浅析风暴现象对飞行的影响及其保障要点

2017-05-16毕志刚

中国科技纵横 2017年7期

关键词：龙卷

毕志刚

摘要：风暴现象不多见，有的甚至十分罕见，但是它们一旦发生，就属于灾害性天气，对飞行会造成十分不利的影响。该文对风暴现象的概念、判定方法、它们之间的区别和联系以及对飞行的影响和保障要点进行了较为详尽的分析总结。对提高飞行保障水平有一定促进作用。一旦发生风暴现象，气象工作者们不但不会感到陌生反而会有一个成熟的思路和娴熟的措施去应对。

关键词：大风飑；龙卷；尘卷风；风切变

中图分类号：V321.22 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0251-02

1 概念阐述

天气现象是指发生在大气中的各种现象，包括降水现象、地面凝结和冻结现象、视程障碍现象、雷电现象、风暴现象、积雪、结冰等现象，它是大气中发生的各种物理过程的综合结果。风暴现象是众多天气现象中的一类。《民用航空气象地面观测规范》规定：风暴现象包括大风（GA）、飑（SQ）、龙卷（FC）、尘卷风（PO）四种。下面就是风暴现象的定义：

（1）大风：是指瞬时风速达到17米/秒或风力8级以上的风。

（2）飑：突然发作的强风，持续时间短促。

（3）龙卷：又称漏斗云，是一种强烈的旋风现象。表现为云柱和漏斗状云。发生在陆地上的称为陆龙卷；发生在海面上的称为海龙卷或水龙卷。

（4）尘卷风：指在干燥而充满灰尘或沙土的地面上快速旋转的空气柱，使灰尘和其它轻质物体从地面向上卷起的现象。

2 风暴现象的分析和判断

（1）大風：只要瞬间风速≥17米/秒（或目测估计风力≥8级）就可以判断为大风。

（2）飑：《民航地面气象观测技术手册》中给出飑的一个判别标准是：突然发生的强风，一般至少持续1分钟。当风速突然增大至少8米/秒，并且达到11米/秒或以上，持续时间至少1分钟时才称作“飑”。出现飑时，常伴有庞大的积雨云和强烈的对流运动，它在水平方向上扩展数千米，在垂直方向上伸展达数千英尺。

我们在实际工作中判断飑可从：①突发性②短暂性③骤升骤降速率较大④要素恢复到原状（或接近原状）快，这四个方面来综合判断确定。在确定是否有飑现象时，风的变化是确定飑的最重要因素，首先看风速是否突增（瞬间风速很大），风向突变（大多数变化在90度或以上），这两种变化都存在，然后就可再看压、温、湿要素是否有显著变化，再进一步确定。有飑存在时，气压会突升，气温会突降，湿度突增。

还有就是伴随现象。飑常伴随雷暴、暴雨、大风、冰雹、龙卷风等，但这些伴随现象并不是每次都会出现的，甚至有时一种伴随现象都没有出现。随着科技发展，分析雷达回波也可以辅助判断飑的发生和消亡。

（3）龙卷：又称漏斗云，就是积雨云或发展很旺盛的浓积云底部伸展出来的旋转下垂的漏斗状云柱，形同“象鼻子”。它的范围小，直径通常在几米至数百米之间，中心气压极低，有时悬挂在空中。由于龙卷风尺度很小，发生的可能性很小，且孕育龙卷风的天气条件常常与雷雨大风极为相似，技术很难区分它们。从观测角度判断龙卷，笔者认为主要是：察形势，看外貌，辨风况。

龙卷风来临前，一般天空呈乌黑，云朵呈漏斗形，可能伴随冰雹，雷电和暴雨，地面上有旋转的沙土和碎物，风向变幻不定。

龙卷发生时，此时龙卷外貌会很奇特，它上部是一块乌黑或浓灰的积雨云，下部是下垂着的形如大象鼻子的漏斗状云柱，风速一般每秒50米至100米，有时可达每秒300米。龙卷风常发生于夏季的雷雨天气时，尤以下午至傍晚最为多见。

