的下降氣流,上升氣流區(qū)
溫度比周圍高,下降氣流區(qū)溫度比周圍低,降水產(chǎn)生并發(fā)展。強(qiáng)烈的湍流、積冰、閃
電、陣雨和大風(fēng)等危險(xiǎn)天氣主要出現(xiàn)在這
一階段。從云砧我們可以判斷高空風(fēng)的走向。積雨云階段(3)消散階段電閃雷鳴,狂風(fēng)暴雨之后,雷暴云進(jìn)入消散階段。這時(shí)下降的冷空氣形成低空外流,從底部切斷了上升的暖濕空氣的來源,當(dāng)降水增強(qiáng)時(shí),上升氣流逐漸減弱,從而削弱了云的垂直發(fā)展,下降氣流遍布云中,雷暴單體就進(jìn)入消散階段,直至完全消散。下降氣流遍布云中一般雷暴單體的水平尺度為5-10kM,高度可達(dá)12km,生命期大約1h。消散階段(二)一般雷暴過境時(shí)的地面天氣雷暴過境時(shí)近地面氣象要素和天氣現(xiàn)象會(huì)發(fā)生急劇變化常常給飛機(jī)起降造成嚴(yán)重影響。
1、氣溫:雷暴來臨之前,由暖濕不穩(wěn)定空氣控制地面,氣溫高,濕度大,使人感到悶熱.待雷暴來臨,一陣強(qiáng)風(fēng)吹來,氣溫下降,隨降水傾瀉冷空氣更使氣溫驟降,這種下降氣流在積雨云下形成一堆向四周散開的冷空氣,通常叫冷空氣丘,它可以擴(kuò)展到距雷暴中心20—30km遠(yuǎn)的區(qū)域。大大超過降水范圍。2、氣壓:在成熟雷暴移來之前,氣壓一直是下降,當(dāng)雷暴來臨時(shí),氣壓開始上升,冷空氣丘到達(dá)時(shí)急劇上升,氣壓最大值在下降氣流中心。當(dāng)下降氣流中心移過后,氣壓又轉(zhuǎn)為急降。3、風(fēng):雷暴移來之前一般風(fēng)速較小,風(fēng)向云區(qū)輻合,為雷暴云提供上升氣流.雷暴云發(fā)展到成熟期或成熟的雷暴移來
時(shí),風(fēng)向會(huì)突然改變,風(fēng)速急劇增大,陣風(fēng)可達(dá)20M/S以上在冷空氣中心移過后,風(fēng)向向相反方向偏轉(zhuǎn),風(fēng)力減弱。4、陣雨:陣風(fēng)后,降水就開始了。雷暴降水一般是強(qiáng)度較大的陣雨,通常在雷暴活動(dòng)時(shí)突然發(fā)生,往往是先撒下一些稀疏的大雨滴,接著便是滂沱大雨。這些陣雨的持續(xù)時(shí)間雖短,但會(huì)嚴(yán)重影響能見度。降水強(qiáng)度最大區(qū)域仍在下降氣流中心下方,降水時(shí)間和單體成熟階段持續(xù)時(shí)間大致相同,為15—20分鐘。5、雷電:雷鳴和電閃只有在云發(fā)展得足夠高而有冰晶出現(xiàn)時(shí)才會(huì)發(fā)生。在雷暴云中,云與地面,云與云間都會(huì)出現(xiàn)閃電。雷電可對(duì)飛機(jī)、人、畜建筑物等帶來重大危害。(三)強(qiáng)雷暴云的結(jié)構(gòu)和天氣大氣中存在有更強(qiáng)烈的對(duì)流性不穩(wěn)定和強(qiáng)的垂直風(fēng)切變,就會(huì)形成比普通雷暴更強(qiáng),持續(xù)時(shí)間更長,水平尺度更大(十千米)的強(qiáng)雷暴,其天氣表現(xiàn)也劇烈的多,常伴有冰雹,龍卷等災(zāi)害性天氣。一、強(qiáng)雷暴云的結(jié)構(gòu)強(qiáng)雷暴云的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為云體內(nèi)有穩(wěn)定,強(qiáng)大的升降氣流。強(qiáng)大的上升氣流來自近地面層的暖濕氣流,通常從云體右前側(cè)流入,進(jìn)入云體后傾斜上升,在云體中上部上升速度最大可達(dá)成20--30M/S,上升氣流到達(dá)對(duì)流層頂附近減弱并分為三支。一支按慣性向云體后方運(yùn)動(dòng),但因于高空風(fēng)方向相反很快減弱下降。第二支可伸展到平流層低層,造成云頂突出的云塔。
