摘要：雷暴天氣時常影響著航班的正常，從研究分析江浙地區的雷暴的種類和特點，得出在雷雨天氣下的飛行處置方法。
關鍵字：江浙地區 雷暴天氣 飛行處置
引言
時至雷雨的多發季節，雷雨的出現頻繁的影響著航班的飛行。韓國韓亞航空公司894次國內航班客機，2006年6月9日下午在1000英尺空中遭遇雷電和冰雹的襲擊，駕駛艙前窗被砸破，鼻頭被擊毀斷落，噴氣引擎保護蓋被砸出一個大洞，幸虧駕駛員老練穩重，從容降落，卻讓200多名乘客經歷九霄驚魂的夢魘。又如12日晚上6時半左右，一場雷雨封住了首都機場的走廊口，飛機無法繞過雷雨區進近，使得幾十個航班被迫去就近的機場備降，給航空公司帶來巨大的損失，推遲了旅客回家的腳步。
1.雷暴天氣
1．1 雷暴的生命期
雷暴經常出現在大氣層不穩定的天氣條件下。暖溼的空氣被熱的下墊面或鋒面抬升，就會變得不穩定，當被抬升的空氣冷卻到它的露點溫度時，就形成積雨雲。產生雷電現象的積雨雲稱為雷暴。一次雷暴天氣過程分為三個階段：「積雲階段」是雷暴發展三個階段的第一階段，它的特點是氣團持續上升產生雲。當雲中的雨滴和冰粒逐漸變大且重量超過抬升力時，雨滴就從雲中掉下，使雲下的溫度低於四周的溫度，並使這裡密度增大。這個過程導致雲內形成下沉氣流。當下沉氣流變得足夠的強，並使降水第一次到達地面時，就進入了雷暴的成熟階段。最後，下沉氣流截斷上升氣流並失去抬升的暖空氣來源，雷暴完全被下沉氣流主導，就進入雷暴的消散階段。
1．2 普通雷暴和強烈雷暴
普通雷暴單體的水平尺度為5～10km，高度可達12km，生命期大約1h左右。
在雲內和雲外的垂直運動將產生很強的向前的下降氣流。這種強烈的下降氣流的作用可以在積雨雲的底部形成陣風鋒，這個陣風鋒反過來激發出一個新的雷暴，整個循環又重新開始。一個普通雷暴雲有時只有一個雷暴單體，有時則有幾個雷暴單體簇集而成，各個雷暴單體往往處在不同發展階段。它們聚集在一起，不斷地形成和消散，從環境中吸取空氣。因此，儘管每個單體的生命時間有限，但一個多單體雷暴雲作為一個整體來看，卻可以存在好幾個小時直到最 後一個單體消失，不再產生單體時，雷暴過程才算結束。強烈雷暴雲的結構表現為雲體內有穩定、強大的升降氣流，強大的上升氣流來自近地面層軟溼氣流，通常從雲體右前側流入，進入雲體後傾斜上升，在雲體中部上升速度最大，可達20～30m/s。上升氣流到達對流頂附近減弱並分為三支：一支按慣性向雲體後方運動，但因以高空風方向相反，便很快減弱下降；第二支可伸展到平流層底層，造成雲頂突出的雲塔；第三支則隨高空強風吹向雲體前方遠處，形成向前延伸的雲砧。下降氣流常由兩部分組成：一部分是由降水拖拽作用帶下的下沉氣流；另一部分則是由對流層中層雲外流入的乾冷空氣，由於這部分乾冷空氣具有較大的速度，能有力地楔入上升氣流下方，使之成準定常傾斜狀態。下沉氣流在雲底形成低空外流，朝前的這一部分最強大，對前方近地面暖溼空氣起強烈的抬升作用，其餘的向雲後和兩旁流出。強烈雷暴雲的這種氣流結構，使上升氣流和下降氣流能同時並存且維持相當長時間，避免了一般雷暴雲中，下沉氣流抑制並取代上升氣流的趨勢，因而強烈雷暴能維持穩定強大達幾小時之久。
2．江浙地區雷暴分類
江浙地區位於我國東部沿海，地勢平坦，山丘海拔一般三、四百米，是我國著名的水鄉，夏季常受東南季風的影響，大量的暖溼空氣吹向陸地，為雷暴的形成提供了巨大動力和物質條件。江浙地區又處於颱風活躍地區和梅雨帶，也容易形成雷暴，是我國多雷暴地區之一，其雷暴主要有以下幾種。
2.1 熱雷暴
主要在寧紹平原的大部分地區生成，因該地區地面性質不同，河流眾多，水系發達，城市建築林立，人口稠密，工業集中，交通發達，夏季又盛行東南風，極易形成城市熱島效應，通常在下午1點至3點左右發展到成熟階段，產生雷電現象，持續時間通常為半小時左右，伴隨強的陣性降水、14米/秒左右的大風現象。雷暴過後，天氣豁然開朗。（見圖1）
圖1：衛星雲圖
2.2 地形雷暴
