浅析下击暴流对航空器飞行的影响

孙立

摘 要：下击暴流又名下降暴流。下击暴流是雷暴强烈发展的产物，其水平尺度通常为4～40千米，产生的雷暴大风可达到18米/秒以上，但其发生时间周期很短，一般只有10～16分钟（微下击暴流只有短短几分钟）。由于下击暴流，包括微下击暴流中伴有强烈的下降气流和雷暴大风，对飞行的起降有极大的危害，如果航空器在起飞阶段遇到下击暴流，处置不当，就会导致飞行等级事故的发生。

关键词：下击暴流；形成及危害

1 下击暴流的形成

一般认为，下击暴流的形成和雷暴云顶的上冲和崩溃紧密联系着。上升气流在其上升和上冲的过程中，从高层大气运动中获得了水平动量。随着上冲高度的增加，上升气流的动能变为势能（表现为重、冷的云顶）而被储存起来，之后一旦云顶迅速崩溃，位能又重新变成下降的气流。

重、冷云顶的崩溃取决于雷暴云下飑锋的移动。飑锋形成后加速朝前部的上升气流区移动，随着飑锋远离雷暴云主体，上升气流迅速消失，重、冷云顶下沉，产生下沉气流。下沉气流在下降过程中吸收了巨大的水平动量迅速向前推进，当到达地面时，就可以形成下击暴流。

下击暴流到达地面时，一定会在地面产生强辐射散装流场。下击暴流的水平尺度一般能达到几千米，风从下击暴流中心向外不流动，与一般的反气旋不相同。

2 下击暴流的危害

根据外流的灾害性范围大小，下击暴流又分为（大）下击暴流和微下击暴流。灾害性风的范围小于4km称为微下击暴流，尽管水平尺度小，但灾害性风速可高达75m/s。其危害与陆龙卷相似，破坏力极大。

下击暴流中的强下沉气流和下击暴流触地后的环状涡旋将引起两类不同的危害。飞行器在起飞和降落的过程中，如果遇到微下击暴流，首先会遇到很强的逆风。这时飞机的空速增加，使升力增强，飞机在过大的升力作用下，开始偏离预定的下滑航迹上升。当飞机飞近微下击暴流中心是，逆风渐减至零，且突然遇到了强烈的下降气流，使飞机的升力突然间小，飞机会迅速掉高度。在飞机穿越微下击暴流中心后，下降气流又转至强的顺风，使飞机的空速减小，升力也随之减小，飞机继续掉高度，并偏离预定航迹俯冲。由于此时飞机离地面的高度很低，飞机也可能因为飞行员操纵过度而失速，造成严重飞行等级事故。如果飞机不是正好飞经微下击暴流中心，那还要会受到强烈侧风的影响，操纵飞机就更加困难，容易造成飞行等级事故。

微下击暴流的突发性和威力会对飞机构成重大危险，特别是位署低空正在起降的飞机。微下击暴流大多是以顺风方向吹流经航空飞行器，使航空飞行器升力大减。以下是几起因为微暴流而在机场附近坠毁的飞行事故：

3 达美航空191号班机

达美航空191号班机是达美航空一条定期航班，从佛罗里达州的劳德代尔堡中停达拉斯后再飞往洛杉矶。1985年8月2日下午，一架洛克希德L-1011型三星式客机（编号N726DA）执行该航班，于降落达拉斯-沃斯堡国际机场时失事，造成136人死亡，29人幸运生还，当中27人受伤。

經过一段漫长的调查时间，美国国家运输安全委员会认为意外可归因于机师失误，因为他们于恶劣天气下没有放弃降落，直至发现情况比想象中恶劣时，已经为时已晚。可是，调查员发现，当天机场附近的风暴形成速度相当快。一架比191号班机早一分钟着陆的商务喷射机抵达机场后，191号班机机员便认为，小型商务机能降落，他们的三星客机理所当然地可以安全着陆。但事实上，风暴就在小型商务机降落后迅速成形，而且连地面雷达也未能侦测。直至机场塔台发现后，已来不及知会191号班机机员重飞。

综合天气因素，微下击暴流才是空难主因。

4 东方航空66号班机

1975年6月24日美国东方航66号航班（编号N8845E）的波音727-225准备在美国纽约肯尼迪国际机场降落时遭遇微下击暴流，坠毁于皇后牙买加，导致113人遇难，11人受伤。

微下击暴流经常导致一些正在降落的飞机坠毁。飞机预备着陆时，飞行员会把空速减至适当水平。当微下击暴流击中飞机时，突然增强的顶头风（Headwind）会令飞机升力增加。一些未遇过微暴流的飞行员就会减速以减低升力。之后飞机会穿过微暴流中心进入顺风带，顺风又会再令飞机的升力减少，最后飞机会因升力不足而坠毁。

遇上微下击暴流，最佳的处理方法就是一察觉到飞行速度突变时马上加速，这样，就算是遇上顺风而导致升力减少，至少可以保持飞机不会坠地。

微下击暴流冲击地面时，会转而形成水平方向的强阵风，风速可达每秒75公尺以上，极具破坏力，会吹倒树林与房舍。若不仔细观察，会将微下击暴流所造成的破坏误认为龙卷风肆虐。微下击暴流通常会造成树木或农作物呈单向或辐散状的倾倒，而龙卷风则多半留下螺旋状的痕迹。

微下击暴流的强度与降水强度有关，但也受云底高度控制。云底较高时，雨水有较多时间蒸发，微下击暴流往往更强；甚至雨水在到达地面前就完全蒸发，地面的人感觉不到有降水，因此很容易忽略，故微下击暴流有隐形杀手之称。

微下击暴流也是空中旅游者的噩梦，因为在到达地面时向四方辐散，使水平风向在短距离内急遽变化，称为风切，容易造成飞机起降时的事故。美国过去有近30次飞机失事被监定是微下击暴流所为，造成死亡人数近700人。1975年年7月31日，远东航空公司134号班机在降落台北松山机场途中，因为遭遇微下击暴流而失控，在跑道旁撞毁，造成27人死亡。

所幸的是这些事故引起了民航业的极度重视，美国联邦航空管理局（FAA）花费巨资研究可以侦测该种局部天气变化的设备。最终发现多普勒雷达能够极好的探测出它的出现，能够做到提前预防，到目前为止，美国所有民用运输机场都拥有多普勒雷达以探测微暴流，一保障飞航安全。现今，在我国大部分机场也都安装有多普勒气象雷达，为民航安全提供了强有力的保障。