晴空湍流对飞机的影响分析

避开晴空乱流干扰的措施晴空乱流，作为一种常见的气象现象，对飞行安全构成严重威胁。

由于其不可预见性和突发性，飞行员必须时刻保持警惕，并采取有效措施来避开其干扰。

本文将详细探讨晴空乱流的形成原因、特点及其对飞行的影响，进而提出一系列针对性的避开措施，以期提高飞行安全水平。

一、晴空乱流的形成与特点晴空乱流是指在无云或少云的高空，由于地形、风切变、急流等原因造成的空气不规则运动。

其形成原因复杂多样，主要包括以下几个方面：1. 地形影响：山区、高原等地形地貌会导致气流受到阻碍，形成涡旋、上升或下沉气流，从而引发晴空乱流。

2. 风切变：风切变是指风速或风向在垂直或水平方向上的突然变化。

当飞机穿越风切变区域时，会遭遇强烈的空气扰动，导致飞行状态不稳。

3. 急流：高空急流是一种强风带，风速可达每小时数百公里。

飞机在穿越急流时，会受到强烈的侧风和升降气流影响，容易引发晴空乱流。

晴空乱流的特点主要表现为以下几个方面：1. 不可预见性：晴空乱流往往难以通过常规气象观测手段进行准确预报，给飞行员带来很大的不确定性。

2. 突发性：晴空乱流可能突然出现在飞机前方，要求飞行员迅速作出反应。

3. 强度大：晴空乱流可能导致飞机在短时间内遭遇强烈的空气扰动，对飞行安全构成严重威胁。

二、晴空乱流对飞行的影响晴空乱流对飞行的影响主要表现在以下几个方面：1. 飞行轨迹偏离：晴空乱流可能导致飞机偏离预定航线，增加飞行时间和成本。

2. 飞行状态不稳：晴空乱流会使飞机产生颠簸、摇晃等现象，影响乘客舒适度，甚至可能导致乘客和机组人员受伤。

3. 操纵困难：在晴空乱流中，飞行员需要不断调整飞机姿态和速度，以保持飞行稳定，这增加了操纵难度和工作负荷。

4. 飞行安全风险：在极端情况下，晴空乱流可能导致飞机失控或结构损坏，严重威胁飞行安全。

三、避开晴空乱流干扰的措施针对晴空乱流的特点和影响，飞行员可以采取以下措施来避开其干扰：1. 加强气象情报收集与分析：飞行员在飞行前应仔细研究航线天气报告、风切变和急流等气象信息，了解可能存在的晴空乱流区域，以便提前规避。

晴空湍流简述作者：马洪瑞来源：《科技风》2016年第09期摘要：晴空颠簸由于不伴随天气现象的发生且出现在对流层上层6000米以上的高空，严重威胁飞行安全。

本文主要简述了晴空湍流的形成机制，国内外的部分研究进展，这对了解和研究晴空湍流有一定的参考意义。

关键词：卫星资料；晴空湍流；湿度梯度大气湍流是大气中一种不规则的随机运动。

它与大气边界层关系密切，如温度，密度的不连续层，风切变层等。

飞机在飞行中遇到大气湍流会产生飞机颠簸。

轻度颠簸会使乘客感到不适，严重的飞机颠簸会导致人员受伤，飞机失控，甚至机毁人亡。

航空气象学中把6000米以上与对流云无关的湍流叫做晴空湍流，它不包括对流性不稳定边界层及深厚对流有关的湍流[ 1 ]。

由于晴空湍流不会伴随天气现象的发生且尺度小，难以预测，故对飞机飞行造成巨大威胁。

研究表明，二氧化碳浓度的增加会导致晴空湍流总体强度的增加，到2050年，晴空湍流的总体强度会增强10%～40%，在巡航高度上发生的频率也会提高40%～170%。

切变不稳定理论是目前公认的晴空湍流的形成机制。

在大气层结稳定的情况下，垂直风切变会产生重力波。

随着风速的增大，振幅也不断增大，重力波不稳定，当振幅增大到某一临界值时，波形破碎，平均动能向湍能转化，气流由层流状转化为湍流状态，形成晴空湍流。

1 国外晴空湍流研究进展自上个世纪60年代以来，国外很多学者对大气湍流的形成机制，预报算法进行了大量的研究。

Richardson提出了判断湍流强弱的理查森数，理查森数越小湍流越强，相应的颠簸也越强。

Ellrod[ 2 ]利用锋生强度公式推到了大气湍流指数，亦称Ellrod指数，其值越高对流强度越高，颠簸强度越大，Ellord在颠簸较弱情况下与实际情况有一定的偏差。

