航空气象第七章-第二节-高空急流和晴空乱流

1、第二节 高空急流和晴空乱流前 言 乘坐热气球不停站，不中途加油环绕地球一周，是航空界内最后的几个重大挑战之一。 2002年三月二十日，瑞士人 Piccard和英国人 Jones克服重重困难，乘坐热气球随着副热带高空急流东进，用19天1小时49分钟的时间航行了四万二千八百一十公里，成功地环绕地球一周。在他们的航程中，每天都由气象专家向他们提供最新的天气图，以便寻找高空急流，控制气球的航行。气球位于急流轴 高空急流通常位于九千公尺左右的高度，时速有时可达300公里。 在冬季当高空急流较强时，飞机横渡大西洋从纽约到巴黎顺急流方向的飞行时间可以较回程时逆急流方向快一个半小时。高空急流的定义： 急流是位

2、于对流层上层或平流层中的强而窄的气流，其中心轴的方向是准水平的，它以很大的风速水平切变和垂直切变为特征；风的水平切变量级为每100千米5米/秒，垂直切变量级为每千米510米/秒；急流区的风速下限为30米/秒；沿急流轴有一个或多个风速最大区。一、高空急流（一）急流的形成： 1.热成风原理： 下层风+热成风=上层风；2.高空急流出现在大气中温度梯度较大的区域。 （二）急流的特征： 1.急流一般长几千千米，宽几百千米，厚几千米。2.急流轴是准水平的，大致是纬向分布。3.在急流轴附近风切变很强，湍流也强。4.急流轴线上风速最低值为30米/秒。5.急流轴上风速分布不均，大小风速区交替出现。 （三）急流的

3、种类1.温带急流（北支西风） 2.副热带急流（南支西风） 3.热带东风急流 4.极地平流层急流 1.温带急流（北支西风）位置：冬季40-60N，夏季70N高度：冬季7-10千米，夏季8-11千米西风，冬季强夏季弱，中心最大风速45-55m/s；个别可达105m/s。2.副热带急流（南支西风）位置：冬季25-32N，夏季40-50 N 高度：12-14千米，西风，冬季强夏季弱，冬季风速一般60m/s，夏季风速为冬季的一半；位于我国东部的副热带急流风速可达200m/s高空急流的种类（3）3.热带东风急流 位置：15-20N， 高度：14-16千米， 东风，夏季强冬季弱， 平均风速30-40m/s高

4、空急流的种类（4）4.极地平流层急流 位置：50-70N， 高度：20-30千米， 冬季西风，夏季东风， 平均最大风速100m/s（四）高空急流的判断： 1.空中等压面图：等高线密集区2.空间垂直剖面图：风速大于30米/秒的区域3.卫星云图：高空急流云系，横向波动云系。4.高空云的形状：急流卷云的变化 高空急流的判断（1）1.空中等压面图上的等高线密集区2. 空间垂直剖面图上的大风区（大于30M/S）高空急流的判断（2）3. 卫星云图：急流区有时有卷云、卷层云、卷积云，多出现在急流右侧（背向而立）。卫星云图上急流云系的北部边界一般呈反气旋性弯曲或准直线状，边界整齐光滑，位置与急流轴大体吻合。

5、高空急流的判断（3）高空急流云系 横向波动云系 4.高空急流云的形状：移动迅速的细长卷云带；呈波脊状不断变化的卷云卷层云；平行于急流轴而伸展的荚状高积云卷积云。高空急流的判断（4）（五）高空急流中的飞行高空急流对飞行的影响1.顺急流飞行时增大地速，节省燃料；缩短航行时间，逆急流飞行时则相反。 1958年美国5架空军飞机在11.5公里的高度上飞行时遇到急流。当时逆风风速为500公里/小时（138.8米/秒）。由于飞行人员没有预料到，飞行中又未及时发现并设法脱离，结果三架飞机油料耗尽，飞行人员被迫跳伞，另两架也被迫降落场外。2.横穿急流飞行会产生很大的偏流，对领航计算和保持航向都有影响。3.容易产

