风切变
风切变是什么意思

风切变是什么意思风切变(Wind Shear)是指气流在垂直和水平方向上的差异,也就是风速和/或风向的突然变化。
它通常发生在大气中不同高度的气流交汇的地方,造成剧烈的风速和风向的变化。
风切变对于航空、气象和飞行安全都具有重要的影响。
风切变可以分为两种类型:垂直风切变和水平风切变。
垂直风切变是指由于不同高度上的气流速度和方向的改变而导致的风切变。
这种情况通常发生在低层大气中,如接近地面或云层中。
水平风切变是指由于水平方向上的气流速度和方向的改变而导致的风切变。
这种情况通常发生在高空大气中,如高空急流中。
风切变对于航空飞行安全具有重要的影响。
在近地面范围内的飞行中,特别是在起飞和降落阶段,风切变可能会导致飞机失速、失控、降低飞行性能或偏离航线。
飞机在进入风切变区域时,可能会突然遇到剧烈的风速和风向的变化,需要飞行员及时采取应对措施,以确保飞行安全。
此外,风切变也是导致大气动力和热力学不稳定的主要原因之一。
风切变会使空气层发生翻转,形成较强的上升气流和下沉气流。
这些气流的急剧变化会导致天气的不稳定性增加,产生雷暴、龙卷风等极端天气现象。
在气象学中,风切变被广泛用于预测和分析天气变化。
通过监测和测量风速和风向的变化,气象学家可以判断风切变的程度和位置,并预测可能的天气变化。
这对于航空领域的气象预报和飞行安全至关重要。
风切变的观测和监测方法主要包括地面观测和卫星观测。
地面观测通常通过使用雷达、风速计和风向计等仪器来获取数据,而卫星观测则通过卫星图像来分析大范围的风切变情况。
这些观测数据可以用于制作风切变图,以帮助飞行员和气象学家做出准确的决策。
为了应对风切变对航空飞行的影响,飞行员和航空公司采取了一系列的措施。
飞行员在接受培训时会学习如何识别和应对风切变,包括飞行技巧和操作程序的调整。
航空公司也会提供风切变预警系统,以及相应的操作指导和培训,以确保飞行员能够应对风切变带来的挑战。
总之,风切变是指气流在垂直和水平方向上的差异,通常发生在气流交汇的地方。
谈谈风切变
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谈谈风切变“风切变”对飞行安全威胁极大,早已众所周知,由其在起飞进近,着陆阶段黄道风切变对飞行的威胁就更大,因此做为机组每个成员,充分地认识和掌握,预防,判断及处理风切变的方法无疑对保障飞行安全极为重要。
今天主要讲解以下几个问题:一、风切变的概念二、产生风切变的气象条件:三、风切变的种类,对飞行的影响四、风切变的判断五、风切变的开六、风切变的预防七、风切变的放出八、风切变的注意事项及要求一、风切变的概念:风切变是指飞行轨迹距离内风速和风向的改变,严重的风切变指的是空速变化大于15海里/时或垂直速度变化大于500英尺/分钟的风切变。
二、产生风切变的气象条件:对天气现象的了解,提高预防和处置能力㈠雷暴,雷暴是产生风切变的重要条件,雷暴的下降气流在不同的区域可造成两种不同的风切变:一种是发生在雷暴体下面由下击暴流造成的风切变,此种风切变的特点是范围小,寿命短,强度大;另一种是雷雨下冲到达地面后,形成强烈的冷性气流向四处传播,这股气流可传到离雷暴云20KM处,由于它离主体,并且不伴随,其他天气现象,不易发现对飞行威胁更大。
㈡锋面是产生风切变最多的气象条件,大气中冷暖两种性质不同的气团之间常有一个十分狭窄的过渡区,人民称为锋面,穿过锋面时常会遇到风的急剧变化,强的冷锋过后,大风区也存在严重的低空风切变。
㈢辐射逆湿型低空急流:在晴夜产生强辐射逆湿层,在逆湿层顶附近有低空急流,高度几百米,有时可以100以下,主要是挡住了两个层之间混合作用的动量传送,阻止向下传递,一般地面风很小,晴天日落形成,日出前最强,日出后逆温层解体,消失,在夜间和拂晓飞行有一定影响。
㈣地形,地物产生的切变,当机场周围山脉较多,或地形地物复杂,常有由于环境条件产生的低空风切变,特别是大风天气在周围地面复杂的机场起降,正是由于地面地物在的气象条件到时。
三、风切变种类对飞行影响:1、顺风切变2、逆风切变3、侧风切变4、垂直切变。
风切变的应对措施
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风切变的应对措施什么是风切变?风切变(Wind shear)是指在空间和时间上出现风速或风向突然改变的现象。
风切变通常出现在大气边界层中,尤其是在近地面的低层大气层中。
它是一种危险的天气现象,对于航空、航天、气象和风能等领域都具有重要影响。
风切变可以分为垂直风切变和水平风切变。
垂直风切变是指水平风速或方向在不同高度上的突然改变,而水平风切变是指风速或方向在相同高度上的突然改变。
风切变的影响风切变对于航空和航天活动是非常重要的。
由于风速和风向的突然变化,飞行器在起飞、降落和飞行过程中可能会受到风切变的干扰。