Ellord给出了晴空颠簸的定义，根据锋生强度公式推导出了大气湍流指数，根据NCEP的数据模拟结果研究了美国上空飞机颠簸指数的气候分布。

Wimmers A J [ 3 ]提出了用卫星资料对对流层顶断裂处的大气湍流进行识别和监测，该算法基于湿度梯度理论在水汽图像上确定出易产生大气湍流的区域。

大气湍流对飞行安全的影响引言：飞行安全是航空领域最为关注的问题之一。

而大气湍流作为一种不稳定的空气运动现象，对飞行安全有着不可忽视的影响。

本文将为您介绍大气湍流对飞行安全的具体影响，并提出相应的应对措施。

一、湍流对飞机的影响大气湍流在飞行中会给飞机带来不稳定的运动，从而对飞行安全产生负面影响。

1. 引起飞机的抖动湍流会引起飞机的抖动，使飞机在空中出现不规则的晃动。

这种抖动会影响乘客的舒适感，并对飞行员的操作产生干扰，增加飞行事故的风险。

2. 影响飞机的飞行轨迹湍流造成的空气运动不稳定，会使飞机偏离原定的飞行轨迹。

这种飞行偏离会增加飞机与其他飞行物体相碰的风险，严重时甚至可能导致空中碰撞事故的发生。

二、大气湍流的预测与监测为了确保飞行安全，预测与监测大气湍流的活动至关重要。

1. 大气湍流的预测模型通过建立大气湍流的预测模型，可以在飞行前提前获知可能出现的湍流情况。

这样飞行员可以提前做好相应的准备，如改变路线、调整高度等，以减少湍流对飞行造成的影响。

2. 威力雷达技术威力雷达技术是一种能够有效监测大气湍流的技术。

用于监测湍流的威力雷达可以通过回波信号的差异来判断湍流的程度和位置。

这样，飞行员可以及时获得湍流信息，做出相应的调整，确保飞行安全。

三、应对大气湍流的措施为了降低大气湍流对飞行安全的影响，航空业采取了一系列应对措施。

1. 安装抗湍流设备现代飞机在设计中已经考虑到了大气湍流的影响，通过安装专门的抗湍流设备，如湍流探测器、自动抖尾等，可以减少湍流对飞机的影响。

2. 湍流预警系统湍流预警系统是一种可以提前发出湍流警报的系统。

通过监测湍流信号和飞行数据，可以及时地预警并向飞行员传递湍流信息，以便采取相应的飞行措施。

结论：大气湍流作为一种不稳定的空气运动现象，对飞行安全有着重要影响。

飞行员需要通过预测与监测湍流活动来减少飞行事故的风险。

同时，航空业的不断发展也确保了飞机在设计与装备方面能够更好地应对湍流的影响。

大气层湍流对飞行器飞行性能的影响研究湍流是大气层中一种无规则而复杂的流动状态，它在很大程度上会影响飞行器的飞行性能。

湍流会给飞行器带来不稳定性和阻力增加等问题，因此对湍流的研究非常重要。

1. 湍流的概念与特点湍流是指在气体或液体中，流动速度、压强等物理量的空间和时间演化呈现出无规则的、涡度结构密集的状态。

湍流流动具有非线性、不稳定、混沌等特点，其中涡结构和层流之间的相互作用是湍流发展和演化的基本机制。

2. 湍流对飞行器飞行性能的影响湍流对飞行器的影响主要体现在以下几个方面：2.1 阻力增加湍流使飞行器表面附近的物体迎风面的速度和压力分布变得不规则，从而导致了增加的阻力。