第三支則隨高空強(qiáng)風(fēng)吹向云體前方遠(yuǎn)處,形成延伸的云砧。下降氣流常由兩部分組成:一部分是由降水拖拽作用帶下的下沉氣流;另一部分是由對(duì)流層中層,云外流入的干冷空氣,這部分干冷空氣具有較大的速度,能有力楔入上升氣流下方,使之成傾斜狀態(tài),下降氣流在云底成低空外流,朝前的一部分最強(qiáng)大,對(duì)前方近地面暖濕空氣起強(qiáng)烈的抬升作用,其余向云后和兩旁流出。強(qiáng)雷暴云的這種氣流結(jié)構(gòu),使上升氣流和下降氣流能同時(shí)并存且維持相當(dāng)長時(shí)間,避免了一般雷暴云中,下降氣流抑制并取代上升氣流的趨勢(shì),因而強(qiáng)烈雷暴能夠維持穩(wěn)定強(qiáng)大達(dá)幾小時(shí)之久。二、強(qiáng)雷暴過境時(shí)的地面天氣強(qiáng)雷暴過境時(shí),各種氣象要素的變化比普通雷暴大得多,除具備一般雷暴所具有的天氣外,還可能出現(xiàn)颮,冰雹、龍卷、暴雨等災(zāi)害性天氣的一種或幾種1、颮氣象上把大氣中風(fēng)突然急劇變化的現(xiàn)象稱為颮。在颮出現(xiàn)時(shí),風(fēng)向急轉(zhuǎn),風(fēng)速劇增,強(qiáng)雷暴云下,速度極大的下降氣流,到達(dá)地面后,向四周猛烈擴(kuò)散,與前方上升的暖濕空氣之間,形成一個(gè)陡然的分界面。有點(diǎn)類似冷鋒,稱為颮鋒。颮出現(xiàn)時(shí)最大陣風(fēng)18米/秒以上,風(fēng)速至少維持1分鐘以上1974年6月17日強(qiáng)雷暴侵襲南京,颮鋒來臨,地面瞬時(shí)風(fēng)
速達(dá)38.8M/S,10分鐘內(nèi)氣溫下降11℃,相對(duì)濕度上升29%,1小時(shí)內(nèi)氣壓涌升8.7HPA。冰雹產(chǎn)生冰雹要求在強(qiáng)雷暴云中有合適的冰雹生長區(qū):合適的含水量、氣溫和上升速度等條件,在強(qiáng)雷暴云中生成的冰雹,大的或中等的一般降落在颮鋒后的大風(fēng)區(qū),而一些小冰雹會(huì)隨斜升扭轉(zhuǎn)氣流沿砧狀云頂拋出,落到離云體幾千米以外的地方。龍卷從積雨云中伸展出來的,漏斗狀的,猛烈旋轉(zhuǎn)的云柱叫龍卷。龍卷的水平尺度很小,在地面其直徑一般在幾米到幾百米,越往上,直徑越大,龍卷的垂直伸展范圍很大,有的從地面一直伸展到積雨云頂。龍卷龍卷持續(xù)時(shí)間很短,一般為幾分鐘到十幾分鐘,而與強(qiáng)雷暴相連的成熟龍卷可持續(xù)30分鐘,在地面可以很容易觀測(cè)它的途徑和避開.龍卷的直徑雖小,但風(fēng)速極大,最大可達(dá)100—200M/S,而且中心氣壓極低,可低達(dá)400—200HPA,因而破壞力極大是我們能在地球見到的最惡劣的天氣現(xiàn)象.其所經(jīng)之處常將大樹拔起,車輛掀翻,建筑物被摧毀。龍卷的危害不僅是強(qiáng)風(fēng),它可能伸展到云底的上面,在云中飛行將無法看到它。04年9月6日下午香港機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)龍卷形如漏斗,高逾數(shù)百米,時(shí)速62公里,兩輛小貨車被卷上空,1人受傷。1963、5、6—7日廣東陽山縣出現(xiàn)兩個(gè)小龍卷,所經(jīng)之處直徑1M的大樹被連根拔起100棵。