风切变可能导致飞机的升降速度发生变化,从而影响飞行器的稳定性和控制能力。
此外,风切变还可能导致飞机的起飞性能和着陆性能发生变化。
对于风能和建筑工程等领域,风切变也是一个重要的因素。
风切变可能导致风能设备的运行不稳定,还可能对高层建筑物的结构稳定性造成影响。
因此,及时识别和应对风切变是非常重要的。
风切变的应对措施针对风切变的存在,现代航空和气象技术已经发展出一系列应对措施。
下面是一些常见的风切变应对措施:1. 风切变警告系统风切变警告系统(Wind Shear Warning System)是一种被广泛应用于航空领域的技术。
该系统通过测量风速和风向的变化,以及通过地面和气象雷达获取的大气信息来预测风切变的存在。
一旦系统检测到风切变,它将向机组发出警告,以便他们能够采取适当的措施。
2. 风切变逃逸程序许多航空公司都制定了风切变逃逸程序(Wind Shear Escape Procedure)。
这些程序提供了机组人员在遇到风切变时采取的操作流程。
逃逸程序通常包括撤离风切变区域、尽可能增加飞机速度和高度,并通过预先规定的航向脱离风切变区域。
3. 风切变训练和教育风切变训练和教育是飞行员和机组人员接受的重要培训。
通过风切变训练,机组人员可以了解风切变的特征、风切变的影响以及应对风切变的策略。
这些培训和教育帮助提高机组人员的飞行技能和风切变应对能力,保证飞行安全。
风切变
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风切变概念:风切变,又称风切或风剪,是指大气中不同两点之间的风速或风向的剧烈变化。
风切变可以是垂直风切变或水平风切变,或者二者同时具备。
风切变产生剪切或撕扯效应。
风切变处置在每部PFD上显示一个红色旗标“”WINDSHEAR(风切变),伴随有一个合成语音“WINDSHEAR”,重复三次。
如果通过系统探测或飞行员观察到风切变,执行下列改出技术:■在起飞时:■如果在V1前:只有在所示V1之前出现剧烈的空速变化并且飞行员确定还剩有足够的跑道(长度)可以停住飞机时,才应该中断起飞。
■如果在V1后:油门杆................................................................................................................ TOGA到达VR时..............................................................................................................抬轮速度基准系统指令...............................................................................................遵守这包括采用拉杆到底的动作,若需要。
注:1.如果接通,当迎角大于迎角保护时,断开自动驾驶仪。
2.如果飞行指引杆不工作,如果需要,使用最初的俯仰姿态(最大为17.5 °),同时向后拉杆到底(如果需要)。
如果需要,为了尽量减小高度损失,增加俯仰姿态。
■离地,初始爬升或着陆时油门杆在TOGA位......................................................................................... 设定或确认自动驾驶仪(若接通)..................................................................................................保持速度基准系统指令.....................................................................................................遵守这包括采用拉杆到底的动作,若需要。
风切变和塔影效应的影响分析
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风切变和塔影效应的影响分析风切变和塔影效应是两个与飞行安全密切相关的气象现象。
风切变指的是风速和/或风向在短时间内的急剧变化,而塔影效应则是大型建筑结构对风的干扰造成的飞行条件变化。
本文将分析这两个现象对飞行的影响,并讨论相关的飞行安全问题。
首先,风切变对飞行的影响是显著的。
风切变会导致飞机在短时间内遭遇到突然变化的气流,给驾驶员带来困难。
风切变分为垂直风切变和水平风切变两种类型。
垂直风切变是在垂直方向上风速的急剧变化,而水平风切变则是风方向的急剧变化。