6、生飞机颠簸。高空急流对飞行的影响1999年10月7日中午一架由昆明飞往香港的南方航空公司的班机在香港上空突然遇到一股强大气流，在5至10秒内飞机急坠2000英尺，导致45人撞向机舱顶部受伤。 高空急流对飞行的影响1997年12月28日，美国联合航空公司一架飞往夏威夷的波音747飞机，飞机飞越太平洋时，在成田机场以东1万米上空，突然遇到强气流袭击，飞机骤降300米然后继续爬升，最后安全降落在日本成田机场。机上1名旅客死亡，110人受伤，有10多人伤势严重。高空急流对飞行的影响急流中飞行应注意的事项（1）不要选择飞机最大升限，进入角小于30（2）查明飞机与急流轴的相对位置。（3）当发现颠簸愈来愈强

7、时，改变高度300400米，偏离航线5070千米即可脱离。 （4）应尽量避免在外形迅速变化的云内飞行（5）飞行人员及乘客应及早系好安全带。二、晴空乱流晴空乱流一般概念 晴空乱流的判断 晴空乱流与飞行 1.定义：晴空乱流是指出现在6000米以上高空，且与对流云无关的乱流。 （一）晴空乱流一般概念 2.特征：（1）晴空湍流区边界明显（2）晴空湍流区范围不大，长200千米，宽100千米，厚200-1500米（3）一般出现强烈颠簸晴空乱流（CAT） （二）晴空乱流的判断与急流有关的晴空乱流 与天气系统有关的晴空乱流对流层顶1.与急流有关的晴空乱流 在高空急流区附近，因存在较强的风速切变及温度平流变化，

8、常有晴空颠簸出现，晴空颠簸最有可能出现的地方是锋面急流的极地一侧 （1）急流轴附近高空槽内冷平流中的晴空颠簸区 在250hPa或200hPa等压面图上，一般在急流轴附近高空槽中的冷平流大于5100千米时，是产生晴空颠簸重要指标急流轴附近高空槽中冷平流较大的地方 （2）两支急流汇合区 急流彼此靠近到500千米以内时，在汇合区产生晴空乱流频率很大 （3）高压脊发展且急流通过时 在高空高压脊发展增强（向北伸展）且急流通过时，在轴线两侧可出现中度以上的晴空颠簸 高空高压脊增强且急流通过时 (4)地面上有气旋新生时 2.与天气系统有关的晴空乱流 （1）晴空乱流与高空锋区 锋面附近存在较大的水平风切变和温

9、度梯度，是湍流容易出现的地方，气温在短距离内变化较大，风的水平切变大，就会产生颠簸。（2）晴空乱流与高空气压场当急流接近槽线时常能碰到晴空颠簸。一个快速移动的、槽线两侧风向切变很大的深槽中，在槽线附近仍可能有晴空湍流。晴空湍流还可能出现在高空闭合低压的周围，特别是在气流汇合区和疏散区。低压槽的东北部区。晴空湍流与高空气压场（3）对流层顶在对流层顶附近，尤其在对流层顶有断裂现象和对流层顶坡度较陡时，往往有较强风的切变，因此有较强的晴空乱流出现。天气系统与飞机颠簸（19631992年）天气 图上直观表现形式出现次数飞机穿越高空槽且多位于槽前一侧31飞机穿越高空锋两侧或急流两侧27飞机穿越高空切变线

10、22高空两支急流汇合处3飞机穿越高空低涡1飞机沿等高线走向飞行在风切变较大区域6情况不明5地区性的5(三) 晴空乱流与飞行 1.晴空乱流的特征： 无征兆，一般为中度以上颠簸 1990年9月23日，我国国航B2442号机执行加沙到北京航班任务， 23点13分飞机在伊斯兰堡上空，飞行高度为39000英尺时，突然遇到强烈颠簸34秒钟，机上59人受到不同程度的撞伤和砸伤， 27人伤势严重，3名心脏病患者经抢救后才脱离危险。客舱内饰板脱落，行李箱柜变形，飞机内部受损达68处。飞行员报告，颠簸前高空风向不变，风速为1020海里/小时，强烈颠簸发生后高空风向为270280度，风速猛增为7080海里/小时。晴空颠簸事例12004年7月12日晚上9时许，从长沙飞往上