美兰机场雷暴天气下的管制工作

引言

雷暴一词指积雨云中所发生的雷电交作的激烈放电现象，同时也指产生这种现象的天气系统。一般我们形容雷暴是指由对流旺盛的积雨云组成的，伴有闪电、雷鸣、阵风、大风，有时还出现冰雹、龙卷的中小尺度对流天气系统。雷暴所伴有的天气现象对飞机的起落和飞行过程有重要影响，所以雷暴是飞机航行所遇到的最恶劣最危险的天气。海南省主要受季风、副热带高压、热带气旋及冷空气等多种天气系统的影响，天气类型复杂多变，对流发生非常频繁。海南省年平均雷暴日100多天，是全国著名的雷都之一。海口美兰机场位于低纬度的东亚季风区南缘，热带海洋包围的海南岛的北端，受季风和海洋共同影响，属于热带季风海洋性气候。热量丰富，雨量充沛。夏季高温多雨、多雷暴，午后的热力雷暴是影响本地飞行活动的主要天气因素。据美兰机场2000-2009 年气候志统计，年平均出现雷暴日数为51 天，年出现雷暴最多日数为81 天(2005 年)，最少为40 天(2004 年)。

1 什么是雷暴

雷暴是大气不稳定状况的产物，其中主要包括雷雨、闪电、阵风、颠簸、积冰等严重影响飞行安全的天气。其影响范围可达到积雨云周围30公里左右。产生雷暴的积雨云叫做雷暴云。一个雷暴云叫做一个雷暴单体，其水平尺度约十几千米。多个雷暴单体成群成带地聚集在一起叫做雷暴群或雷暴带。它们的水平尺度有时可达数百千米。每个雷暴单体的生命史大致可分为发展、成熟和消散三个阶段。每个阶段约持续十几分钟至半小时左右。在不同的阶段中雷暴云的结构有不同的特征。发展阶段是上升气流贯穿于整个云体。成熟阶段既有上升气流也有下降气流。消散阶段是下沉气流占据了云体的主要部分。

2 雷暴对飞行的影响

2.1 湍流

雷暴云中存在强烈的湍流和阵性垂直气流。在积雨云的成熟与消散阶段，始终存在着强烈的垂直气流，特别是在成熟阶段，既有上升气流，又有很强的下沉气流。这种升降气流带有阵性，忽大忽小，分布也不均匀，伴有很强的风切变。因此，在雷暴云中飞行会遇到很强的颠簸，使其偏离航向，不能保持飞行高度。轻者造成操作困难，仪表失真，在几秒钟内飞行高度会发生较大变化，重则造成飞机解体。

2.2 积冰

在雷暴云内飞行，飞机表面若与过冷却云滴或雨滴相互碰撞，容易在表面冻结形成积冰;当浓积云发展到一定高度，云体伸长到0 摄氏度高度以上，云中水滴呈现过冷状态。这种液态水处于热力不稳定状态，当受到一些震动时，容易立即产生冻结。飞机积冰会使其空气动力学性能恶化，表现为升力减小，阻力增大，影响飞机的安定性和操纵性。严重时会造成飞机失速坠毁。比如1985 年12 月发生的飞箭航空1285 号空难。

2.3 暴雨

在雨中飞行时，喷气飞机的飞行速度会提高很多。因为在发动机转速不变的情况下，雨滴进入涡轮压缩机后，由于雨滴的蒸汽吸收热量，使燃烧室的温度下降，而低温的空气容易被压缩，使压缩比增大，增加了发动机的推力，因而飞机速度增加。但如果降雨强度过大，点火不及时也有可能造成发动机熄火，特别是飞机处于着陆的低速阶段。除此之外，暴雨会造成低能见度，飞机在暴雨中起降会影响飞行员看清跑道近端的最大距离，对飞机的安全着陆有影响。