這種雷暴少見於寧滬境內，主要在浙江中西部山區生成，在以寧波機場周圍山區最為常見，主要出現在午後1至3點鐘。因寧波機場地理位置特殊，三面臨山（東南和南面有太白山、望海峰、白巖山，西面和西北面有大雪山、黃泥崗、 四明山等）僅東北面臨海，所以對夏季午後飛機的起降造成一定影響。
2.3 颱風槽雷暴
颱風槽雷暴是指自颱風中心向外伸出的低壓槽中產生的雷暴。颱風區外圍（包括颱風槽中）的空氣高溫高溼，具有較大的正不穩定的能量，在颱風槽中，熱力對流旺盛，又有一定強度的輻合上升運動，所以產生雷暴，江浙地區颱風槽雷暴主要有兩種形勢。
第一種是颱風倒槽雷暴，颱風在自東向西移動到北緯23 ，東經118 以西區域時，時常自颱風中心向東北方向伸出一個頂端可伸至長江口的低壓槽，槽線東側多偏南風，西側多東北風，槽內氣流輻合上升，在午後熱力對流增強時，則在槽內產生較大範圍的雷暴。
第二種形勢是颱風「V」型槽雷暴。颱風在東海北部，黃海及韓日一帶北上時，其後部有時出現一個向西南方向伸展的「V」型槽，槽兩側氣流有明顯輻合，常產生較強的雷暴。
2.4 切變線雷暴
江浙地區處於我國海岸線中部，它的南部是西太平洋高壓，北部多為西風帶變性高壓，位於這兩個高壓之間的切變線附近，會有較強的輻合上升運動，再加上江南地區的暖溼不穩定空氣，雷暴便在切變線附近產生。這種雷暴一般產生在4－6月份和9－10月份的午後至半夜。
3 雷暴對飛行的影響
據統計，因雷暴或與雷暴有關的天氣造成的飛行事故，已佔到了氣象原因造成飛行事故一半以上的比重[2]。儘管絕大多數雷暴是在不穩定天氣條件下形成的，但有時也會在層狀雲中形成，這種雷暴稱為「隱藏雷暴」。因為這種雷暴隱藏在其它雲層中，在雲中飛行時，飛行員不能發現它，因此，它們會對飛行造成特別的危害。從國際民航對1978～1990年13年中160起因氣象原因發生的飛行事故看出：雷暴直接引起的事故有14起，與雷暴有關的雪或暴雨有41起、惡劣天氣34起、顛簸及亂流12起、結冰10起、低空風切變7起，幾項加起來共計118起。再從國內民航對1951～1991年40年中48起因氣象原因發生的飛行事故看出：雷暴直接引起的事故有4起，與雷暴有關的複雜氣象14起、積冰5起、風切變2起，共計25起，可見雷暴危害巨大。作為航空人員來說，很有必要認識雷暴產生的威脅飛行安全的主要天氣現象。
3.1 湍流
雷暴雲中的強烈湍流會引起飛機顛簸，是危及飛行安全的一種主要危險天氣。雷暴雲中的升降氣流帶有很強的陣性，分布也不均勻，有很強的風切變。在雷暴雲中飛行都會遇到很強的顛簸，輕者造成操縱困難，儀表失真，飛行員難以看清儀表指針，在幾秒鐘內飛行高度可變化幾十米或幾百米，重則造成飛機解體。雲區外一定範圍內也有不同程度的顛簸存在。XXX寧波-成都航班時，在武漢上空7000米左右的高度上繞飛積雨雲時遇到中到強顛，飛行員幾乎不能操縱飛機，客艙一片恐慌，因飛行員的果斷處置（上升高度、偏離航線）只造成一名乘客頭部輕傷（系客艙行李架撐板脫落擊傷）。
3.2 暴雨
雷暴雲中蘊藏著極其豐富的水資源，如以雲中每立方米平均含水量25克計算，一塊半徑為5公裡的雷暴中含水量可高達130萬立方米，相當一座小型水庫的儲水量。如下暴雨，每分鐘從雲中傾下的水量可達8萬噸。
在特大暴雨中飛行，如點火不及時有可能造成發動機熄火，特別是飛機處於著陸的低速階段。例如，1980年6月12日美國威斯康辛航空公司的一架斯維林根SA－226密特洛飛機，在內布拉斯加洲瓦利著陸時遇雷雨，兩臺發動機因吸入大量雨水而熄火，造成飛機墜毀。降水還可導致飛機空氣動力特性降低，因雨滴相當於增加了飛機附加粗糙度，使升力下降，出現迎面阻力增大和臨界迎角及容許迎角減小，導致失速速度相應增大20－40公裡/小時，這樣失速就可能發生在接近失速信號接通之前。
3.3 雷擊（閃電擊）
閃電是雲中出現冰晶和過冷水滴相碰撞，過冷水滴凍結及大水滴分裂時，由於溫差電效應、凍結電效應、分裂電效應等作用產生。雷暴雲的上部帶正電荷，中、下部帶負電荷。