83年4月25日19時(shí)山東萊蕪新泰交界處一次5分鐘的龍卷造成27人死亡,392人受傷。2007年7月3日江蘇、安徽部分地區(qū)遭遇龍卷侵害,造成14人死亡,147人受傷,倒塌房屋2981間,損壞房屋3180間4.暴雨強(qiáng)雷暴云一般都伴有強(qiáng)度極大的陣性降水,再加上持續(xù)時(shí)間長,往往形成暴雨,暴雨區(qū)在云體下降氣流的中心部分,從云外側(cè)看幾乎是漆黑的,人們常把是否出現(xiàn)這樣一個(gè)中心黑暗區(qū),作為判斷雷暴云的一個(gè)標(biāo)志。三、強(qiáng)雷暴云的種類根據(jù)雷暴云的組成,可分為多單體風(fēng)暴,超級(jí)單體風(fēng)暴和颮線風(fēng)暴。1、多單體風(fēng)暴,是一種大而強(qiáng)的風(fēng)暴群體,由多個(gè)處于不同發(fā)展階段的雷暴單體有組織地排成一列,形成一個(gè)有機(jī)的整體,老的單體不斷在左后側(cè)消亡,新的單體不斷在右前側(cè)生成,看起來風(fēng)暴像一個(gè)整體在移動(dòng),雖然每個(gè)個(gè)體的生命不
長,但通過若干單體連續(xù)更替過程,可以形成生命期達(dá)數(shù)小時(shí)的強(qiáng)雷暴。流場(chǎng)特征;上升和下降氣流同時(shí)并存,時(shí)間長多單體風(fēng)暴2、超級(jí)單體風(fēng)暴:是一個(gè)巨大單體發(fā)展成的、猛烈的強(qiáng)風(fēng)暴。它的水平尺度達(dá)數(shù)十千米,生命期可達(dá)數(shù)小時(shí),其中成熟期即達(dá)1小時(shí)以上,是一種強(qiáng)烈的中尺度系統(tǒng)。風(fēng)暴云中也有一對(duì)傾斜的上升氣流和下降氣流。3、颮線風(fēng)暴(颮線):它是由排列成帶狀的多個(gè)雷暴或積雨云群組成的強(qiáng)對(duì)流氣帶。颮線一般寬度一至幾千米,長度150-300千米,維持時(shí)達(dá)4-18個(gè)小時(shí),沿颮線會(huì)出現(xiàn)雷電、暴雨、大風(fēng)、冰雹和龍卷等惡劣天氣,是一種線狀的中尺度對(duì)流性天氣系統(tǒng)。一、雷暴的種類按強(qiáng)度不同,分為一般雷暴和強(qiáng)雷暴根據(jù)形成雷暴的沖擊力種類可分為:熱雷暴、地形雷暴和天氣系統(tǒng)雷暴。(一)熱雷暴由熱力對(duì)流產(chǎn)生的雷暴,其往往發(fā)生在大尺度天氣系統(tǒng)較弱的情況下,或性質(zhì)均勻的氣團(tuán)內(nèi)部。夏季午后,近地面層空氣受地面強(qiáng)烈輻射作用,而迅速增溫。高層空氣卻因離地面遠(yuǎn),增溫較少,因此整個(gè)氣層就趨向越來越不穩(wěn)定。同時(shí)由于地表性質(zhì)分布不均勻,在近地面氣層中的相鄰空氣間,還存在著溫度差異這時(shí)氣層會(huì)有熱力對(duì)流產(chǎn)生。第二節(jié) 雷暴的種類及活動(dòng)特征如果空氣中有充沛的水氣,積狀云就會(huì)迅速發(fā)展起來成為熱雷暴。夏季的晚上,熱雷暴可能在高空出現(xiàn)。它的形成是因?yàn)椴环€(wěn)定的潮濕空氣層上部冷卻,大氣變的不穩(wěn)定而使雷暴產(chǎn)生。冬季,熱雷暴可能出現(xiàn)在沿海地區(qū),當(dāng)冷的潮濕空氣移動(dòng)到暖海面上時(shí)形成。熱雷暴表現(xiàn)出范圍小,孤立分散,各個(gè)雷暴云之間通常有明顯間隙的特點(diǎn)。大陸上是熱雷暴多出現(xiàn)在午后和傍晚。