垂直风切变会对飞机的升力和下降率产生直接的影响,可能导致飞机失去飞行高度或高度迅速变化,从而给飞行安全带来风险。
水平风切变会导致飞机在横向方向上发生突然的位移,影响飞机的航线和姿态稳定性,进一步增加了驾驶员的操纵难度。
风切变还会对机身表面产生不同方向的气流冲击,增加空气动力学的复杂性,可能导致飞行控制和稳定性的问题。
其次,塔影效应对飞行的影响也不可忽视。
当飞机经过高建筑或者其他障碍物附近飞行时,塔影效应会导致风的速度和方向发生变化。
这是因为建筑物会对风流形成阻挡和折射,导致风速的加速和变化。
塔影效应尤其在起降阶段对飞机的影响更大。
在起飞过程中,当飞机通过高楼大厦附近时,风速可能会突然增加,引起升力变化,对起飞性能产生不利影响。
在降落过程中,飞机也可能受到突然的侧风和气流扰动,增加了驾驶员的操作难度。
此外,塔影效应还可能对飞机的导航和通讯设备产生干扰。
对于风切变和塔影效应的影响,飞行员需要进行认真的气象预报和严密的飞行计划。
飞行员应该及时了解气象情况,包括风速和风向的变化等,以便做出合理的飞行决策。
此外,飞行员需要在飞行中特别注意风速和风向的变化,及时做出相应的飞行控制调整。
飞行员还应该加强对风切变和塔影效应的培训和训练,提高对这两个现象的识别和应对能力。
总之,风切变和塔影效应都是影响飞行安全的重要气象因素。
风切变导致飞机在短时间内遭遇到突然变化的气流,对飞行稳定性和高度控制产生影响;塔影效应则是大型建筑结构对风的干扰,引起风速和风向的变化,对起降和飞行导航产生影响。
影响飞行安全的危险天气一—风切变
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影响飞行安全的危险天气一—风切变风切变即是在短距离内风向、风速发生明显突变的状况。
强烈的风切变瞬间可以使飞机过早地或者被迫复飞。
在一定条件下还可导致飞机失速和难以操纵的危险,甚至导致飞行事故。
影响飞行安全的危险天气——吹雪当地面有积雪,强风将积雪吹起飞舞在近地面空中的现象,使得能见度小于10公里,如果雪片被风吹起,高度超过2米,称为高吹雪,如果高度不超过2米,称为低吹雪。
影响飞行安全的危险天气——雷雨雷雨是在强烈垂直发展的积雨云内所产生的一种天气现象,这种现象除有较强的降水外,同时还伴有雷声、问电和风的骤变,有时还伴有冰雹。
雷雨有以下几类:气团性雷雨分对流性雷雨和地形雷雨;锋面雷雨分为冷锋、锋前、暖锋、静止锋、高空锋雷雨。
雷雨对飞行的影响:雷雨产生颠簸(包括上升、下降气流)、结冰、雷电、冰雹和飑,均给飞行造成很大的困难,严重的使飞机失去控制、损坏、马力减少等危险。
影响飞行安全的危险天气一一结冰飞机在温度0℃以下的云中飞行时,往往在飞机的外表通风面上凝结冰霜,这种现象叫飞行结冰。
在温度低于零度(特别是在0℃至10℃)的云中,存在着大量的过冷水滴。
过冷水滴是很少稳定的,一受到震动,就会冻结。
当飞机机体表商的温度低于0℃时,碰上些冷水滴,就会产生积冰。
结冰对飞行是很危险的。
由于冰霜的聚积增加了飞机的重量,更重要的是因为机翼流线型的改变,螺旋桨叶重量的不平衡,或者是汽化器中进气管的封闭,起落架收放困难,无线电天线失去作用,汽化器减少了进气量,降低了飞机马,还可使油门冻结,断绝了油料来源,驾驶舱窗门结冰封闭驾驶员的视线等原因造成飞机失事危险是可以想象的。
结冰的形态可以分为明冰、毛冰与雾凇三种。
明冰和毛冰最危险。
因其牢固,不易排除,而且增长极为迅速,成为最危险的一种积冰。
影响飞行安全的危险天气一一颠簸颠簸的危害:飞行时的颠簸主要是由于空气的不规则的垂直运动,使飞机上升下沉,由于热力原因造成的颠簸,如午后或太阳辐射最强烈时的颠簸。
风切变
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避免风切变风切变的空间表现形式● 1.水平风的垂直切变指在垂直方向上,一定距离内两点之间的水平风速和(或)风向的改变● 2.水平风的水平切变指在垂直方向上,一定距离内两点之间的水平风速和(或)风向的改变● 3.垂直风的切变指上升或下降气流(垂直风)在水平方向上两点之间的改变风切变的影响●顺风切变:空速减小,升力减小●逆风切变:空速增加,升力增加●侧风切变:飞机从一种侧风或无侧风状态进入另一种明显不同的侧风状态,飞机横侧位移,侧滑,滚转●垂直风的切变:飞机从无明显的升降气流区进入强烈的升降气流区域,飞机高度快速变化低空风切变●低空风切变:在高度600米以下的风切变●飞机此刻正处于起飞或着陆阶段,飞机构型不利于风切变改出,最危及飞行安全低空风切变危害性1.机组判断反应和改出的时间短,对机组操作要求较高2. 障碍物多,越障要求难满足,有触地危险3.飞机在起飞构型,往往重量较大,爬升性能受影响4.飞机在着陆构型,阻力大,不利于增速爬升产生低空风切变的天气条件●雷暴:●雷暴的下降气流在不同的区域可造成两种不同的风切变● 1.雷暴单体下面,由下击暴流造成的风切变2.下冲气流到达地面后形成强烈的冷性外流●锋面●穿过锋面时,将碰到突然的风速和风向变化,强冷锋及锋后大风区存在严重的低空风切变。
