摘要：低空风切变是一种危及飞行安全的天气现象，通常持续时间短、空间尺度小、难以预测且危害性大，由此导致的严重飞行事故时有发生。研究基于其定义与产生条件，主要论述了低空风切变的类型及其对飞行安全的影响，并提出了可行的应对措施。研究对预防、识别、应对低空风切变具有一定理论与实践价值，有助于提高航空飞行安全水平。

关键词：低空风切变；飞行安全；航空飞行；影响；措施

1.引言

随着经济的快速发展，飞机旅行凭借其便捷性、舒适性日益成为出行的首选交通方式，其安全性成为社会广泛关注的焦点。数据分析表明，低空风切变是导致进近着陆阶段飞行事故的主要原因之一，由此引发的不安全事件与飞行事故频发。

1982年7月9日，美国路易安纳州新奥尔良机场，泛美航空PA759航班在晴朗天气下起飞不久后即遭遇风切变，突然在空中剧烈抖动并垂直下冲，坠毁后机上137名乘客和8名机组人员全部遇难，同时还造成地面8人死亡和14人重伤的惨剧；1983年4月4日，中国南海石油联合服务总公司民航直升机公司空中国王-200型飞机，在起飞过程中同样遭遇低空风切变，导致飞机失速坠毁。由此可见，低空风切变对飞机所产生的威胁不容小觑，必须深入研究、认真防范才能提高飞行安全。

本文首先介绍了风切变的基本概念，探讨其形成的环境因素，在此基础上详细分析了四种风切变类型及其对飞机进近着陆的具体影响，最后提出相应的识别方法与应对措施，研究旨在丰富飞行安全领域的理论知识，对飞行员的训练和实际飞行有一定的参考价值。

2.风切变的定义

风切变是指在同一高度或不同高度上，短距离范围内任意两点间风向、风速骤然变化的现象。在空间的任何高度均可能产生风切变现象，而对飞行威胁最大的是发生在近地面层的风切变，即低空风切变。根据航空气象学的规定，低空风切变特指距地面600m高度以内发生的风切变现象。此现象的形成通常伴随雷暴、锋面等天气，同时也会受辐射逆温层、地理环境的影响。低空风切变的突发性和难以预测性对飞行安全构成严峻挑战，因其具有强度大、尺度小、难以有效检测等特点，被业界广泛视为飞机在起飞与降落阶段的重大隐患之一。

3.风切变产生的环境条件

低空风切变是在一定的天气背景和环境条件下产生的，通常以下几种情况容易产生低空风切变。

3.1雷暴

雷暴是产生低空风切变的重要天气原因。通常在雷暴作用下可在一定范围内产生两种类型的风切变现象，一种由雷暴单体下的下击暴流作用形成，导致下降区域内的飞机频繁遭遇伴随强烈下沉气流的低空风切变，此类风切变发生概率较高，对飞行安全威胁较大。另一种是雷暴下冲气流接触地面后，以冷气流形式向四周扩散，这一过程不仅驱动暖湿气流的抬升，还促进了阵风锋的形成，进而在大范围内引发风向的急剧反转（可达180度），由此形成强顺风切变和强逆风切变。值得注意的是，此类风切变与雷暴主体之间往往存在一定的空间间隔，这增加了风切变现象的复杂性和难以预测性，可能会对飞行安全造成较大威胁。

3.2锋面天气

锋面也是产生风切变的重要天气因素。锋面过境期间，由于其两侧气象条件的显著差异以及锋面过渡区域独特的垂直结构特征，为风切变的产生提供了有利条件。因此在锋面活动频繁的天气条件下，风切变现象尤为普遍。理论上，当锋面以不小于每秒15米的速度移动，并伴随着两侧温差超过5摄氏度的显著变化时，更易诱发强度较高的低空风切变，进而对航空安全构成潜在威胁。冷锋移动速度较快，但其引发的风切变现象往往具有滞后性和短暂性。不过冷锋及即强冷锋的后锋区是强低空风切变的高发地带，当冷锋穿越机场上空时，低空风切变可能紧随而至。相比之下，暖锋的移动速度较缓慢，它所引发的低空风切变影响时间更久，影响范围更大。在飞行任务中，飞行员对锋面天气及其可能诱发的低空风切变应保持高度警觉，因为其危害程度仅次于雷暴等强对流天气产生的风切变。