而在海洋或湖泊上空,熱雷暴多出現(xiàn)在夜間和黎明,白天減弱和消散。熱雷暴來到海洋、湖泊上空,由于下墊面溫度低,沒有暖濕空氣的補(bǔ)充,將減弱或消失,這就是雷暴不過河。(二)地形雷暴暖濕不穩(wěn)定空氣,在山脈迎風(fēng)坡被強(qiáng)迫抬升,而形成的雷暴。典型的地形雷暴通常形成很快,雷暴云沿山脈走向成行出現(xiàn)且不大移動(dòng),面積較大,云中氣流劇烈,降水強(qiáng)度大,有時(shí)還會(huì)降冰雹,云底高度較低,常能遮住整個(gè)山
頭,崖和峭壁可能被掩蓋起來。所以山區(qū)飛行不宜從云下通過雷暴區(qū)。地形雷暴不能從其下方通過。(三)天氣系統(tǒng)雷暴由于天氣系統(tǒng)能夠產(chǎn)生系統(tǒng)性上升運(yùn)動(dòng),在氣團(tuán)不穩(wěn)定,水汽多的條件下,也能使對(duì)流發(fā)展而產(chǎn)生雷暴。1.鋒面雷暴按鋒型不同可分為:冷鋒雷暴、靜止鋒雷暴和暖鋒雷暴。(1)冷鋒雷暴:是冷空氣強(qiáng)烈沖擊暖濕不穩(wěn)定空氣而形成的。冷鋒強(qiáng)、移動(dòng)快、鋒面坡度大、暖空氣不穩(wěn)定、暖濕程度大時(shí),有利于冷鋒雷暴的形成。特點(diǎn);強(qiáng)度大,在晝、夜、陸、海都能出現(xiàn),日變化小一般下午和前半夜較強(qiáng),早晨較弱,移動(dòng)速度快。冷鋒雷暴與空中槽線的關(guān)系靜止鋒雷暴:是由暖濕不穩(wěn)定空氣沿鋒面上升或由底層氣流輻合上升而形成的。其特點(diǎn)是范圍廣闊,持續(xù)時(shí)間長,但不象冷鋒雷暴那樣強(qiáng)烈,它常隱藏在深厚的層狀云系中,云中飛行易誤入其中。常有明顯的日變化:多產(chǎn)生在后半夜,白天逐漸減弱或消散。暖鋒雷暴:它是暖鋒向前移動(dòng)時(shí)由暖濕不穩(wěn)定空氣沿暖鋒上升而形成的,我國較少見。暖鋒雷暴一天中任何時(shí)刻都能出現(xiàn),但夜間出現(xiàn)更多些。靜止鋒雷暴2.
冷渦雷暴冷渦是指出現(xiàn)在空中的冷性低壓,一般指700百帕高度3000M,我國分為北方冷渦和南方冷渦。北方冷渦雷暴常出現(xiàn)在東北和華北,出現(xiàn)時(shí)天氣變化很突然,往往在很短的時(shí)間,可從晴朗無云,到雷聲隆隆.北方冷渦移動(dòng)到東北或華北一帶時(shí),這些地區(qū)為夏季暖濕空氣所控制,冷渦一到,上空降溫,空氣層變的不穩(wěn)定,就會(huì)產(chǎn)生雷暴,一般出在午后或傍晚。南方冷渦主要是指西南渦,由于南方暖濕空氣活躍,西南渦東移時(shí),幅合上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),于是在西南渦的東部和東南部偏南氣流中產(chǎn)生雷暴。雷暴來臨之前,地面風(fēng)是向(雷暴云區(qū))吹去形成雷暴的基本條件是
充足的水汽、不穩(wěn)定的大氣和上升運(yùn)動(dòng)下述何種雷暴不宜從云下飛過
地形雷暴熱雷暴(白天)晚上增強(qiáng),白天減弱諺語“雷暴不過河”通常指的是下述何種雷暴在深厚的雨層云中隱藏著的暖鋒雷暴,常常是在雷暴的生存周期中,哪一階段的特征是云中充滿下降氣流
消散階段雷暴中有強(qiáng)烈亂流的可見征兆是
云底接近地面,有砧狀云頂白天,熱雷暴移動(dòng)到江河湖泊上空,一般會(huì)
減弱或消散9在飛行中判斷雷暴移動(dòng)的方向,下面何種說法是正確的
砧狀云的伸展方向即雷暴移動(dòng)的方向10.選擇出一個(gè)有關(guān)雷暴發(fā)展階段的正確說法
地面開始下雨表示雷暴已進(jìn)入成熟階段
