危险天气及其对飞行的影响

危险天气及其对飞行的影响

【摘要】：气象观测中出现的大风、恶劣能见度、积雨云、雷暴、冰雹等危险天气对飞行安全有严重影响，本文简要介绍了我国气象地面观测中8种危险天气出现和消失的评判标准，对危险天气的形成原因和机理进行了分析，最后，简要论述了风切变、雷暴、积雨云等危险天气对飞行安全的影响，并对部分危险天气的防护进行了讨论。

【关键字】：危险天气；积雨云；雷暴；低空风切变；飞行安全。

1 危险天气概述

地面观测危险天气主要有大风、恶劣能见度、积雨云、冰雹、云敝山、低云、雷暴、飑或龙卷8类。

2 危险天气的形成

2.1 大风(gale)

大风是指蒲福风级8级风（平均风速为17．2—20．7m／s）的别称。在我国气象观测业务中规定，瞬间风速达到或超过17m／s（或目测估计风力达到或超过8级）的风称为大风。某一日中有大风出现，称为大风日。

2.3 恶劣能见度

航空中使用的能见度定义为：视力正常的人在昼间能看清目标物轮廓的最大距离；在夜间能看清灯光发光点的最大距离。它对飞机的起降有着最直接的关系，每一个机场都对每一类按入口速度划分的航空器的起降制定有明确的能见度标准，小于标准的禁止起降。

对于航空活动来说，大气透明度是引起能见度变化的最主要因素。它们在一定条件下积聚起来形成各种天气现象，影响大气透明度，使能见度减小。这类天气现象主要包括水汽凝结物形成的天气现象和固体杂质凝结形成的天气现象。

水汽凝结物形成的天气现象主要包括：低云、雾和降水。近地面附近以雾的影响最为常见。影响雾中能见度的因素主要是雾滴的浓度和大小。雾滴的大小越小，雾的浓度越大，雾中能见度越差。

固体杂质形成的天气现象包括烟幕、霾、风沙、浮尘和吹雪。烟粒主要是来自于工业区和居民区。烟粒常积聚在逆温层下而形成烟幕，对能见度构成影响。当大量固体杂质浮游在空中使能见度小于5千米就会形成霾，有霾时，地面能见度一般不会小于1千米，但空中能见度会很差。吹雪中能见度很差，在降雪过程中有吹雪时，就会产生雪暴，能使能见度减小到几十米，对飞行危害很大。

2.3 积雨云(Cumulonimbus或CB)

积雨云是指浓厚庞大的云体，垂直发展旺盛，云顶随云的发展逐渐展平成砧状，并出现丝缕状结构的直展云。常伴有雷阵雨。

当形成浓积云之后，若空气对流运动继续增强，云顶垂直向上发展更加旺盛，达到冻结高度以上，原来浓积云的花椰菜状的云顶开始冰晶化，其明显而清晰的边缘轮廓开始在某些地方变得模糊，此时就进入积雨云阶段。

积雨云臃肿庞大，云底高一般约在400-l000米，在潮湿地区出现的高度通常比在干燥地区低近一半；冬季寒冷地区约4500米，夏季温暖地区约18,000米；积雨云云顶很高，可达对流层顶(800-12000米)。全球除了南极以外的地区，大多在温暖潮湿的地面上空、山区上空以及在热带海洋部分上空。

积雨云分两种：秃积雨云和鬃积雨云。秃积雨云为积雨云的初始阶段，云状特征除了在云顶边缘的某些部位由于冰晶化而开始模糊，呈现丝缕结构之外，其它特征与浓积云相似，无明显差别。

鬃积雨云在对流发展极盛阶段，此时云顶发展到极高，由于该高度远高于冻结高度，出现大量的冰晶，而且又受到上空强稳定层的阻抑，所以云顶花椰菜状迅速消失，趋向平展，形成铁砧状，称为云砧。边缘出现细鬃条纹，故称“鬃状”。积雨云云砧有时也由于发展过程中因高空风速极大，水平运动加强，使云顶沿风的去向水平铺展开来而形成。积雨云云底阴暗，并有乱流造成的起伏。在云的前方有升降气流造成的滚轴状云。

2.4 冰雹

冰雹是一种固态降水物，系圆球形或圆锥形的冰块，由透明层和不透明层相间组成。直径一般为5-50毫米，最大的可达10厘米以上。雹的直径越大，破坏力就越大。冰雹常砸坏庄稼，威胁人畜安全，是一种严重的自然灾害。很多雹灾严重的国家已进行了人工防雹试验。

产生冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云，而且只有发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。冰雹的形成需要以下几个条件：大气中有相当厚的不稳定层存在；要有强的风切变；云的垂直厚度不能小于6～8千米；积雨云内含水量丰富；云内应有倾斜的、强烈而不均匀的上升气流，一般在10～20米/秒以上。

冰雹灾害是由强对流天气系统引起的一种剧烈的气象灾害，它出现的范围虽然较小，时间也比较短促，但来势猛、强度大，并常常伴随着狂风、强降水、急剧降温等阵发性灾害性天气过程。冰雹出现时，常常伴有大风、剧烈的降温和强雷电现象。

2.5 云敝山

云敝山是指发展旺盛的低碎云（碎层云、碎积云和碎雨云）遮蔽了山体，使部分山体在某一高度上不可见的现象。碎层云云片较薄，有时不易发现，移动特别明显，可在短时间布满天空；碎积云云块破碎，中部稍有凸起，形状多变；碎雨云云体呈破碎的片状或块状，形状极不规则，移动较明显。

2.6 低云

低云通常称之为“低云族”，常指高度在2500米以下的云，个别地区有时高达3500米。

低云多由水滴组成，厚的或垂直发展旺盛的低云则是由水滴、过冷水滴、冰晶混合组成。云底高一般在2500米以下，但又随季节、天气条件及不同的地理纬度而有变化。大部分低云都可能产生降水，雨层云常有连续性降水，积雨云多有阵性降水，有时降水量很大。

2.7 雷暴(Thunderstorms)

由对流旺盛的积雨云引起的，伴有闪电雷鸣的局地风暴，称为雷暴，是积雨云强烈发展的标志。雷暴发生时一般伴有闪电现象，当闪电发生时，积雨云中的电场强度可达到每平方米20000伏特以上，同时，它还是一种含有多种严重危险天气的典型系统，伴有大风、暴雨、冰雹、积冰、颠簸、龙卷风和下击暴流等天气现象。在地面观测中仅指伴有雷鸣和电闪的天气现象，是积雨云及其伴生的各种强烈天气的总称。

产生雷暴的云称之为雷云，其成因或者说其所蕴涵的能量主要来自大气的运动，气流的运动、摩擦以及风对云块作用，令其作切割地球磁场的磁感线运动，使不同的电荷、带电微粒进一步分离、极化，最终形成积聚大量电荷的雷云。当雷云的电场强度达到足够大时将引起雷云中的内部放电，或雷云间的强烈放电，或雷云对大地、其他物体间放电，即所谓雷电。

雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地间迅猛地放电。其中后一种即云层对大地的放电，则对建筑物、人和建筑物内电子设备产生极大危害，是人类研究的主要对象。

2.8 龙卷(tornado)或飑(squall)

龙卷是指小直径的剧烈旋转风暴，产生于十分强烈的雷暴中，以积雨云底部下垂的漏斗云的形式出现。而飑是指在强冷锋前或积雨云前沿所出现的狭窄的强风带，在其过境时，风速突增，风向突变，气象要素急骤变化，常伴有阵性降水。

3 危险天气对飞行的影响