飛機在雷暴雲中、雲下和雲附近飛行時，都有可能被閃電擊（又稱雷擊）中，尤其是在0℃附近飛機被雷擊的次數最高。飛機遭閃電擊的高度大都在6千米以下，個別發生在11－12千米，90％的閃電擊發生在4千米以下。飛機遭雷擊後，雷電產生強大的電流，形成電磁場、光福射、衝擊波和電弧。可能產生以下幾種嚴重後果：第一，雷電形成的高電壓可使飛機上的絕緣材料擊穿，擊毀雷達罩，並破壞大量微電子元件。第二，雷擊產生的光輻射，可能造成飛行員暫時失明。嚴重的，持續時間可達20-30秒，極易造成事故。第三，產生的電磁場使飛機設備磁化而無法正常工作，也可能使結構件產生變形和破裂。如無線電羅盤被磁化，無線電通訊受幹擾的現象時有報告。此外，當雷電弧接觸飛機時，可使金屬部件熔蝕，或使飛機金屬蒙皮燒穿。如果油箱被閃電擊中有可能發生燃燒或爆炸。
國外資料表明，飛機不同部位和儀表遭電擊的概率分別為：天線27%；機翼22%；尾翼21%；機身15%；螺旋槳葉7%；檢驗孔6%；羅盤2%。
3.4 下擊暴流
下擊暴流又稱下衝氣流，是雷暴強烈發展的產物，（見圖2）這股突發性的下衝氣流存在於雷暴雲區地面或近地面，風速達到18米/秒以上，具有極強的垂直風切變和水平風切變，其高度一般在300米以下。對飛機的破壞性極強，如果毫無反應地進入這個區域，改出的機率幾乎為零。我們應該不會忘記2000年武漢航空公司一架運七飛機在王家墩機場附近遭遇微下擊暴流而失事的慘痛教訓。此外，下擊暴流還會刮壞停放在機場的飛機和其他機場設備。
圖2：下擊暴流示意圖
4 在雷暴活動區安全飛行的措施
由於雷暴區中有多種威脅飛行安全的危險天氣，所以在一般情況下，應避免在雷暴區中飛行。在有雷暴的天氣條件下飛行，飛行員應儘量目視避開雷暴區，或飛到足夠的高度飛越雷暴。但在夏季是不容易做到的，特別是運輸機，因為我們要完成任務就必須飛行，而飛行中經常會遇到雷暴雲，因此我們必須研究預防措施，保證安全完成任務。根據國內外有關材料，飛行員實踐經驗以及氣象人員保障工作經驗，提出以下可行措施：
（1）飛行前飛行人員和籤派人員要認真向值班氣象員詳細了解飛行區域天氣情況及變化趨勢。當有雷暴活動時，特別是最近的雷達回波圖、衛星雲圖、天氣實況和預報，分析雷雨的性質，發展趨勢、移動方向和速度，選擇繞飛雷雨的航線和備降機場，共同研究、慎重決定航空器的放行，做好飛行預案。
（2）飛行中空勤組只要有可能就應儘量避開雷暴活動區，避開的方法是：推遲起飛時間，改變航線及飛行高度，空中等待，繞飛，備降，返航等。這不僅為了避開閃電擊（雷擊）還為了避開雷暴的其它現象，如顛簸、積冰、冰雹、暴雨、風切變等。
（3）飛行中機組藉助機載氣象雷達監視天氣變化是避雷的重要手段。機組應高度重視那些雷達回波呈孤立分散的，或呈帶狀、片狀的雷暴雲，特別是那些呈鉤狀、指狀、「V」形或「U」形雷暴雲和回波「黑洞」。由於機載氣象雷達的探測範圍也是有限的，有可能產生「氣象盲谷」，導致飛行員盲目穿越雷暴。所以在雷暴頻煩活動區，請求地面氣象雷達協助配合是非常必要的。飛行員在飛行過程中也要注意適當改變雷達顯示距離，方可避免「氣象盲谷」現象[3]。
（4）繞飛雷暴雲時，基本原則以目視不進雷暴雲，力爭在雲上或雲外能見飛行，以目視及雷達配合積極尋找有利方向繞飛。繞飛時應根據雷暴強度在雷暴回波邊緣25千米以外通過。儘量不在雷暴雲的下方飛行，特別是在山區飛行時。
5. 結論
（1）雷暴按天氣過程分為三個階段；按強度可將雷暴分為普通雷暴和強烈雷暴；
（2）影響江浙地區的雷暴按衝擊力可分為熱雷暴、地形雷暴、颱風倒槽雷暴、切變線雷暴；
（3）雷暴能產生許多複雜的天氣現象，對飛行安全構成很大威脅；
（4）雷雨季節飛行時，飛行員及空管部門應予以高度重視，認真研究雷暴天氣，擬定出最佳飛行方案；
（5）飛行人員應嚴格執行民航飛行「八該一反對」原則，放棄僥倖心理和冒然行事，飛行安全將會大大提高。
參考文獻：
1、黃儀方等 航空氣象學 西南交通大學出版社 2002.10
2、程小慷 雷電對飛行的影響 四川氣象 2002年第1期
3、王新臣 航空氣象學 海潮出版社 1999.5
4、羅臺福 雷電對飛行安全的危害 民航飛行與安全98（4）41-42
5、《世界航空安全與事故分析》第四集 中國民航出版社 2000