什么類型的雷暴最有可能發(fā)生陸龍卷
與冷鋒或颮線相聯(lián)系的穩(wěn)定性雷暴在成熟階段的雷暴單體中,氣流的情況是
升降氣流并存
什么樣的雷暴通常產(chǎn)生諸如大冰雹和狂風(fēng)這樣最惡劣的天氣現(xiàn)象
颮線雷暴
關(guān)于強(qiáng)烈雷暴的氣流結(jié)構(gòu),下面何種說法正確
強(qiáng)烈雷暴的前面是上升氣流,中、后部是下降氣流,下降氣流能促使暖氣流上升;最大陣風(fēng)至少熱雷暴的形成原因是
地面受熱不均颮線通常與下列何種鋒面有關(guān)
快速移動(dòng)的冷鋒如果據(jù)報(bào)你的目的機(jī)場(chǎng)有颮,你預(yù)計(jì)會(huì)有什么樣的風(fēng)18米/秒;持續(xù)時(shí)間一分鐘或更長18
熱雷暴在夏季最為常見,這是由于
夏季地面水汽蒸發(fā)較多嚴(yán)重危害飛行安全的冰雹,通常與下列何種云相聯(lián)系
強(qiáng)烈雷暴云
下列何種情況下最有可能遇到冰雹
在強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云的砧狀云頂下面雷暴對(duì)飛行的影響1997年10月10日,阿根廷奧斯特拉爾航空公司一架DC-9-32飛機(jī),從阿根廷北部的波薩達(dá)斯飛往首都布宜諾斯艾利斯途中墜毀,機(jī)上69名旅客和5名機(jī)組人員全部遇難。事故原因:這架飛機(jī)在飛行途中遇到強(qiáng)烈的雷電襲擊,飛機(jī)為避開雷暴和強(qiáng)烈的湍流區(qū)時(shí)失去控制急速下墜,在離預(yù)定降落時(shí)間還有20分鐘時(shí),與機(jī)場(chǎng)通訊聯(lián)絡(luò)突然中斷,飛機(jī)以機(jī)頭朝下70度的姿態(tài)和每小時(shí)800海里的速度撞地墜毀。第三節(jié) 雷暴與飛行一、雷暴對(duì)飛行的影響在雷暴區(qū)飛行,除了云中飛行的一般困難外,還會(huì)遇到強(qiáng)烈的湍流、積冰、閃電擊、陣雨和惡劣能見度、有時(shí)還會(huì)遇到冰雹、下?lián)舯┝?、低空風(fēng)切變和龍卷。這種滾滾烏云蘊(yùn)藏著巨大的能量,具有極大的破壞力。當(dāng)飛機(jī)誤入雷暴活動(dòng)區(qū)輕者人機(jī)損傷,重者機(jī)毀人亡。據(jù)美國民用航空1962---1988氣象原因飛行事故統(tǒng)計(jì)分析48起事故中有23起與雷暴有關(guān),占總數(shù)47.9%。另據(jù)美國空軍氣象原因事故統(tǒng)計(jì),雷暴原因占總數(shù)55%---60%。雷暴是目前嚴(yán)重威脅飛行安全的重要因素。(一)顛簸(二)積冰(三)冰雹:冰雹在平原地區(qū)可能性較小,山區(qū)要警惕。直接由冰雹造成的結(jié)構(gòu)損壞比較少見,但對(duì)機(jī)翼前沿和發(fā)動(dòng)機(jī)的輕微損傷比較普遍。通常,在成熟階段的雷暴云中,飛行高度為3000—9000米,遭遇冰雹的可能性最大,10000M以上次數(shù)很少。另外在雷暴云中觀測(cè)到降雹次數(shù)比在地面觀測(cè)到的次數(shù)多。這是因?yàn)槟切┎淮蟮谋⒃谙侣溥^程中有的又被上升氣流帶向高空,有的在落到地面之前已經(jīng)融化的緣故。由于冰雹是具有相當(dāng)質(zhì)量的固體,其降落速度較大,如果飛機(jī)被它擊中,將是十分危險(xiǎn)的在飛行中,要通過各種方法及早判明并遠(yuǎn)遠(yuǎn)避開它。如果誤入雹云,不要在0度等溫線所在高度的下降氣流中飛行這里是遭雹擊可能最大的區(qū)域。