2.4 冰雹

小尺度的强雷暴云可能会产生冰雹。通常，在成熟阶段的雷暴云中，飞行高度8000 米以下时，遭遇冰雹袭击可能性最大，1万米以上遭遇次数很少，在云中心的上风方一侧，遭雹击可能性也很小。冰雹是坚硬的球状、锥状或不规则的固态降水，具有一定的体积与质量，其降落速度比一般的液态降水大。一个直径2 厘米的冰雹，降落速度可达19米/秒。如果飞行时遇到冰雹，由于相对速度很大，飞机容易被击伤，造成事故。

2.5 雷击

闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。如果在雷暴活动区飞行，飞机很有可能被闪电击中。在雷暴消散阶段的早期极易遭受闪击，因为此时云中仍维持足够大的荷电中心，但已缺乏激励源，飞机飞入云中可作为激励源，诱发闪击。飞机一旦被闪电击中，内外部设备就可能发生多处损坏，闪电电流进入飞机内部，造成设备电源损坏，甚至危及机组和乘客安全。闪电和雷击引起的瞬间电磁场，对仪表、通信、导航及着陆系统造成干扰，可能致使飞机与陆面的通讯中断。

2.6 下冲气流

在雷暴云的成熟与消散阶段都存在下沉气流，在雷暴单体下方的下沉气流可产生下击暴流和雷暴外流。当它冲泄到低空时，在近地面会形成强劲的外流雷暴大风。能引起地面或近地面大于18米/秒雷暴大风的那股突发性的强烈下冲气流。同时在下击暴流与雷暴外流的边界容易形成风切变。有不少飞机事故是下冲气流造成的，下冲气流容易造成飞机失速、倾斜、严重偏离跑道等问题，同时还会刮坏放在机场的飞机和其他机场设备。因此，雷暴天气下的的安全飞行需要各个部门通力协作，特别是空管部门的配合，对雷暴天气飞行安全起到重要的作用。

3 美兰机场雷暴天气下的管制工作

3.1 管制员上岗前准备

管制员在上岗前应当预先向气象部门了解本场的天气，包括雷暴的位置、范围、强度、发展高度、移动方向、速度和发展趋势和影响本场所持续的时间以及航路天气，做到心中有数。其次还需要查询备降场天气情况和是否接收备降及接收机型、架次情况，包括湛江、三亚、北海、南宁等机场;结合天气和当天的航路情况(包括航路的限制情况)制定好绕飞方案;必要时管制员还要再临时熟悉本场运行的最低标准和各个机型性能数据;带班主任应及时了解航班动态和流量，做好流量管理工作，并及时向空域管理部门申请绕飞空域。

3.2 管制席管制员工作

(1)及时发布管制员已经了解的天气情况，并提醒机组使用机载气象雷达观察了解天气，关注雷暴的动态;(2)做好指挥预案，并留有适当安全余量，必要时提供600 米垂直间隔;(3)避免将航空器引导入雷雨天气中;(4) 及时根据天气的演变情况和风向风速或机组的要求，更换跑道;(5)了解航空器的续航时间，做好指挥航空器备降或返航的准备;(6)提供优质服务，及时答复机组的偏航或绕飞要求，并组织避让;(7)注意提前提醒机组有可能存在中度颠簸和风切变和低能见度现象;(8)管制避开雷暴的方法：建议机组推迟起飞时间、改变航线和飞行高度、等待、绕飞、返航、备降;(9)提醒进港航空器注意复飞空间，并选择好复飞路径和高度，如果没有复飞空域，建议航空器等待或备降并提醒剩余油量;(10)发落地指令时，注意提醒复飞程序、决断高度、风向风速、道面情况等。

3.3 协调席管制员工作

(1)监督，提醒管制席工作;(2)注意观察风向风速指示，并能及时更换跑道和盲降，修改通播并能及时通知灯光站开灯，将RVR 灯光级数设置在正确位置。将更换跑道信息通报现场指挥中心、飞行服务室、海南空管气象台观测席位;(3)及时将备降或返航信息通报相关单位。

4 结束语

雷暴天气对海口美兰机场的影响十分重大，各空管单位(包括管制、气象、情报等部门)应加强对雷暴影响的了学习和认识，并结合本地实际情况，提高业务技能水平，制定好相关的工作规程，这样才能更好地保障民航飞行安全。