风切变

风切变又称风切或风剪，是一种大气现象。指大气中两点间风速和风向的剧烈变化，例如逆风或顺风出现持续多于几秒的转变而引致浮力产生变化。根据两点高度之间的差异，风切变可分为水平和垂直两大类。风切变是导致飞行事故的大敌，特别是低空风切变。国际航空界公认低空风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素。

1、简介

风切变简单的定义是空间任意两点之间风向和风速的突然变化，属于气象学范畴的一种大气现象，是矢量风(风向、风速)在空中水平和(或)垂直距离上的变化。由于风切变对飞机飞行的危害，世界各国都十分重视对它的研究。风切变，WindShear，指风速在水平方向或垂直方向发生剧烈的变化。会造成飞机的浮力突然改变，处理不慎就会造成事故。具体原因是能量守恒，因此流体中的势能+动能+动压等于常量，因此，速度发生变化，会造成压力变化，压力变化导致浮力变化。

2、分类

风切变常分为以下几种：

(1)风的水平切变是水平风向和（或）风速在水平距离上的变化；

(2)风的垂直切变是水平风向和（或）风速在垂直距离上的变化；

(3)垂直风的切变是垂直风（即升降气流）在水平或航迹方向上的变化，下冲气流是垂直风的切变的一种形式，呈现为一股强烈的下降气流。由于在水平方向垂直运动的气流存在很大的速度梯度，也就是说垂直运动的风速会出现突然的加剧，就产生了特别强的下降气流，被称为微下冲气流。

3、成因

天气背景

强对流天气。通常指雷暴、积雨云等天气。在这种天气条件影响下的一定空间范围内，均可产生较强的风切变。尤其是在雷暴云体中的强烈下降气流区和积雨云的前缘阵风锋区更为严重。对于特别强的下降气流称为微下冲气流，是对飞行危害最大的一种。锋面天气。无论是冷锋、暖锋或锢囚锋均可产生低空风切变，其强度和区域范围不尽相同。这种天气的风切变多以水平风的水平和垂直切变为主（但锋面雷暴天气除外）。一般来说其危害程度不如强对流天气的风切变。

辐射逆温型的低空急流天气。秋冬季睛空的夜间，由于强烈的地面辐射降温而形成低空逆温层的存在，该逆温层上面有动量堆集，风速较大形成急流，而逆温层下面风速较小，近地面往往是静风，故有逆温风切变产生。该类风切变强度通常更小些，但它容易被人忽视，一旦遭遇若处置不当也会发生危险。

地理、环境因素

这里的地理、环境因素主要是指山地地形、水陆界面、高大建筑物、成片树林与其它自然的和人为的因素。这些因素也能引起风切变现象。其风切变状况与当时的盛行风状况（方向和大小）有关，也与山地地形的大小、复杂程度，迎风背风位置，水面的大小和机场离水面的距离，建筑物的大小、外形等有关。一般山地高差大，水域面积大、建筑物高大，不仅容易产生风切变，而且其强度也较大。

4、强度标准

风切变的强度表示了对飞行的危害程度，目前推出使用的有下列三种：

(1)水平风的垂直切变强度标准。国际民航组织颁布这一标准。一般认为0.1米/秒以上的垂直切变会对喷气运输机带来威胁。

(2)水平风的水平切变强度标准。美国在机场低空风切变警报系统中采用了一个水平风切变强度报警标准值，规定每一分钟与*站的风向量差达7.7米/秒以上时系统即发出报警信号，以此推算，2.6米/秒/公里可作为能对飞行构成危害的水平风的水平切变强度标准。

(3)垂直风的切变强度标准。垂直风的切变强度，在相同的空间距离内主要由垂直风本身的大小变化来决定。

5、危害

强烈的垂直风切变的存在会对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成强烈的破坏作用，可造成桥梁楼房坍塌、飞机坠毁等恶性事故，给人类生活造成严重影响。

低空风切变对飞机和着陆安全的威胁最大，不仅能使飞机航迹偏离，而且可能使飞机失去稳定。如果驾驶员判断失误和处置不当，则常会产生严重后果。世界上曾因此发生多起机毁人亡的。风切变还严重影响火箭飞行的稳定性，火箭设计和发射时的环境限制条件包括风切变。

微下冲气流危害性最大，它是以垂直风切变为主要特征的综合风切变区。如果飞机在起飞和降落阶段进入这个区域，就有可能造成失事。比如，当飞机着陆时，下滑通道正好通过微下冲气流，那么飞机会突然的非正常下降，偏离原有的下滑轨迹，有可能高度过低造成危险。

风切变飞行事故都发生在300米以下的起飞和着陆飞行阶段，尤其以着陆阶段为甚，占78％。如当遇到使飞机性能降低的风切变时，飞机如具有机动的能量能加速以克服风切变而改出，就可以转危为安。若飞行高度很低，机动能量余量不足，飞机抗拒不了突然袭来的风切变，则只能失速掉高度以致坠机。反之，飞行高度较高，飞机机动能量余量较大，则往往不易发生不可抗拒的机毁人亡事故。

6、灾难事件

1985年8月2日，达美航空191号航班在美国达拉斯-沃斯堡国际机场坠毁，造成137人死亡。从此，风切变被当作一项国际课题开始研究。据美国博尔德全国大气研究中心的负责人科尔曼说，1985年以后，美国所有的飞机都安装了风切变检测仪。加拿大1990年代开始安装，但安装的具体数目不太清楚。

2009年3月23日，联邦快递80号班机在日本成田国际机场降落时，因风切变坠毁，2名驾驶员遇难。

垂直风切变是指垂直于地面方向上风速或风向随高度的剧烈变化，强烈的垂直风切变的存在会对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成强烈的破坏作用，可造成桥梁楼房坍塌、飞机坠毁等恶性事故，给人类生活造成严重影响。

7、应对

由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点，从而带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系列困难，是一个不易解决的航空气象难题。因此，目前对付风切变得最好办法就是避开它。因为某些强风切变是现有飞机的性能所不能抗拒的。进行风切变的飞行员培训和飞行操作程序设置，在机场安装风切变探测和报警系统，以及机载风切变探测、告警、回避系统，都是目前减轻和避免风切变危害的主要途径。

风切变，又称风切或风剪，是指大气中两点间风速和风向的剧烈变化。根据两点高度之间的差异，风切变可分为水平和垂直两大类。

风切变对航空飞行的危害极大。在起飞和降落的过程中，由于飞行速度低，风切变能够对航空器空速产生很大的影响，致使航空器的姿态和高度发生突然变化，在低高度上其结果有时是灾难性的。

1985年，美国达拉斯-福斯机场飞机坠毁，137人死亡。从此，风切变被当作一项国际课题开始研究。据美国博尔德全国大气研究中心的负责人科尔曼说，1985年以后，美国所有的飞机都安装了风切变检测仪。加拿大1990年代开始安装。

垂直风切变是指垂直于地面方向上风速或风向随高度的剧烈变化，强烈的垂直风切变的存在会对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成强烈的破坏作用，可造成桥梁楼房坍塌、飞机坠毁等恶性事故，给人类生活造成严重影响。

水平风切变则指与地面平行的方向上风向的急速转变。