有時(shí),由于冰雹被強(qiáng)烈上升氣流帶到高空,沿砧狀云頂被拋到云外,因而在積雨云砧下面飛行時(shí),也有可能被冰雹擊傷,所以,飛機(jī)最好在距雹云10KM以外飛行。1977年2月4日,美國南方航空公司的一架DC-9-31飛機(jī)在美國佐治亞州紐霍普穿越一強(qiáng)雷暴區(qū)時(shí),兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入大量水和冰雹,發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮器損壞,引起嚴(yán)重失速而墜毀。(四)雷電飛機(jī)在云中、云下和云體附近飛行都有可能被閃電擊,一般造成飛機(jī)部分損壞。飛機(jī)遭電擊的高度大約發(fā)生在4000-9000米,其中5000米左右為集中區(qū),遭電擊多發(fā)生在春秋季節(jié)。1978年12月美國空軍一架C-130運(yùn)輸機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí),進(jìn)入雷暴區(qū)幾秒鐘后,飛行人員報(bào)告燃油箱遭到閃電擊,引起爆炸,飛機(jī)左機(jī)翼毀壞,操縱十分困難,不久,地面就和空中失去聯(lián)絡(luò),造成機(jī)毀人亡的事故。(五)下?lián)舯┝?、下?lián)舯┝鳎╠ownburst)又稱強(qiáng)下沖氣流,它是雷暴強(qiáng)烈發(fā)展的產(chǎn)物。在雷暴云中伴隨傾盆大雨存在強(qiáng)烈的下降氣流,當(dāng)它沖瀉到地面時(shí),在近地面會(huì)形成強(qiáng)烈的外流---雷暴大風(fēng).其風(fēng)速大于18米/秒。下?lián)舯┝髟诘孛娴娘L(fēng)是直線風(fēng).既從雷暴云下基本是直線狀向外流動(dòng)。水平尺度4—40千米。2、微下?lián)舯┝?microburst)其中還嵌有一些小尺度的輻散性氣流稱微下?lián)舯┝?。其平尺?00----4000米,風(fēng)速22米/秒以上。下?lián)舯┝鞯纳芷诤芏蹋话阒挥?0-15分鐘,微下?lián)舯┝鞯纳芷诟?,有的只有幾分鐘。下?lián)舯┝魇疽鈭D下?lián)舯┝骱臀⑾聯(lián)舯┝髦袕?qiáng)烈的下降氣流和雷暴大風(fēng),及極強(qiáng)的垂直風(fēng)切變和水平風(fēng)切變對(duì)飛機(jī)的起飛著陸有極大危害。1976年6月23日下午在美國費(fèi)城機(jī)場(chǎng)發(fā)生一起嚴(yán)重飛行事故。當(dāng)時(shí)機(jī)場(chǎng)正在下大雨,在雷暴云中產(chǎn)生了下?lián)舯┝鳌R患茱w機(jī)在五邊遇到強(qiáng)烈風(fēng)切變,逆風(fēng)增大超過30M/秒,地速下降到185千米/小時(shí),(空速等于風(fēng)速加地速大約是293千米/小時(shí))這時(shí)飛行員放棄著陸,決定復(fù)飛,飛機(jī)在跑道著陸端離地18米高度開始爬高,當(dāng)上升到79米高度時(shí)逆風(fēng)消失,飛機(jī)毀在雷暴雨墻后的跑道上。事后分析,這一微下?lián)舯┝髌渌椒秶挥?.8千米.然而其內(nèi)部的風(fēng)切變?cè)?千米內(nèi)竟達(dá)33米/秒,相當(dāng)飛機(jī)突然損失
240千米/小時(shí)的速度,只有失速墜毀了。在暴雨中強(qiáng)行起飛也是非常危險(xiǎn)的:
1975、8、7、16時(shí)10分,美國大陸航空公司426號(hào)班機(jī)在丹佛機(jī)場(chǎng)起飛時(shí),受到一個(gè)水平范圍5KM的下?lián)舯┝鞯挠绊?,飛機(jī)在30米的高度時(shí),空速在5秒鐘內(nèi)從158KT減到
116KT,機(jī)長被慣性推向機(jī)頭,飛機(jī)從起飛到墜地只有1分鐘,機(jī)上15人受傷。事后分析,下?lián)舯┝饕鸬娘L(fēng)切變,沿飛行航跡為
10KT逆風(fēng)到50KT順風(fēng)。飛機(jī)在開始爬升的關(guān)鍵時(shí)刻,遭受到嚴(yán)重的風(fēng)切變。二、飛行中對(duì)雷暴的判斷:(一)根據(jù)云的外貌判斷飛機(jī)在云外飛行,且距離較遠(yuǎn)時(shí),主要根據(jù)雷暴云特有的外貌和天氣特征來判明雷暴云的強(qiáng)弱,并根據(jù)砧狀云頂?shù)纳煺狗较騺砼袛嗥涞囊苿?dòng)方向。1、較強(qiáng)雷暴云的特征(1)云體高大聳立,有砧狀云頂和最高云塔(2)云底呈弧狀、滾軸狀、懸球狀或漏斗狀,云體前方有移動(dòng)較快的混亂低云(3)云體下部較暗,并有中心黑暗區(qū);云體上部邊緣呈黃色(說明云中已有冰雹形成)(4)周圍有旺盛的濃積云伴隨(5)有垂直閃電2、較弱雷暴云的特征云體結(jié)構(gòu)松散,砧狀云頂有與下部云體脫離的趨勢(shì)有水平閃電(二)云中飛行對(duì)雷暴的判斷1、根據(jù)無線電羅盤指針判斷接近雷暴時(shí),無線電羅盤指針會(huì)左右搖擺或緩慢旋轉(zhuǎn),干擾強(qiáng)烈時(shí)指針會(huì)指向雷暴區(qū)。2、根據(jù)通訊受到的干擾來判斷一般離雷暴越近,受的干擾越大,在距雷暴40—50km時(shí),耳機(jī)中就有卡、卡聲,有時(shí)通訊中斷.3、根據(jù)天氣現(xiàn)象來判斷顛簸逐漸增強(qiáng),大量降水和積冰的出現(xiàn),是飛進(jìn)雷暴云的標(biāo)志.(三)使用氣象測(cè)雨雷達(dá)和機(jī)載氣象雷達(dá)探測(cè)雷暴這是判明雷暴最有效的方法。目前我國已建立了比較稠密的氣象雷達(dá)網(wǎng),可以比較準(zhǔn)確地探明雷暴云的位置,強(qiáng)度、厚度、有無冰雹等情況,如果充分利用,能可靠地引導(dǎo)飛機(jī)選擇安全的路線和降落場(chǎng)?,F(xiàn)在很多飛機(jī)裝載有彩色氣象雷達(dá),可以清楚地顯示出機(jī)前面扇形區(qū)域中的降雨區(qū)、冰雹區(qū)和雷暴中心夾帶雨粒湍流區(qū)域在彩色氣象雷達(dá)上,大雨區(qū)是用紅色來表示,湍流和冰雹區(qū)用醒目的品紅色(或紫色)來表示。利用機(jī)載氣象雷達(dá)來回避雷暴選擇安全航道是十分有效的。地面雷達(dá)的平面顯示和高度顯示機(jī)載氣象雷達(dá)的顯示使用機(jī)載氣象雷達(dá)避開雷暴三、安全飛過雷暴區(qū)的一般方法由于雷暴對(duì)飛行的嚴(yán)重影響,一般應(yīng)盡量避免在雷暴區(qū)飛行。1、繞過或從云隙穿過對(duì)航線上孤立分散的熱雷暴或地形雷暴,可以繞過應(yīng)選擇上風(fēng)一側(cè)和較高的飛行高度,目視離開云體不小于10km。若使用機(jī)載氣象雷達(dá),則應(yīng)在雷暴云的回波邊緣25km以外通過若穿過云隙,則兩塊雷暴云之間空隙應(yīng)不小于50—70km。2、從云上飛過越過時(shí)距云頂高度不應(yīng)小于500M,須對(duì)雷暴云的范圍、云頂高度、飛機(jī)升限、爬高性能有準(zhǔn)確的了解。3、從云下飛過如果雷暴不強(qiáng),云底較高,降水較弱,云下能見度較好,且地勢(shì)平坦、飛行員低空飛行經(jīng)驗(yàn)豐富,也可以從云下通過。應(yīng)盡量不在雷暴云的下方飛行,因?yàn)樵朴诘孛嬷g的雷擊次數(shù)最為頻繁,還有可能被強(qiáng)烈上升氣流卷入云中,和遭遇到下?lián)舯┝鞫ゲ倏v。無論采用什么方法,都應(yīng)避免進(jìn)入雷暴云中,盡量保持目視飛行。如果發(fā)現(xiàn)已誤入雷暴云,應(yīng)沉著冷靜,柔和操縱飛機(jī),保持適當(dāng)速度和平飛狀態(tài),迅速脫離。