这种不稳定的流动会形成涡旋，进一步加剧阻力的产生。

2.2 不稳定性湍流的变化不可预测，会给飞行器带来不稳定的飞行状态。

飞行器在湍流环境中容易受到扰动，从而使其姿态、纵横向稳定性受到影响，增加了飞行员的操作难度和航行风险。

2.3 后效应飞行器在湍流中飞行后，湍流带有的动量、压力等物理量会对飞行器产生后效应，导致航向偏差和飞行轨迹扰动等问题。

这种影响不仅延续到湍流消失，还在飞行器脱离湍流区域后的一段时间内存在。

3. 目前的研究与应用为了应对湍流对飞行器飞行性能的影响，科学家和工程师们进行了大量的研究和应用实践。

3.1 湍流模型通过对湍流的理论分析和数值模拟，科学家们开发出了各种湍流模型，以便更好地预测和描述湍流现象。

这些模型为飞行器的设计和优化提供了基础。

3.2 降低湍流影响的设计工程师们通过改进飞行器的设计，采用各种减阻和减振措施，从而减少湍流对飞行器的不利影响。

例如，采用流线型外形、装备减阻装置和减振器等，可以最大限度地降低阻力和增加飞行器的稳定性。

3.3 湍流飞行测试湍流飞行测试是评估飞行器在湍流环境下性能的重要手段。

通过在湍流条件下的实地飞行测试，可以获得大量实测数据，帮助科学家和工程师们更好地理解湍流行为，进一步改进设计和优化飞行器的性能。

晴空颠簸对民航飞行的影响文李林 （中国民航飞行学院）摘要：晴空颠簸(Clear Air Turbulence)就是在高空飞行中经常会遇到的危险天气之一，它的危险性在于没有明显的产生机制和探测机制，事先看不到，难以预知，这对提前采取避开和防范措施来说，有相当程度的难度。

如果航空器误入湍流区，通常突然产生中度到强烈颠簸，这样不仅容易造成人员受伤，而且威胁着飞机机体，甚至飞行安全。

如果在民用航空器飞行过程中，航空器飞行员可以及时地将天气颠簸情况报告给管制员，这将为管制指挥提供极大的帮助，同时管制员也可以更强有力地保障飞行安全和正常。

关键词：晴空颠簸；湍流区；管制指挥；飞行安全颠簸的形成及影响从天气因素上看，颠簸、雷击、雹击和强降水等是影响飞行安全的主要因素。

造成颠簸的原因主要有以下3点：一是对流云产生的不均匀湍流从而引起飞机的颠簸；二是强烈横越山脉引起的动力湍流和地形波造成的飞机颠簸；三是晴空颠簸以及白天受热产生的近地表颠簸。

其中，晴空颠簸就是指飞机在高度6000米以上高空且与强对流活动无关的颠簸。

由于作为载体的云和降水因素等缺乏，使得晴空颠簸这种危险天气成为了一种难以被有效探测到的天气。

长期以来积累的大量飞行实践也表明，晴空颠簸是影响飞行安全的一个重要因素，同时也是威胁飞机机体的天气现象之一。

当航空器遭遇强烈颠簸时，进入发动机气道的空气量显著地减少，飞行员操纵飞机的难度大大增加，甚至会暂时失去对飞机的操纵，亦或使飞棚的结构遭到变形，或造成的破坏十分严重，若是出现自动停车的现象那将是极其恶劣的情况了，造成的结果只会出现机毁人亡的悲惨事故。

机组和旅客不良情绪和身心会在出现强烈颠簸情况的时候予以反映出来，比如疲倦、焦虑或是恐慌。

最值得注意的是，晴空颠簸往往是无法看到的，无法提前侦探到，无法判断的。

就目前来看，我国气象部门现有的大气探测工具以及飞机机载气象雷达都无法有效探测到晴空区域下所出现的颠簸，因此这种情况想提前进行有效措施防范是十分困难的，特别是机上的人员受伤往往就是这种情况造成的，对于飞行安全也造成了相当大的威胁。

