颠簸简介

湍流
• 空气中空气运动方向和 速率不规则的变化称为 湍流。湍流强度用理查 森数判断：
• Ri=[g(γd -γ)]/[T(ΔV/ΔZ)2]
Ri值越接近 于零，湍流
越强。
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颠簸等级
根据飞行员感觉和目测的飞行状态的异常程度划分：
等级
特征
轻度（
）
飞机轻微地和有间隙地上下投掷，空速表指示时 有改变。
颠簸简介
东海航空 气象团队
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目录
第一节 颠簸基本概念 第二节 颠簸观测 第三节 颠簸预报 第四节 颠簸产品
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第一节 颠簸基本概念
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颠簸与湍流定义
颠簸
由湍流使飞机发 生振颤、上下抛 掷、摇晃、摆头 的现象称为飞机 颠簸。
观测手段
飞行员报告
• 优点：有颠 簸等级判断， 及时性
• 缺点：主观 性，延迟性， 不报告弱颠 簸和无颠簸
飞行记录器数 据
• 优点：精度高， 客观，可以使 用EDR或DEVG 测量
• 缺点：数据延 迟，无法获取
AMDAR
• 优点：精度高、 客观、实时下 传、时间分辨 率高，数据格 式统一
• 缺点：需要费 用
低层 湍流 LLT
在行星边界层内，由于锋面过境引起的地面强风，或干热地表面形成的 局地对流，或地表障碍物（如山、树木和建筑物）对气流造成的强迫抬 升等原因，使得近地面形成湍流。这种湍流在起飞和降落过程中可能会 造成重大的安全隐患，特别是对于小型飞机。
山波
湍流 MWT
在稳定的气流中，与山地地形上方、后方的大振幅重力波和破碎重力波 （可通过对流层延伸到很高的气层，并进入平流层及更高）有关的湍流 常被称为山地波湍流（MWT）。
中度（
）
飞机抖动、频繁的上下投掷，左右摇晃，颠簸， 操纵费力，空速指针跳动达10Km/h。
严重（
）
飞机强烈地抖动，频繁地和剧烈地上下投掷不止， 空速指针跳动达15-20Km/h，操纵困难。
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颠簸等级
根据这些物理量的值将颠簸划分为三个等级：
颠簸等级
涡旋耗散率 等效垂直阵风速度 载荷因数变量
激光雷达数据
• 优点：可以测 量湍流
• 缺点：装有激 光雷达的飞机 不多
卫星数据
• 优点：覆盖范 围广，不局限 于航路
• 缺点：无确切 的湍流数据， 只是推测
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飞行员报告（PIREPS)
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AMDAR计划
商用飞机大都装有气象传感器以及自动数据收集和处理系统,该系统可以 把飞机在飞行中得到的气象数据自动转播到地面,这种系统就是AMDAR （Aircraft Meteorological Data Relay）。
AMDAR资料由于具有较高的时空分辨率，特别是在反映航线的大气实 况上，弥补了探空观测时间间隔过长的不足，可为预报人员提供高时间 分辨率的高层大气的实际状况。另一方面，由于飞机大密度地在机场起 飞降落，其所携带的航空器自动探测的AMDAR资料已成为了机场及其 附近空域的实时探空资料，这些高密度的资料使得预报员能够连续地监 测机场及其周边地区的气象要素及其时空变化特点，进而捕捉到一些常 规探空观测难于发现的中小尺度天气系统及其演变趋势，为准确制作临 近和短时预报提供了精细的预报依据。
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湍流类型
晴空 湍流 CAT
尾涡 湍流
航空航天运行中的自由大气可见的对流活动（包括在卷云中发现的 湍流或邻近可见的对流活动）；这种湍流通常在时间和空间尺度上， 垂直尺度远小于水平尺度；通常出现在对流层上部和平流层下部 （UTLS）。晴空湍流通常与增强的风切变、稳定性降低的急流、对 流层顶和高空锋等气象条件有关，因为它经常发生在晴朗的空气 （虽然有时在高层云中），通常被称为晴空湍流或CAT。CAT一般出 现在急流轴及其上下的低压一侧。这个有利于CAT的环境条件可引 起Kelvin-Helmholtz不稳定性（KHI），但重力波和惯性重力波浪破 碎也有助于UTLS湍流。
中国气象局开展了AMDAR资料在多种数值天气预报模式中的同化试验。
目前国内飞机资料已应用于： T213模式、T639模式、WRF模式、 GRAPES全球模式、GRAPES区域模式、GRAPES-RUC模式。
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第三节 颠簸预报
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指飞机飞行时产生的一对绕翼尖旋转的方向相反的闭合涡 旋，在两条尾涡之间，是向下的气流，两条尾涡的外侧是 向上的气流，当一架较轻的飞机尾随一架较重的飞机时， 容易遭遇尾涡湍流，尤其是近地面起降时影响更大。
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第二节 颠簸观测
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对流 湍流 CIT
这种湍流源于对流云中的上升气流和下降气流，称为对流诱导湍流。CIT 的寿命相对较短，一般只有几分钟，但偶尔对中尺度对流系统（MCS）可 能要长得多。由于CIT大多是可见的（对流云），因此，大多数飞行员都 会避开对流云，实际运行中，对流湍流遭遇得较少，EDRs>0.23m2/3s-1约 为2%，最大出现在云层深度的上三分之一。
预报方法
天气学方法
• 锋面 • 高压脊 • 气旋 • 槽线和切变线 • 高空急流
• 能量学
• 运动学
数值预报方法 • 动力学
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锋面
1.较强的颠簸多出现在锋面附近 2.在各种锋面中，冷锋的颠簸最强 3.冷气团一侧出现的频率比暖气团Biblioteka Baidu侧大 4.锋面移动速度越快，两侧气团越不稳定，产生的
（EDR ,m2/3s-1） （DEVG,ms-1）
（△N）
轻度Light
中度 Moderate
0.1-0.39 0.40-0.69
2.0-4.5 4.5-9.0
＜0.2 0.2-0.5
严重Severe
≥0.70
≥9.0
＞0.5
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湍流类型
当湍流尺度与飞机尺度（15-150m）接近时，容易产生飞机颠簸，在这个尺度 范围内，飞机对湍流的响应随机翼载荷（= W/S，其中W是飞机重量，S是翼展） 的增加而减小并随高度和空速增加。