●产生较强的风切变的锋面附近:● 1.锋移动快(≥55千米/小时)2.锋两侧温差大(≥5℃)●辐射逆温型的低空急流逆温层上强风的形成:夜间急流逆温层阻挡了风速向下的动量传递,使地面风很弱,而且风向多变,这样就在地面附近与上层气流之间形成了较大的风切变●地形地物● 1.机场周围山脉较多或地形地物复杂● 2.处于盆地的机场:● 3.机场正处在山脊的背风一侧4.大风吹过机场附近的建筑物低空风切变的判定●目视判别●座舱仪表判别●用专用设备探测低空风切变目视判别●雷暴冷性外流气流的沙暴堤●雷暴云体下的雨幡●滚轴状云:在雷暴型和强冷锋型风切变中,强的冷性气流往往有明显的涡旋运动结构,并伴有低空滚轴状云座舱仪表判别●空速表:美国波音公司规定,当空速表指示值突然改变28~37千米/小时,应中止起飞或不作进近着陆●高度表:飞机在下滑过程中高度表指示出现异常,大幅度偏离正常高度值时,必须立即采取措施●升降速率表:波音公司建议在下降速度短时内改变值达500英尺/分时,即认为遇到强风切变,飞行员应采取复飞等相应措施专用设备探测低空风切变●机载风切变探测:气象雷达预测式风切变系统(PWS)在2 300 ft AGL 以下自动工作。
风切变公式
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风切变公式风切变(wind shear)是指风场中随着高度不同而发生的风速和方向的急剧变化。
风切变对航空飞行安全造成威胁,因此在航空飞行中需要对其进行严密的监测和预测。
本文将介绍风切变的原理、风切变公式的推导以及风切变在航空飞行中的实际应用场景。
一、风切变的原理1.1 风切变的产生原因风切变的产生原因是因为大气环境中各层之间的风速和风向存在差异,当飞机飞入下沉气流或上升气流区域时,就会受到不同方向大小的风切变干扰,从而影响飞行安全。
风切变的形成原因主要有以下几个方面:(1)地面温度梯度不均地面温度梯度不均会引起风向和风速的变化。
当太阳直射地面时,地面温度升高,空气受热后会上升;而在高空区域,气温较低,下沉气流会将冷空气输送到低空区域,这样就产生了垂直风切变。
(2)山区地形山区地形的存在也会导致垂直风切变。
当气流在山脉、峰顶等地形特征处受到阻挡时,会形成山洋。
山洋的上部是高速气流,下部是低速气流,形成了显著的垂直风切变。
(3)锋面锋面是冷暖气团的交界处,由于温差较大,会导致风速的急剧变化,形成水平风切变。
(4)湍流湍流是指空气在流动过程中因为速度和方向的变化而引起的大规模涡旋。
这些涡旋可能会产生剧烈的风切变。
1.2 风切变的分类根据产生风切变的原因,风切变可以分为垂直风切变和水平风切变两种。
(1)垂直风切变垂直风切变是指风速和风向在垂直方向上的变化。
当飞机从一个气流区域穿越到另一个气流区域时,如由一层上升气流进入到下降气流中,就会遇到垂直风切变。
(2)水平风切变水平风切变是指在同一高度上,风速和风向的急剧变化。
这种风切变通常与前面提到的锋面有关。
当飞机通过锋面时,会遇到水平风切变,从而影响飞行安全。
1.3 风切变对飞行安全的影响风切变对飞行安全的影响表现在以下几个方面:(1)降低飞机的机动性和控制性。
由于风切变会导致飞机速度和爬升率发生巨大变化,飞机可能无法保持预定的爬升率和空速,进而导致飞行控制困难。
简述低空风切变的概念
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简述低空风切变的概念低空风切变是指在低空(通常指地面至3000英尺)中,风速和/或风向的急剧变化。
这种变化可能导致危险的飞行条件,对于航空、航天、气象等领域都具有重要意义。
低空风切变主要分为两种类型:垂直风切变和水平风切变。
一、垂直风切变垂直风切变是指在垂直方向上,同一高度不同时间内的风速和/或方向的改变。
这种现象通常发生在雷暴云附近或下降气流中,也可以由地形引起。
垂直风切变可能会导致高度损失、速度波动和机体姿态异常等问题,对于航空安全具有重要影响。
二、水平风切变水平风切变是指在水平方向上,同一高度不同位置之间的风速和/或方向的急剧改变。
这种现象通常发生在雷暴云附近或冷锋前缘等区域,也可以由热带气旋引起。
水平风切变可能会导致着陆时失速或失控、起飞时爬升率下降、飞机失速等问题,对于航空安全具有重要影响。
三、低空风切变的形成原因低空风切变的形成原因主要有以下几个方面:1. 热力作用:在热带地区,由于太阳辐射的影响,地面温度高,导致气流上升和下沉,从而形成垂直风切变。
2. 地形作用:地形高差大的区域会产生垂直或水平风切变。