3.3辐射逆温层

在气象学中，出现逆温现象的大气层被称为辐射逆温层。在气象条件稳定的晴朗无风夜晚，地面辐射作用显著，导致地面温度相较于上层大气下降速度更快。这一过程使得低层大气的温度不再遵循随高度增加而递减的自然规律，从而形成低层“逆温现象”。辐射逆温层的顶部能够有效阻断气团垂直方向的动量传输，促使逆温层上方形成风速较大的区域，而在接近地面的层次，则表现出风向多变且风速减缓的特点，这些条件共同构成了风切变现象发生的物理基础。相较于由雷暴和锋面活动引起的风切变，此类由辐射逆温层引发的风切变强度较低，具有鲜明的季节性特征。在秋冬季节的晴朗夜晚，强烈的地面辐射降温效应促进了低空逆温层与风切变的形成。由于夜间航空活动相对较少，此类风切变现象的监测难度较大。

3.4地理和环境因素

可能引起低空风切变的地理、环境因素主要指山地地形、较大的建筑物、密集的林木覆盖等因素。在机场附近环境十分复杂时，风切变的发生与当时盛行风的方向和大小有关，也与山地地形的规模与复杂度、迎背风面的相对位置、水域的广阔程度及机场至水域的距离、以及建筑物的形态与布局等多重因素相关。机场区域内若遭遇相对强烈的阵风活动，风切变现象的发生概率将显著增加。当阵风风速在短时间内发生显著变化，即偏离平均值超过5米/秒，或强风直接穿越跑道周边的大型建筑物时，极易引起局地性强烈风切变现象。

4.风切变的分类及影响

根据风切变发生的方向相对于飞机的位置，我们可以将风切变分为四类：顺风切变，逆风切变，侧风切变与垂直风切变。风切变对飞行安全的影响也会因其类别的不同而有所差异。

4.1顺风切变

顺风切变是指飞机顺风风量突然增大的风切变，也被称为正风切变。此类现象常见于飞机由逆风区进入顺风区，或是顺风风速的显著增强，如从较小的顺风区进入较大的顺风区等，都属于顺风切变。它能够在极短的时间内使飞机空速显降低，从而引发机头大幅下沉，是目前对飞行安全威胁较大的风切变类型。在飞行过程中，当空速减小时，会引发两种情况：一种是空气阻力随着空速的减小而降低并小于发动机推力，导致飞机在逐渐增大的推力作用下呈现出缓慢增速的趋势；另一种是随着空速的减小，升力相应减弱，当升力不足以支撑飞机重量时会出现高度损失，飞机开始下降，机头下沉。这种状况在低空飞行阶段可能迅速逼近地面或障碍物，因此尤其危险。

4.2逆风切变

逆风切变是指飞机逆风风量突然增大的风切变。例如，由小逆风环境过渡到大逆风环境，由强顺风环境进入弱顺风环境，或是由顺风环境进入逆风环境等情形，都属于逆风切变。逆风切变会使飞机空速骤然增加、升力相应增强，进而导致飞机机体抬升。相较于顺风切变，逆风切变的危害较小，但其对飞行稳定性的影响仍十分明显。与顺风切变不同的是，逆风切变会导致飞机的升力显著增加，并使飞行轨迹转为爬升状态。在着陆阶段，若飞机遭遇了逆风切变，会因升力的迅速增大导致机头突然上仰，飞行轨迹会高于预期的标准下滑路径。若此时飞机已接近跑道且距地高度较低，逆风切变可能导致着陆速度过大，且留给飞行员的反应操作时间极为有限.极端情况下，甚至会因制动距离不足、跑道较短而冲出跑道。

