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第二 气象对飞行的影响(第1页)

第二节气象对飞行的影响

图3-15机场大雾

飞机在大气中飞行,气象条件变化将导致大气条件发生显著变化,直接影响到飞机的性能,甚至影响到飞行安全。大多数情况下,气象条件并未造成直接的飞行事故,但经常会造成航班飞行不正常(航班延误、航班取消等),引起乘客的不满和投诉(见图3-15)。

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《东南快报》2011年×月×日报:

昨日,从福州长乐机场飞往成都(途经长沙)的一航班因天气原因延误,百余名乘客在机场苦等了近7个小时。

昨日上午,刘女士准备搭乘12时15分起飞的U89××航班回长沙。到了机场后,她才知道因天气原因,飞机还没到达机场,100多名乘客在机场等候。

下午3时许,飞机到达机场,工作人员安排乘客们登机。原以为飞机很快就能起飞,但没想到,这些乘客在机上等了1个多小时后,工作人员又让他们下了飞机。

工作人员解释,因长沙出现大雾天气,飞机暂时还不能起飞。刘女士说,直到当晚6时许,仍不见有工作人员通知他们何时登机。

“为啥其他飞往长沙的航班都起飞了,而我们却迟迟不能登机?”刘女士说。

对此,长乐机场的工作人员表示,确实是天气原因导致该航班延误,但该航班何时能起飞,她却不知情。由于该航班属于四川航空公司,因每家航空公司对适合起飞的天气要求不一样,所以才会有飞往相同地点的航班有些起飞了,而有些还未起飞的事情发生。

从国际民航近13年飞行事故统计来看,事故年平均为36起,近13年因气象原因造成的飞行事故共160起,年平均为12。3起,占总事故数的13,在飞行事故9类原因中占第二位。据国内1980-1994年统计,与气象有关的飞行事故占总事故的12。2%。

最直接影响飞机操纵和飞行安全的航空气象因素,大致可归纳为风、云、能见度、气温、降水以及其他显著危害天气,如飞机结冰、乱流、雷暴、颠簸、风切变、浓雾所引起的低能见度等。

一、风

风是由于地球运动、大气层中温度不同和大气压力不同等原因使空气在不同方向上对流而形成的。空中风导致飞机空速与地速的大小和方向产生差异,如果没能及时准确修正将导致飞机偏航;起落过程地面阶段风将影响到飞机的空速,从而影响到飞机的升力和操纵,严重时还将造成事故。因此,飞行员随时都要考虑风的影响。

对于高速飞机来说风的影响相对较小,对低速飞机的影响较大,因此对低速飞机所有飞行过程、高速飞机在起飞着陆阶段,飞行员都需要考虑风的影响,在起飞和着陆时飞行的速度低,要更多地考虑风的影响,增加安全系数。侧风时的起落,飞行员必须考虑侧风会使飞机的航迹偏离跑道中心线造成飞机偏出跑道,必须作出相应的修正,当侧风的风速大过一定速度时,则不能起降。在巡航飞行时,顺风会使地速增加,从而使飞行的时间和燃油大量节约,因而在巡航时,驾驶员会力争在有利的风向高度上飞行。例如,飞机在无风情况下以每小时500千米的速度飞行,飞行3000千米需要6小时,如果在时速50千米的顺风中飞行,仅需5小时27分,约可节省10%的时间和燃料。

全球大气的运动决定了地球上主要的风,地球大气层的总体运动有三个方面:第一是由于太阳的辐射造成赤道和两极的温差,低空冷空气由两极流向赤道,而在高空空气则由赤道流向两极。第二是由于地球的自转产生了对运动空气的附加力,这种力也称哥氏力,使空气运动的方向改变。第三是由于地面各位置的空气压力不同造成的压力梯度。我们在天气图上用等压线表示,空气总是从高压区流向低压区,在流动中有一些空气围绕着高压区或低压区转动就形成了气旋,这3种力量形成了地球上面的3种循环区(见图3-16)。

图3-16天气图上的等压线

第一个区域从赤道到南、北纬30°,在0°至北纬30°盛行东北信风,0°至南纬30°盛行东南信风。第二个区域是南北纬的30°~60°之间,在这两个区域中都形成一个西风主风带,并经常按季节出现台风、暴风雨等。在纬度60°以上地区,由于极地寒冷,空气气团下降,这里形成高压区,风向是从极点外吹去,这种常年的风向,决定了世界各地的主风向,主风向是修建机场时选择跑道方向的主要因素之一。

在中等纬度范围内,我们遇到的空气运动是由相同温度和湿度的空气组成一个整体气团的运动。在极地海洋生成的气团是冷而潮湿的,极地大陆上生成的气团是冷而干燥的,在热带海洋上的气团是热而潮湿的,热带大陆上的气团是热而干燥的。冷气团和热气团相交形成锋面,如果是热气团进入冷气团称为暖锋,反之则称为冷锋,锋面运动将带来大风和气温的变化。这是一种对航空很重要的气象情况,暖锋面由于热空气在行进中和冷空气相遇时向上移动,从而形成一个倾斜向上的界面,这一个界面可以延伸上百千米,因为热空气中的水分遇冷凝结,在这一带中就形成很大的雾区和雨区。一般目视飞行的飞机要避开暖锋,对于仪表飞行的飞机也要绕开暖锋形成的强降雨区。冷锋是由于冷空气移动,它移动得比热空气快,因而带来大风。同时,热空气上升会带来雷雨天气和气流的颠簸,冷锋一般时间较短。

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1993年11月4日,香港启德机场(见图3-17),因受到轻度台风埃洛(Ira)向西北方向移动接近香港且香港位在台风右前部的影响,当时机场跑道雨势及侧风极为强劲,上午11:00风向070°,风速为21节,阵风34节,上午12:00风向风速070°、21节,阵风40节,天气状况非常不好,跑道积水。中华航空公司CI-605班机B747-400型飞机于当天上午11:30左右朝向十三号跑道降落时,侧风加上湿跑道等缘故,造成飞机冲出跑道而坠入于海中,所幸机上296名乘客和机组人员全部获救,未发生重大伤亡事故,唯有旅客23人受伤,飞机全部报废。

图3-17香港启德机场

二、云

云是由空气中的水蒸气凝聚成的悬浮在空中的小水滴,从形状上可以分为积云和层云。

积云按高度分为低云(距离地面2000米以下)、中云(距离地面2000~7000米)、高云(距离地面7000米以上)和垂直延伸云(从300米一直延伸到平流层底部);积云按水滴的浓度可分为积雨云、浓积云、淡积云。积雨云和浓积云的底部和周围都有强大的气流(见图3-18),因而在这些区域飞行是不稳定的,而云的上面气流是平稳的。浓积云特别是积雨云中有强烈的对流和降水、雷电等恶劣气象,对飞行影响较大。层云中气流比较稳定,没有明显的对流,对飞行影响较小(见图3-19)。

图3-18积雨云底

图3-19层云

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