例如山谷、山脉和海岸线等地区。
3. 气旋作用:气旋系统中心处会产生强烈的水平风切变现象。
例如龙卷风和热带气旋等。
4. 大气层结不稳定:在大气层结不稳定的情况下,空气上升和下沉速度加快,从而引起垂直风切变。
四、低空风切变对航空安全的影响低空风切变对航空安全具有重要影响。
它可能会导致以下问题:1. 失速或失控:水平或垂直方向上的急剧风速变化可能会导致飞机失速或失控,对于起飞和着陆特别危险。
2. 着陆时高度损失:水平方向上的急剧风速变化可能会导致飞机在着陆时高度损失,从而造成撞地事故。
3. 起飞时爬升率下降:水平或垂直方向上的急剧风速变化可能会导致起飞时爬升率下降,从而影响安全起飞。
4. 气流紊乱:低空风切变可能会引起气流紊乱,从而影响航空器的稳定性和控制。
五、低空风切变的预测和避免为了预测和避免低空风切变对航空安全造成的影响,需要采取以下措施:1. 气象监测:通过气象雷达、卫星图像等手段对天气情况进行监测,及时发现低空风切变现象。
风切变
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相关事件
风切变事故1985年8月2日,达美航空191号航班在美国达拉斯-沃斯堡国际机场坠毁,造成137人死亡。 2009年3月23日,联邦快递80号班机在日本成田国际机场降落时,因风切变坠毁,2名驾驶员遇难。 2014年7月,台湾失事飞机2个黑匣子找到,怀疑风切变是元凶。
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目视判别法
1.雷暴冷性外流气流的尘云。雷暴冷性外流气流前缘的强劲气流吹起的尘云随气流移动,通常紧跟在尘云之 后就是强烈的风切变。
2.雷暴云体下垂的雨幡是有强烈下冲气流的重要征兆,雨幡下垂高度越低、个体形状越大,色泽越暗,预示 着风切变下击暴流越强。
3.滚轴状云。在冷锋性雷暴中,强冷性外流气流会有涡旋运动结构,并伴有低空滚轴状云。这种云的出现, 预示着强低空风切变的存在。
风切变
大气现象之一
01 形成原因
03 强度标准
目录
02 类别划分 04 危害浅析
05 研究进展
07 相关事件
目录
06 判断防范
风切变是一种大气现象,风矢量(风向、风速)在空中水平和(或)垂直距离上的变化。 风切变按风向可分为水平风的水平切变、水平风的垂直切变、垂直风的切变。 垂直风切变的存在会对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成破坏。发生在低空的风切变是飞机起飞和着陆阶段 的一个重要危险因素,被人们称为“无形杀手”。
研究进展
1985年,美国达拉斯-福斯机场飞机坠毁,137人死亡。从此,风切变被当作一项国际课题开始研究。
由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点,从而带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系 列困难,是一个不易解决的航空气象难题。因此,目前对付风切变得最好办法就是避开它。因为某些强风切变是 现有飞机的性能所不能抗拒的。进行风切变的飞行员培训和飞行操作程序设置,在机场安装风切变探测和报警系 统,以及机载风切变探测、告警、回避系统,都是目前减轻和避免风切变危害的主要途径。1985年以后,美国所 有的飞机都安装了风切变检测仪。加拿大1990年代开始安装。
改出风切变的正确方法
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改出风切变的正确方法
风切变是一种极具危险性的天气现象,它可引发飞机失事、航班延误等问题。
因此,正确地改出风切变显得尤为重要。
以下是改出风切变的正确方法:
1. 第一步是了解风切变的基本概念。
风切变是指风向、风速及风向的垂直变化。
当空气流经一些天气现象或地形隆起时,可能会出现风切变。
2. 第二步是使用仪器检测风切变。
飞行员可使用雷达、气象雷达及其他仪器检测风切变。
这些仪器可以帮助飞行员预测风切变出现的位置和程度。
3. 第三步是采取正确的飞行技巧。
当发现风切变时,飞行员需要采取正确的技巧来应对。
例如,飞行员可以调整飞机的速度和高度,以避免受到风切变的影响。
4. 第四步是与空管员及其他飞行员通讯。
飞行员应该向空管员报告风切变的情况,并与其他飞行员通讯,以确保所有人都能采取正确的应对措施。
5. 第五步是持续监测风切变情况。
飞行员需要持续监测风切变情况,并根据需要采取相应的应对措施。
总之,正确地改出风切变是飞行安全的重要保障。
飞行员需要了解风切变的基本概念,使用仪器检测风切变,采取正确的飞行技巧,与空管员及其他飞行员通讯,以及持续监测风切变情况。
只有这样,才能确保飞行安全。