坐飞机遭遇湍流，其实根本不吓人如果你坐过飞机，那么你十有八九遇到过气流：机舱突然开始上下左右摇晃。

当你正在经历气流时，是不是会觉得这气流随时都可能导致飞机坠落？事实上，气流根本没有这么危险。

如果你能够对空气震动的科学原理有所了解，或许能够帮助你在下一次旅途中稍稍放松一些。

气流的产生有多种原因：大气压变化、喷气气流、山脉附近的气流旋涡、冷暖气流相遇，以及雷暴。

气流可能在雷云中间产生，也可能在天空放晴时产生。

但我们也都知晓，气流也有凶残的一面。

气流会导致人员伤亡，没有乖乖系好安全带时尤为危险。

但是，气流导致客机彻底失去飞行能力的可能性，几乎为零。

首先，无论你在客舱见到的场景如何，气流对飞机的影响完全没有你所想象的那么大。

飞行员Patrick Smith表示：“在遭遇气流时，高度和倾斜的改变程度是极其有限的，在驾驶舱内我们只看到高度仪的微小浮动。

这样的境遇或许令人讨厌和不安，但飞机绝不会坠毁。

”其次，飞机是以抵抗最强级别气流的标准来设计建造的，且飞行员对气流应对均训练有素。

作为一名乘客你或许不会察觉，但飞行员们常常减速或调整高速来避开气流。

绝大多数时候，全体人员安然度过气流。

同时商用飞机在测试时，需要经过比实际可能遇到的情况更为极端恶劣的考验。

或许你下一次旅途坐的飞机，其机翼能够90度弯曲！在剧烈气流影响下，你的饮料可能会洒到你的身上，但只要飞机是安全的，便不必惊慌。

在过去五年内，美国联邦航空署(FAA)报告，平均每年仅不到50起飞行人员或乘客受伤是由气流引起，且大多数是因为机上人员来不及坐下并系上安全带。

与每年8亿人次乘坐飞机的数字相比，这一数据并不算糟糕。

来自墨尔本大学的大气科学家T odd Lane表示：“由气流导致的伤亡极为罕见。

若气流导致了伤亡，那通常情况下是因为人们没有系好安全带，或者正在机舱内走动。

”“这听起来增大了乘坐飞机的风险，但事实上飞机是非常安全的。

开车去机场比乘坐飞机要危险得多。

飞机的“隐形杀手”－晴空湍流飞机的“隐形杀手”－晴空湍流1999年10月17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。

导致这场飞行事故的“罪魁祸首” 就是人称飞机的“隐形杀手”－晴空湍流。

一般来说，飞机在穿越云层或遇到强大气流时，会出现颠簸。

在万里晴空中，有时也会像平静的海面下藏有汹涌的暗流一样，偶尔会出现强烈的扰动气流，使飞机产生剧烈颤簸，航空气象专家称这种来无影去无踪的气流为晴空湍流。

湍流虽然很少造成恶性飞行事故，但在机组来不及处理、乘客又未系安全带的情况下，也可能造成乘客受伤，甚至危及人身安全。

科学家研究发现，当喷射气流中的强风减速时，湍流就产生了，还会引起气流上升。

山上的气流与白天陆地散发的热量是导致湍流的其它原因。

湍流常产生在7-12公里的高空，宽约100公里、厚约1公里的范围内。

湍流能使没有固定住的物体在机舱中飞旋起来。

通常，飞行员使用机载雷达避开常伴有湍流的雨和雷暴，然而却无法探测到在晴空时出现的难以捉摸的湍流。

如果没有天气预报，晴空湍流常使飞机不知不觉的进入颠簸区。

引起飞行颠簸的最主要的直接原因是来自空中风切变和温度切变。

风和温度的切变又可分水平切变和垂直切变两种，因而根据水平温度梯度和风切变的区域可以判断晴空湍流可能存在的区域。

为了揭示大气晴空湍流的秘密，目前美国的研究人员正在太平洋中部上空靠近急流的地方进行气象飞行试验，试图找出引起大气湍流的气象学特征。

美国国家海洋大气局(NOAA)正在寻找两种湍流。

一种是在急流附近由强垂直切变层组成并发展成冬季风暴系统的湍流。

另一种是急流通过大雷暴上方时形成的湍流，大雷暴能使急流减速。

在这两种情况下，飞行员无法判断湍流的延伸距离，因为这些湍流是看不见的。

目前，科学家已经取得下列结果：已经识别出湍流盛行的厚度为1000英尺以下的垂直层，这项发现有助于解释为什么一架飞机遇到晴空湍流，而其它飞机却没有遇到的疑问；发现了急流内部呈现海浪特征的垂直波动，这些波动也会像海浪一样破碎。

航空影响较大的气象问题对航空影响较大的气象问题有：云、雾、降水、烟、霾，风沙和浮尘等现象，都可使能见度降低，当机场的水平和倾斜的能见度降低到临界值以下而造成视程障碍时，飞机的起飞和着陆就会发生困难。

