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发表时间 : 2020-8-23 20:31:52 | 浏览 : 9013    评论 : 0

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本帖最后由 cathy猫猫 于 2020-8-24 13:08 编辑

晴空湍流8月20日浙江之声报道CA1740航班由北京飞往杭州过程中,突遇晴空湍流,经机组正常处置,无旅客受伤,两名乘务员由于当时在客舱进行安全检查,受轻伤。今天这篇文章,我们主要讨论一下晴空湍流。  

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晴空湍流(又称晴空乱流)简称CAT(clear air turbulence,是晴空中无法直接以肉眼或光学仪器看到的乱流,是因为不同速度的气团相遇而造成,晴空乱流多半没有云。

最可能造成晴空乱流的区域是在对流层较高处,约在海拔7000至12000米的高度,大约接近对流层顶。在有高速气流的区域常会出现晴空乱流,在较低海拔,靠近山的区域也容易出现。若有出现卷云,其造成晴空乱流的几率也很高。

晴空乱流会使飞机乘客乘坐时不适,甚至会影响飞行安全。晴空乱流的频率已有增加,推测可能是全球暖化效应。《Nature Climate Change》的一篇学术期刊推测,若大气中的二氧化碳是工业革命前的二倍,中等到强烈的晴空乱流会较现在增加40%至170%。

民航气象 晴空湍流 飞行 飞机

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航空业中晴空湍流常发生在云层密集的环境以外(即晴空),对流层的中层和上层,有时也发生在平流层的下层。
有必要提醒一下:“晴空”指的并不是万里无云,因为晴空湍流发生时,天空中常有云量密度较低的卷云存在。因此卷云也可以作为一个警示,提醒机组人员注意晴空湍流。

晴空湍流也是一种大气湍流,根据对中纬度对流层的中层和底层的观察,这种大气湍流是由风向或风速的高度变化引起的。

我们可以在大气的空气动力学中去讨论空间风变化的原因,在急流下方的小范围内,存在一些强烈的大气“碰撞”,这种现象被称为温带扰流。

记住,强风梯度对应于强烈的水平温度变化。在一个恒定的飞行高度层,快速的温度变化可能会产生较强的湍流。

尽管有一些简单规则和观测设备可以使用(民航组织强烈建议机组人员积极交换关于湍流的信息),但晴空湍流仍然并不容易确定和量化。由于晴空湍流是自然湍流且其发生具有不规则性和不可预测性:同一地点,现在没有湍流并不排除几分钟后没有。

湍流体积用水平和垂直面来描述,它的强度由两个阈值指定:中度和严重。这里说的是湍流体积,并不是湍流的分类,湍流按强度分类请看下图:

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飞机在易发生湍流的区域停留的时间越长,遭遇湍流的可能性越大。正如数字运行模型提供的观测或预报所揭示的那样,当前的定位、量化和预报方法都是基于风向和/或风速高强梯度的发现。

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(图片来源于:flightradar24)

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a图黄褐色区域为水平区域上看到的湍流可能发生的区域。
b图黄褐色区域则为垂直方向(等压线表示)看到的湍流可能发生的区域。
c图用等风速线轮廓来标记湍流区,红色表示湍流最严重的的区域。C图中仔细观察,对于区域1(接近polar side,即极区一侧),水平分布范围小,因此区域1中的飞机采取水平飞行能够更加快速的逃离湍流区;对于区域2(接近tropical side,即接近热带对流层顶),垂直分布范围小,因此区域2中的飞机采取垂直飞行能够更加快速的逃离湍流区。
这里有一条规则足以粗略判断晴空湍流是否存在:当某个地区的水平风切变每185km速度变化为15m/s,垂直风切变每300米速度变化为2.6m/s,相当于水平温度每222km变化超过5℃。
在明显的高空槽附近(常在中纬度地区发现)或在较高的山脊线附近(更常在低纬度地区发现,通常伴随卷状云),还有其他具有明显潜在湍流的区域。风向的突然变化是形成湍流的关键因素,而不是风速。

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