能在雷暴下方的地面上或地面附近引起災(zāi)害性大風(fēng)的局地強(qiáng)下降氣流稱為
下?lián)舯┝?/p>
雷暴中下沉氣流所造成的外流,最遠(yuǎn)可出現(xiàn)在
雷暴云前方20~30千米處下?lián)舯┝鲗?duì)飛行的影響主要是
在低空造成強(qiáng)烈的垂直風(fēng)和水平風(fēng)切變?nèi)麸w機(jī)在飛行中遭遇到下?lián)舯┝?,飛機(jī)的性能常常是
先變好,后變壞
起飛著陸階段,在遭遇微下?lián)舯┝鞯那闆r下,逆風(fēng)突然減小將引起
等于風(fēng)速減小量兩倍的空速損失
若飛機(jī)在飛行中遭遇到微下?lián)舯┝鞫w機(jī)的性能有所變好,這時(shí)機(jī)長應(yīng)采取的措施是
馬上避開下?lián)舯┝鞯乃匠叨葹?/p>
4~40千米起飛著陸階段,在遭遇微下?lián)舯┝鞯那闆r下,逆風(fēng)突然減小將引起
等于風(fēng)速減小量兩倍的空速損失一個(gè)單獨(dú)的下?lián)舯┝鞯某掷m(xù)時(shí)間是多長
自氣流接觸地面到氣流消 散,很少有超過15分鐘的某航空器在微下?lián)舯┝髦杏龅斤L(fēng)速為45海里/小時(shí)的逆風(fēng),預(yù)計(jì) 通過此微下?lián)舯┝鞯目偟娘L(fēng)切變?yōu)槎嗌?/p>
90海里/小時(shí)雷暴在積云階段所具有的特征是
云中充滿上升氣流在處于雷暴區(qū)邊緣的機(jī)場(chǎng)起飛或著陸時(shí),要特別注意的危險(xiǎn)天氣 是低空風(fēng)切變第四節(jié) 特殊地形下的對(duì)流性天氣一、山地背風(fēng)波氣流越山時(shí),會(huì)在山脊背風(fēng)面上空形成波動(dòng)氣流,稱為山地背風(fēng)波或地形波和駐波。(一)形成背風(fēng)波的三個(gè)基本條件:氣流越過的山脊不是孤立的山峰,而是長山脊或山岳地帶,如太行山脈和秦嶺山脈等。風(fēng)向與山脊交角大,最好是正交;風(fēng)速在山脊高度上一般不能小于10M/S,且從山脊到對(duì)流層頂,風(fēng)速隨高度的增加而增大或減小保持不變。低層氣層不穩(wěn)定,而上層氣層穩(wěn)定。在滿足以上條件時(shí),在山的背風(fēng)面一側(cè)2-200KM范圍內(nèi),就有背風(fēng)波出現(xiàn),(波長通長在15km以下)。并順氣流向下游傳播,逐漸減弱消失。如果第二個(gè)山脊位于波動(dòng)的上升氣流區(qū),則波動(dòng)會(huì)因疊加而增強(qiáng),傳播距離增遠(yuǎn),如果第二個(gè)山脊位于波動(dòng)的下降氣流區(qū)波動(dòng)會(huì)減弱。山地波在水平方向可伸展幾十千米至幾百千米,向上可伸展到整個(gè)對(duì)流層。(二)背風(fēng)波對(duì)飛行的影響1、山地波中有明顯的升降氣流和亂流(升降氣流的垂直速度通常為5至10米/秒,有時(shí)可達(dá)25米/秒),
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