垂直风的切变
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垂直风切变是指大气中不同高度层次的风速和/或风向发生显著变化的现象。
它是气象学和飞行领域中重要的概念,对天气和航空安全都有重要影响。
垂直风切变通常分为两种类型:
风速切变(Wind Speed Shear):这是指风速在不同高度层次上发生显著的变化。
例如,在低空层的风速可能很慢,而在较高的高度层次上则加速,或者相反。
风速切变对航空飞行非常重要,因为它可以导致飞机的颠簸和飞行不稳定,特别是在起降阶段。
此外,风速切变也可能导致风切换,这是指风向和风速在短时间内发生剧烈变化,对飞机的控制和稳定性造成挑战。
风向切变(Wind Direction Shear):这是指不同高度层次上的风向发生显著变化。
例如,地面层的风可能吹向东,而较高层次的风则吹向西。
风向切变对飞行安全同样具有重要影响,因为它会导致飞机在不同高度层次上受到不同的风向影响,可能导致飞行方向的不稳定。
垂直风切变通常与不稳定的大气条件有关,例如雷暴或锋面。
飞行员和气象学家需要密切监测垂直风切变情况,以制定安全的飞行计划,特别是在复杂气象条件下。
在飞行中,飞行员需要谨慎应对垂直风切变,采取适当的措施来确保航空安全,如调整飞行高度或速度,避免进入危险区域。
0-6km垂直风切变 计算
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0-6km垂直风切变计算0-6km垂直风切变是指大气中垂直方向上风速的变化率。
垂直风切变是天气预报和航空飞行安全的重要指标之一,对于飞行员和气象学家来说都具有重要的意义。
本文将对0-6km垂直风切变进行详细解析,包括定义、影响因素、计算方法以及对航空飞行的影响等。
一、定义垂直风切变是指大气中垂直方向上风速的变化率。
它是通过比较不同高度上的风速来计算的。
风切变可以分为水平风切变和垂直风切变两种。
水平风切变是指在水平方向上风速的变化率,垂直风切变则是指在垂直方向上风速的变化率。
二、影响因素0-6km垂直风切变受多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 大气层结:不同层次大气的温度和湿度差异,会导致风速的变化。
例如,强烈的对流活动会造成强烈的风切变。
2. 地形:地形的高度和形状对风速的分布有着重要的影响。
例如,山脉周围的风切变较大,容易形成气流的剪切。
3. 热力和动力过程:大气中的热力和动力过程也会对风切变产生影响。
例如,冷锋和暖锋之间的交汇区域通常会产生较大的风切变。
三、计算方法计算0-6km垂直风切变通常使用风矢量图来进行。
风矢量图是用来表示不同高度上风速和风向的图表。
通过观察风矢量图上的风速变化,可以计算出垂直风切变的大小。
四、对航空飞行的影响0-6km垂直风切变对航空飞行具有重要的影响。
飞行中遇到较大的垂直风切变会对飞机产生剧烈的颠簸和不稳定性。
这对于飞行员来说是一个巨大的挑战,需要他们具备良好的应对能力。
垂直风切变对航空飞行的影响主要表现在以下几个方面:1. 飞机的稳定性:垂直风切变会导致飞机的升降速度发生变化,使得飞行过程中飞机的稳定性变差。
2. 飞机的控制:垂直风切变会对飞机的操纵产生影响,使得飞行员需要更加谨慎地控制飞行姿态和飞行速度。
3. 飞机的燃油消耗:垂直风切变会导致飞机飞行时产生额外的阻力,增加燃油的消耗。
4. 飞行的安全性:遇到较大的垂直风切变会增加飞机起飞和降落时的风险,对航空飞行安全构成威胁。
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低空风切变对飞行的影响学生:张健指导教师:段炼摘要本文分析了低空风切变产生的条件以及对飞行的危害性尤其对飞机着陆时的危害性。
从飞行员的角度对防范低空风切变做了定性的研究,在预防和探测上进行了论述,并提出几点建议。
关键词:风切变飞行安全探测The influence to flight of Low altitude wind shearAbstract:This text analyzes the condition of low altitude wind shear, and the harm to airplane, and particularly to the landing of airplane. The text does some qualitative study about preventing against the low altitude wind shear from the pilots’ standpoint, and discusses about how to prevent it and detect it, and gives some suggestions about it.Key word: Wind Shear Flight Safety detect引言随着航空事业的发展,大型运输机的不断增多。