（4）尘卷风一般在春、夏、秋季的白天，少云微风而地表面干燥时，局部强烈增热，这样就可能产生上升气流，周围空气流来补充，在气流贯性和粘性作用下形成一个个涡旋，这种涡旋就是尘卷风，使灰尘和其它轻质物体从地面向上卷起。旋风直径约数米，在垂直方向上扩展高度通常不超过60米至100米，但在非常炎热的沙漠地区，可达到600米左右。

3 各种风暴现象的联系和区别

3.1 飑和大风的区别和联系

它们本质上都属于风。大风是瞬时风速≥17米/秒（或目测估计风力≥8级）的风。飑是突然发作的强风，持续时间短促。发生飑时，当风速≥17米/秒时，则须另记大风现象。出现大风时，不一定有飑；而在没有出现大风时，仍可能会出现飑。

3.2 龙卷风和尘卷风的区别和联系

（1）地域和季节特征不同：龙卷风在我国一般多发生在长江中下游平原地区，平原多于山区，华南地区比较多一些。由于下垫面的关系，大城市里发生龙卷风的情况几乎很少看到。龙卷风是大气中最强烈的涡旋的现象，常发生于夏季的雷雨天气时，尤以下午至傍晚最为多见。

尘卷风一般发生在春、夏、秋季的白天，少云微风而地表面干燥时。各地皆可发生。

（2）天气条件不同。龙卷风是云层中雷暴的产物。能产生龙卷风的积雨云都是巨型积雨云。龙卷风一般伴有雷雨大风，有时也可能伴有冰雹。

尘卷风也是一种柱状的垂直旋转气流，和龙卷风相似。然而，它是生成在晴朗的天气下，和云没什么关系。并且绝大多数情况下比最弱的龙卷风还要弱。

（3）外观不同。龙卷是由积雨云底伸向地面的漏斗状云，像一根象鼻子，有时是不止一条，方向是由上而下，有时还没有到达地面。

尘卷风是由地面强烈增温而生成的小旋风，由地面向上以卷起地面尘沙和轻小物体形成旋转的尘柱为特征。天空无云或少云。

（4）破坏力不同。尘卷风和龙卷风是两种不同的灾害天气。龙卷风是云层中雷暴的产物，是大气中最强烈的涡旋的现象，它水平范围很小，直径从几米到几百米，最大为1千米左右，持续时间一般也仅有几分钟，最长不过几十分钟，但破坏力极大。龙卷风经过之处，常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象，它往往使成片庄稼、成万株果木瞬间被毁，令交通中断，房屋倒塌，人畜生命和经济遭受损失。

尘卷风尺度比龙卷更小，持续时间跟龙卷风相似。尘卷风的影响范围和威力都要比龙卷风小得多。尘卷风的高度一般为五到六层楼高，一旦发生，人们用肉眼就可以看到。因为它的影响范围很小，一般情况下，尘卷风不会造成很大的自然灾害，但有时很强烈的尘卷风还是可以带来一定程度的灾害。

4 风暴现象对飞行的影响

4.1 风暴现象本质上都是风，所以首先具有风对飞行的影响特征

风与飞行关系密切，对飞行的影响也比较复杂，主要有以下几种影响：

（1）逆風、顺风对飞机起飞着陆的影响。飞机顺风起飞、着陆要增长滑跑距离，减少上升率和下滑率，当风速超过规定值时，就有可能冲出跑道或撞击障碍物的危险，特别是单向起降的机场就应特别注意；逆风起落可以缩短滑跑距离，故一般情况下均采用逆风起降。但如果逆风超过一定限度也可使飞机操纵困难，使着陆下滑角和下滑率加大，有可能使飞机在跑道头提前接地。

（2）侧风对飞机起飞着陆的影响。在有侧风或者侧风分量很大时，飞机的起飞和着陆会变得很复杂。当飞机在侧风中起降时，飞机除向前运动外，还顺着侧风方向移动，如不及时修正就会偏离跑道方向。飞机接地后，在滑跑过程中，侧风对飞机垂直尾翼的侧压力，会使机头向侧风方向偏转，有可能造成飞机打地转等不良后果。