4.3侧风切变

侧风切变是指飞机在飞行过程中，从一种稳定的侧风或无侧风状态进入另一种明显不同的侧风状态。此种形式的风切变会影响飞机的轨迹与稳定性，使飞机发生偏航、侧滑、滚转等现象。在沿下滑道进行着陆阶段，如果遭遇侧风切变，飞机会偏离预定的下滑道轨迹。如果此时飞机相对于跑道的高度较高时，飞行员可通过精确操控方向舵和副翼，使飞机修正到原有的轨迹上。如果飞机已处于低空接近跑道阶段，相对于跑道的高度较低时，飞行员若仍试图利用方向舵和副翼去修正飞行轨迹，很可能会导致机翼擦地，或着陆姿势不正确，从而产生飞行事故。

4.4垂直风切变

垂直风切变是指在垂直方向上风量急剧增大的一种风切变，可进一步分为上升型与下降型垂直风切变。由于下降型垂直风切变对飞行安全的危害远高于上升型垂直风切变，因此本文主要探讨下降型垂直风切变的影响。而在下降型垂直风切变种，又以下击暴流最为典型。在着陆阶段，下击暴流会显著减小飞机的迎角，降低升力，迫使飞机非正常下沉。为了避免持续下沉、维持既定的下降轨迹，飞行员只能加大油门、增加发动机推力使飞机上升。若下冲气流的速度小于飞机的最大上升速度，飞机才能成功爬升至安全高度，从而脱离危险区域。反之，若上升率不足以克服下冲气流的影响，飞机将被迫继续下沉，最终甚至可能撞击地面坠毁。

5.风切变的应对措施

低空风切变在飞行过程中普遍存在，对进近着陆阶段的飞机存在较大威胁。鉴于目前尚无有效措施能完全准确预测并消除风切变的危害，因此，应对风切变的核心在于预先预警与主动规避。

在日常飞行操作中，飞行员应培养良好的飞行习惯与风险意识。首先，飞行前需详尽准备航路及目的地机场的气象信息，特别在进近准备阶段，应结合机载雷达系统提供的实时气象数据与事先收集的气象资料，进行精准的降落前风险评估与准备。若相邻高度层间存在显著的风速或风向差异，那么此处极有可能存在风切变。在飞行过程中，飞行员应充分利用空中交通管制、塔台及地面气象站提供的气象情报。一旦接收到风切变预警信息，应立即规划绕飞路线以避开风险区域。在接近降落阶段，加强与塔台的沟通，并持续关注ATIS（自动终端信息服务）发布的机场天气更新，以便在遭遇风切变时能够迅速做出备降或针对性应对措施，确保飞行安全。此外，当飞机接近或进入风切变易发区域（如雷暴边缘）时，飞行员需高度警惕，特别是在进近着陆过程中，强大的下沉气流可能直接导致飞机失控。最后，飞行中若观察到飞机空速异常波动、机头姿态突然变化等迹象，应迅速识别为风切变事件。此时，飞行员应避免急剧减少推力来降低高度，以防风切变突然消失后飞机空速过低而难以操作乃至失速。因此，在进近着陆阶段，保持一定的速度余度至关重要。

6.结语

低空风切变的产生条件较为复杂，对飞行安全构成了一定危害，由此导致的事故占比不容忽视。因此，掌握低空风切变的成因与特点非常重要。本研究介绍了低空风切变的定义与产生原因，并着重分析了不同类型低空风切变的特点及其对飞机进近着陆的影响，最后提出了预测与应对风切变方法，旨在有效降低低空风切变带来的危害，对提高航空安全水平具有一定的参考价值与意义。

参考文献

[1]王小宛，张永顺，邢万红，等.航线飞行工程学[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[2]黄阳广.低空风切变的预防与应对研究[J].中国高新技术企业，2015，（33）：9-11.

[3]王秀春，顾莹，李程.航空气象[M].清华大学出版社，2014.

[4]赵素玲.低空风切变对飞机飞行的影响探讨[J].农业与技术，2013，33（10）：195.

[5]周建华.航空气象业务[M].北京：气象出版社，2011.

[6]王静.风切变处置程序与训练研究[D].中国民用航空飞行学院，2022.

作者简介：廖宏刚（1966.11），男，二级飞行员/A320型别教员，四川航空股份有限公司；*通讯作者：罗乐（1989.06），男，三级飞行员/A320责任机长，四川航空股份有限公司。