当水平能见度小于1500米时，在具有仪表着陆设施的机场，要观测跑道视距离。

在具有仪表着陆系统的机场上，飞机虽然可以在低能见度下着陆，但目前世界上较大的机场，当跑道视距小于400米，判断高度低于30米时，飞机就难以着陆。

观测斜视能见度，尚缺少有效的仪器，只能根据水平能见度来推断。

大气湍流可以使飞机在飞行的产生瞬间的或长时间的颠簸，当湍流尺度和飞机的尺度相当时，颠簸是剧烈。

飞机对湍流的响应同飞行速度、飞行姿态和翼载荷等有关。

强烈的湍流可使飞机失去控制，甚至因过载造成机身结构的变形或断裂。

对飞行影响较大的是晴空湍流、低空风切变和地形波。

晴空湍流是一种小尺度的大气湍流现象，多出现在5000米以上的高空。

经常发生在急流区最大风速中心附近风速切变最大的地方，其铅直厚度只有几百米到千余米。

晴空湍流能造成持续性的飞机颠簸，由于它不伴有可见的天气现象，飞行员难以事先发现。

对飞行的影响较大。

晴空湍流的物理机制，还不十分明了，还没有实用的预报方法。

曾有人研究用红外线或激光探测航线前方的晴空湍流的机载仪器，但尚处于试验阶段。

低空风切变是发生在高度几百米以下的风切变。

由于它影响飞机的空速，改变了升力，而使飞行高度突然发生变化，往往使已降低高度和正在减速着陆的大型飞机发生严重的飞行事故。

雷暴、低空急流和锋面活动是形成低层风切变的主要天气条件。

来自雷暴或对流性单体的强烈下种气流，伴有强烈的风切变，这种现象的时间和空间尺度都非常小，对它的探测和预报都比较困难。

地形波是气流经过山区时受地形影响而形成的波状的铅直运动。

气流较强时铅直运动也比较强烈。

弗尔希特戈特根据气流和风的铅直分布，将地形波分成层流、定常涡动流、波状流和滚转状流等四种类型。

大气湍流对飞行器的飞行安全性的影响飞行器在高空穿越大气时，常常会受到大气湍流的影响，这对飞行安全性产生了一定的影响。

本文将探讨大气湍流对飞行器的飞行安全性的影响，并介绍飞行器的防护措施。

1. 大气湍流的形成与特点大气湍流主要由空气运动的不稳定所导致。

当高速空气流经过地形、建筑物或不同密度的气团边界时，会形成湍流。

大气湍流的特点是速度、方向和气压的快速变化，可造成飞行器的不稳定。

2. 大气湍流对飞行器的影响大气湍流对飞行器的影响是多方面的。

首先，湍流会引起飞行器的抖动和振动，导致飞行器无法保持平稳飞行姿态。

其次，湍流会使飞行器遭遇非对称的空气动力学力，如升力和阻力的快速变化，给飞行器带来额外的飞行负担。

此外，湍流还可能导致飞行器的结构受到过大的压力和应力，增加结构破裂的风险。

3. 飞行器的防护措施为了应对大气湍流对飞行安全性的影响，飞行器采取了一系列的防护措施。

首先，改进飞行器的设计，使其能更好地适应大气湍流的作用。

通过优化机翼和尾翼的形状、增强结构的强度和刚度等手段，可以降低湍流对飞行器的影响。

其次，采用湍流感应系统，及时监测大气湍流的存在，并根据湍流的情况调整飞行器的飞行姿态和航线，以维持飞行的平稳性。

此外，飞行器还可以利用当地的天气预报和大气湍流预警系统，提前预知湍流的发生和强度，从而避免在湍流严重的区域飞行。

4. 大气湍流的研究与未来展望大气湍流的研究对于提高飞行器的飞行安全性至关重要。

科学家们通过模拟试验、数值模型和观测数据的分析，不断深入研究大气湍流的形成机制和特性。

这些研究成果为飞行器的设计和防护措施提供了重要的依据。

未来，随着科技的不断发展，我们可以期待更先进的大气湍流感应系统和预测模型的出现，进一步提高飞行器在大气湍流中的适应能力和安全性。

总结起来，大气湍流对飞行器的飞行安全性有着重要的影响。

飞行器需要采取一系列的防护措施来减轻湍流带来的影响，包括优化设计、湍流感应系统和预测模型的使用等。