起飞着陆时发生的事故也有所增加。
人们对这些事故分析后确认:低空风切变是这些失事飞机的主要原因。
强的低空风切变对低空飞行安全有很大影响。
尤其当飞机起降时,飞机速度小、高度低,风向风速的突变对低空飞行安全影响更大。
容易造成严重事故。
由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点,从而带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系列困难,是一个不易解决的航空气象难题。
因此,目前对付风切变得最好办法就是避开它。
因为某些强风切变是现有飞机的性能所不能抗拒的。
进行针对风切变的飞行员培训和飞行操作程序设置,在机场安装风切变探测和报警系统,以及机载风切变探测、告警、回避系统,都是目前减轻和避免风切变危害的主要途径。
一.低空风切变的定义和表现形式风切变(WIND SHEAR)指空间两点间单位距离的风矢量差。
表示风的空间变率。
根飞机相对与风矢量及其变化的各种情况,按航迹可以把风切变分为下列4种表现形式:1)顺风切变(TAIL WIND SHEAR)指的是水平风的变量对飞机来说是顺风。
顺风切变使飞机空速减小,升力降低。
飞机下沉,这是一中比较危险的风切变形式。
2)逆风切变(HEAD WIND SHAEAR)指的是水平风的变量对飞机来说的逆风。
逆风切变使飞机空速突然增大,升力突然增大。
飞机抬升,危害相对轻些。
3)侧风切变(CROSS WIND SHAEAR)指的是飞机从一种侧风或无风状态进入另一种明显不同侧风状态,它有左右之分,使飞机发生侧滑。
滚转或偏转。
4)垂直切变(VERTICAL WIND SHEAR)指的是飞机从无明显的升降气流区进入强烈的升降气流区的情况,特别的强烈的下降气流,往往有很强的猝发性,强度大,使飞机突然下沉,危险很大。
二.低空风切产生的天气背景,尺度及其危害1)雷暴雷暴是产生强烈低空风切变的重要天气。
雷暴单体下方的下曳气流在相当宽的范围内可以造成由下击暴流和雷暴外流组成的两种不同的风切变。
一种是雷暴单体中心附近下方的下击暴流切变,他表现为范围小,生命期短,强度大的特征。
另一种是下击暴流接近地面时转化为强烈的冷空气外流,它向四外传播,沿雷暴单体前进方向伸出15—25km,并使暖湿空气入流抬升形成阵风锋,在雷暴下方大范围内引起180度的风向变化,表现为强顺风切变和强逆风切变。
由于其中一部分强风切变区向前伸展远离雷暴主体,不易察觉,对飞行安全威胁很大。
当飞机穿越这类风切变时,先是逆风增大,而后逆风对飞机速度减小至零,并有强的下降气流,紧跟着又是大顺风,这种风切变对飞行危害是最大的,飞机在这一过程中先是空速增大,使飞机有利于获得高,然后空速迅速减小,使飞机迎角减小也造成升力降低,紧跟的大顺风会使风速再次减小,如果空速减到一定程度会使飞机掉高度甚至坠地。
2)锋面锋面是产生风切变最多的天气系统。
锋面两侧气象要素有很大差异,锋面过渡区的垂直结构,是产生风切变的重要条件。
一般当锋面两侧的温度差大于等于5度,锋面移动速度大于等于15m/s时,都会在锋面附近产生对飞行有影响的低空风切变,其中尤其以冷锋型低空风切变危害较明显,但这种低空风切变一般持续时间较短。
在冷风后的偏北大风区内往往也存在较严重的低空风切变。
如1973年在波士顿罗津国际机场一架坠毁的DC-10就与锋面有关,另外冷锋附近会经常形成雷暴,也会产生强的低空风切变,因此我们不能对它忽视。
1994年5月 17日08时850hpa空中图上,从50745到53193有一槽线,槽前冷暖平流明显。
14时地面图上,从50745经54026到54115一为锋面,锋面最大△P3为+0.5hpa,前后最大△P3为-3.1hpa,前后变压差达3.6hpa,锋面移动较快,20时地面图上到达沈阳平均移动速度60km(附14时和20时地面形势图)。
根据现代运输机航空气象学记载:锋面移动速>55km/h时,锋面附近都会产生较强风切变,实际情况正是这样。
20时925h高空图上,在沈阳附近有一条明显的切变线,切变线前后为南——西南风,风速10~16m/s。
切变线后为NW风,风速4~10m/s,从周围实况情况看,17时到19时在沈阳附近有明显的切变线,17时沈阳是西风3m/s,18时西北风4m/s,19时为西南风:200m为300度3m/s,400m为310度5m/s,600m为320度3m/s,反映在锋面附近有很强的湍流,其表现在风速的阵性上,下午实测400m高空风为310度5m/s,而飞机进入五边后风速突然增大到14m/s,这说明机场上空300~400m高度,存在着较强的湍流。