（3）风暴现象不仅风力强大，风向和风速往往突变，而且常伴有强烈的扰动气流。对飞机的起降和地面设施危害极大。

4.2 伴随的天气现象对飞行影响巨大

伴随天气现象主要有雷雨、冰雹，低空风切变、下击暴流、颠簸积冰、低能见度等都是对飞行有着恶劣影响的。这里就不一一详述了。

5 风暴现象的飞行保障

5.1 要预先了解天气形势

（1）台风影响，或当冷锋或雷暴来临，且移动速度很快、本站气压有急剧变化时，常会有大风出现。当本站处于冷锋前部，如果上方能见度突然变坏，天边颜色突然变黄，则往往也是大风来临的征兆。

（2）飑是一种天气系统的活动，它的产生与强冷锋过境或积雨云强烈发展有关。可以参考卫星云图和雷达回波进行辅助判断。

（3）龙卷风也是在强对流天气条件下发生的。前文讲过：龙卷风这种自然现象是云层中雷暴的产物。能产生龙卷风的积雨云都是巨型积雨云，龙卷风一般伴有雷雨大风，有时也伴有冰雹。它发生至消散的时间很短，影响面积也很小，现有的探测仪器没有足够的灵敏度来对它进行准确的观测。相对来说，多普勒雷达还是比较有效和常用的一种观测仪器。因为龙卷风往往有一个非常强大的对流母体，此母体有一个非常明显的中气旋特征，这个尺度一般在2公里～10公里之间，多普勒雷达对此可以很清楚地探测到，气象工作者可以通过分析频移数据，计算出龙卷风的速度和移动方向。通常与强龙卷相联系的中气旋的特征可能在龙卷发生前20分钟～30分钟出现。

（4）尘卷风是气温较高时地面局部增热不均匀，如果地面因高温形成很强的上升气流，并且此时有足够的低层风切变，上升的热气流就可能做小范围的气旋运动，此时尘卷便会形成。它们是在晴朗的天气条件下形成而且和云没有什么联系。

5.2 出现风暴天气，要启动天气保障预案

有可能出现风暴天气时，灾害性天气保障预案要及时启动。

5.3 记录、编发报和通报讲解

值班员的记录、编发报和通报要准确及时。下面是从观测角度简明扼要地讲解一下：

（1）大风：只要瞬间风速≥17米/秒（或目测估计风力≥8级）就可以判断为大风。纪要栏按格式：“GA（不留空格）开始时分─终止时分极大风速（出现时分）风向度数”记录。达到特殊报告标准的还要及时编发特殊报告并按规定通报。

（2）判断飑发生以后，要按规定编发场内场外特殊报告。此时有可能伴随其他天气现象，要另外分别在纪要栏记录。比如当风速≥17米/秒时，则须另记大风现象。

（3）龙卷的保障方法其实和雷暴一样的。在每个起止及演变时间分钟数的下面，用八个方位的拉丁字母（E、S、W、N、NE、NW、SE、SW）及天顶符号（Z）记录它们出现、移动和消失的方向。龙卷的终止时间不用等十分钟，移出视野就判断终止，这和雷暴有所不同。

（4）发现尘卷风，基本不会造成大的影响，不必发特殊报告。但是也有极少例外，引起其它要素达到特殊标准，这时也需要按规定发布场内场外特殊报告。尘卷风的是记录格式：PO开始时间-终止时间。

（5）风暴现象本身都不需要判定强度。伴随的其它天气现象另外记录，达到特殊报告要求的须及时发布特殊报告，这里就不再展开解说了。

6 结语

风暴现象是四种罕见的天气现象。由于其罕见，往往造成麻痹大意，保障生疏。笔者在上文总结分析了四种风暴现象，给出了判断和保障措施。以后万一出现风暴现象，就不至于手忙脚乱，乱中出错。这对于气象保障水平的提高有着重要意义。