飞机空中颠簸的原因是什么?
飞机空中颠簸的原因是什么?
风切变通常是指在很短的距离内风的速度或方向（或者两者同时）发生陡然变化。对飞行影响最严重的是发生在离地高度600米以下的低空风切变。
飞行员需要在第一时间发现风切变，从而避开风切变，并在有足够的时间、高度和推力的情况下，才能战胜风切变。
定期有效地模拟机训练，长期稳定的心理素质培养，以及飞行员不断增强的自身应变能力，对于提高飞行员改出风切变的能力显得尤为重要。
事实上，飞行颠簸是由于大气扰动，也就是我们常说的风切变引起的，并非与人为操纵水平有关。风向风速瞬间变化，看不见、摸不着，因此飞行过程中的颠簸是正常的，也是不可避免的。
风切变的成因
风切变通常是指在很短的距离内风的速度或方向（或者两者同时）发生陡然变化。这里所说的
风是三维的，不仅包括水平风还包括垂直风。其中，水平风的垂直切变是指水平风在垂直方向上两个不同高度点之间的风向和风速的变化；水平风的水平切变是指水平风在水平方向上两个不同距离点之间的风向及风速的变化；垂直风的切变是指上升或下降气流（垂直风）在水平方向（或航迹方向）上的变化。
事实上，在实际大气中，这3种风切变既可单独存在影响飞行，也可综合并存影响飞行。高空的风切变仅仅会造成颠簸，飞行员会通过改变高度层，试图脱离颠簸区。大范围系统性的天气，会使飞行长时间内在各个高度层持续颠簸，飞行员则会选择颠簸速度和马力，寻求相对平稳的状态。然而，对飞行影响最严重的是发生在离地高度600米以下的低空风切变。
产生风切变的原因主要有两大类，一类是大气运动本身的变化所造成的，另一类则是地理、环境因素所造成的。有时则是两者综合而成。
当飞行时遇到雷暴、积雨云等强对流天气时，在这种天气条件影响下的一定空间范围内，均可产生较强的风切变。尤其是在雷暴云体中的强烈下降气流区和积雨云的前缘阵风锋区，风切变现象会更为严重。
那些特别强的下降气流被称为“微下击暴流”，这是对飞行危害最大的一种风切变现象。它是以垂直风为主要特征的综合风切变区。强雷暴天气下产生的下冲气流、风切变往往是致命的，所以要避免进入或接近强雷暴区域。
当遇到锋面天气，无论是冷锋、暖锋或锢囚锋，均可产生低空风切变。不过，其强度和区域范围不尽相同。这种天气的风切变多以水平风的水平和垂直切变为主（但锋面雷暴天气除外）。一般来说，其危害程度弱于强对流天气产生的风切变。
在秋冬季睛空的夜间，由于强烈的地面辐射降温而形成低空逆温层，该逆温层上面有动量堆集，风速较大形成急流，而逆温层下面风速较小，近地面往往是静风，故会产生逆温风切变。该类风切变强度通常更小，但它容易被人忽视，一旦遭遇若处置不当也会发生危险。
此外，地理、环境因素也会引起风切变。风切变状况与当时的盛行风状况（方向和大小）有关，也与山地地形的大小，复杂程度，迎风、背风位置，水面的大小和机场离水面的距离，建筑物的大小和外形有关。一般山地高差大，水域面积大、建筑物高大，不仅容易产生风切变，而且强度也较大。
这种由复杂地形引起的风切变以香港赤腊角新机场为代表，由于跑道为填海而成，三面环海，机场南端有高大的山峰，周边都是山地，且机场位于我国南部沿海，受台风、雷雨天气的影响，所以机场常年受到风切变的袭扰。
微暴流的威胁
风切变可以由大范围的锋面系统引起，或由小范围的雷暴引起。它可以出现在无云的高度上，被称为晴空颠簸。也可能出现在离地面很低的地方，这是一种特殊类型的风切变，称为微暴流。干燥的空气导致周边雨水蒸发，空气变冷变重。这种冷重气团冲击地面便形成了微暴流。
原地停留的雷暴引发了以初始冲击点为中心，向四面扩散的微暴流。但是，大多数雷暴都是移动的，这就使得微暴流沿着雷暴的方向运动，这种运动会使微暴流最初的圆圈状气流变成椭圆状。在这种情况下，处于雷暴前锋的椭圆边缘就会产生很强的风，而后缘部分的风则弱一些。
微暴流对于起飞着陆阶段的飞机具有极大的威胁。其冲击地面时形成的高速风影响范围可能
很大，风速可高达130节，但一般其覆盖范围是直径约2海里的区域。虽然微暴流引起的下冲气流对飞机威胁很大，但最大的威胁还是来自风向的改变。在微暴流中心附近，风切变会导致飞机失速。我们就以着陆过程中遭遇风切变为例。
如上图所示，这是一个引起40节水平风切变的微下击暴流。飞机处在进近状态，空速130节，推力300磅，初始高度400米。当飞机飞入风切变前缘时，由于机翼上空气流量增大，指示空速从130节陡升至170节。未曾预期的飞机性能陡升，常常是遭遇风切变的第一条判断依据。进近速度增加会使飞机上飘到进近航迹的上方。由于飞机飞得高，而且速度快，自动油门本能的反应就是减推力。
遭遇风切变时，极端危险的时刻出现在飞机穿过风切变中心时。此时，40节的顶风很快地变成40节顺风，于是170节的指示空速迅速掉至90节。推力为0，进近高度已经降至200米。这时飞机处在低高度、小速度、零推力状态。此时此刻，要想增加推力改出风切变，恐怕是回天乏术了。
飞机失事原因因此，飞行员需要在第一时间，发现风切变，从而避开风切变，在有足够的时间、高度和推力的情况下，才能战胜风切变。
如何应对风切变
事实上，改出风切变是可能的，这取决于飞行员的准确判断和及时改出。在台风天气和许多地形复杂的机场，如大连、广州、香港等地出现风切变的情况很多，战胜风切变的例子也很多。只要飞行员作出正确的判断和决断，完全能克服风切变对飞机造成的影响。
然而，国外对飞机因风切变失事的研究表明，在飞行员作出决断时，往往有许多其他因素干扰飞行员，比如复杂的天气和飞机部分系统故障，会吸引飞行员的主要注意力，降低飞行员对风切变的反应能力。又或是当飞行员具有颠簸天气飞行的丰富经验，而飞机又将很快到达预定的落地机场时，强烈的落地愿望很可能延迟飞行员对复飞的决定。因此，定期有效地模拟机训练，长期稳定的心理素质培养，以及飞行员不断增强的自身应变能力，对于提高飞行员改出风切变的能力显得尤为重要。
因此，在飞机飞行的过程中，遇到空中颠簸，常常是风切变所致，并非人为技术造成的。这是不可避免的一种天气现象，旅客应正确对待它。
尽管风切变对飞行安全构成了一定的威胁，但是随着飞行科技的不断提高以及飞行员自身能力和素质的不断增强，成功改出或处置风切变并不是一件难事。

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