3)超低空急流在1500米以下,中心位置常见于120--160米之间的超低空急流常伴随产生低空风切变,最大风切变位于急流轴之下,我国曾观测过到的最低四十七米的超低空风切变。
超低空急流出现时,一定伴有逆温。
正是逆温层阻挡了在其上的大尺度运动与地面之间的动量交换,为逆温层以上动量的累积和储存提供了条件,同时减缓了动量的耗散,利于逆温层上急流的形成和维持。
此时天气晴朗,地面静风。
4)低空逆温层晴夜,在低空易存在辐射逆温层,并常伴有低空急流,由于稳定的逆温层阻碍了上层大风向下层的传输,使地面风很弱,在逆温层上下形成风的垂直切变。
单纯辐射逆温层引起的低空风切变的强度较雷暴和锋面引起的风切变弱的多,也比超低空急流引起的风切变稍弱些。
这种风切变存在时往往逆温层,下层风平浪静,而上层狂风大做,飞机穿越逆温层时会造成上升或损失高度,如果逆温层很低,在飞机着陆时,飞行员处置不及时,很容易造成飞机坠地,或冲出跑道。
这种风切变存在时往往逆温层,下层风平浪静,而上层狂风大做,飞机穿越逆温度时会造成上升或损失高度,如果逆温度很低,在飞机着陆时,飞行员处置不及时,很容易造成飞机坠地,或冲出跑道。
此外当机场周围的环境和地形比较复杂时,也会产生对飞机的起飞,着陆有影响的低空风切变。
如地形波,较大水陆界面等,一般山地高差大,水域面积大,机场附近高大建筑物群等,均容易产生风切变,尤其在较强阵风条件下。
它出现的高度一般较低,并且通常伴随高度增加而风速减小,飞机在降过程中容易遭遇这种风切变,因在起降过程中飞机高度低,速度小,而我们通常是逆风起落,逆风的减小使飞机空速减小,如果无法使飞机速度加速来应付风对飞机空速的影响,轻则影响目测,重则导致飞机坠地,造成严重后果。
低空风切变的时空尺度特征和对飞行的危害程度小10.1-1水陆界面风切变小10.1-1地形风切变中10.1-1逆温层附近风切变中10.1-1超低空急流中10100暖锋中10100冷锋中110雷暴阵风锋大0.3-0.74-10下击暴流大0.1-0.250.04-4微下击暴流飞行的危害程度时间尺度(H )水平尺(KM )类型三.低空风切变对飞行的影响3.1 风切变对飞机性能的影响图6飞机受力和力矩示意图在讨论低空风切变对飞机性能影响前先,介绍一些气动力、气动力矩和角的概念。
如图6所示,表示作用在一架飞机上的各种力和力矩的图形。
(升力、阻力、迎角的概念图形)垂直于相对气流方向的气动力叫做升力,用Y表示。
并行于相对气流方向的气动力叫做阻力,用X表示。
相对气流方向与翼弦所夹的角度叫迎角,用α表示ρv2S升力公式: Y=1/2 Cyρv2S阻力公式: X=1/2 Cx式中ρ——空气密度[公斤·秒2/米4]V ——飞行速度[米/秒];C y——升力系数;(图7升力随迎角变化图)——阻力系数;CxS——机翼面积;在恒定的空速条件下,前面提到的各种气动力都随迎角的变化而变化,在正常的迎角范围里,在恒定的空速下,作用于飞机上的升力和迎角成正比。
如图7所示在恒定空速条件下,升力是迎角和襟翼偏转的函数。
(如图7)风切变能够使空速和迎角两者迅速发生变化,从而使气动力发生较大变化。
气动升力是平衡重力的主要成分,升力可以使飞机持久的保持飞行。
所以在定常平衡条件下,当其他力都比不变时,升力的损失也将导致航迹的恶化。
(图7)描述了顺风切变和下降气流切变时航迹恶化的情形。
风切变从两方面是气动升力变化:1)风速沿航迹变化,对升力产生直接影响,并与空(图8 垂直风切变对迎角影响)速变化的平方成比例。
2)垂直风切变使迎角发生变化,从而影响升力。
它起初没有影响空速,如图所示(附图8)描述了垂直风切变对迎角的影响。
上升气流的增加使迎角增加,导致气动升力增加。
反之,下降气流的增加使迎角减小,导致气动升力的减小。
风切变使空速或迎角减小,近而使气动升力减小,导致航迹恶化。
风切变使得飞机的气动升力变化,除了会使航迹发生变化外,还会使得飞机的载荷也发生变化。
飞机载荷是指除飞机自身重量之外的其他作用力,(发动机推力和气动力)的总和。
其大小经常用载荷因素(简称过载)即飞机载荷与重力的比值来表示。
由于发动机推力在立轴方向上的分量很小,所以过载就是升力和飞机重力之比。
即:n y =l/w (l 为升力,w 为重力)。
飞机遇到垂直风切变时,迎角和过载将发生较大变化,如图8所示。
如飞机在巡航过程中,重量较重、速度较大,遇到较强的上升气流会使飞机的升力猛然增大,使得n y =l/w 过大,可能会超过飞机的最大使用过载,造成飞机局部变形或损坏,对飞行安全构成威胁。
3.2风切变的描述及飞机风速变化方程风和风切变可用不同的坐标系来描述。
气象学中描述空间风场的完整方法是使用地面直角坐标系,研究风切变对飞行的影响,则采用飞行力学坐标系。