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夏秋航季飛行員如何防范雷雨威脅?

時間:2024年04月12日   來源:

近日,長江流域春雨連綿,春雷乍響,大地開始蘇醒,就連北方也告別了冬衣,呈現(xiàn)出一派生機勃勃、萬物競發(fā)的景象。然而,對民航運行來說,這是冬去春來之后的一場考驗。長江流域已連續(xù)多日受到天氣影響,尤其是3月24日長江流域出現(xiàn)雷雨天氣,我國南北多條重要航路受影響,造成多個航班延誤。而這樣的季節(jié)轉(zhuǎn)換近期將陸續(xù)在我國多地上演。3月31日,民航迎來了2024年夏秋航班換季。對安全運行來說,變化本身就意味著風(fēng)險,飛行員要如何應(yīng)對航班換季帶來的運行風(fēng)險呢?

夏秋航季航班運行迎大考

什么是民航航班換季?這個詞每年都要被提及兩次,一次是冬春,一次是夏秋。我國民航系統(tǒng)每年要進行兩次航班換季,一般是3月的最后一個星期日至10月的最后一個星期六執(zhí)行夏秋航季航班計劃,10月的最后一個星期日至第二年3月的最后一個星期六執(zhí)行冬春航季航班計劃。所以,每年3月、10月都會迎來航班換季,而且全行業(yè)都會組織航班換季工作。一方面,航空公司會根據(jù)新航季市場需求、氣候特點等因素制訂和執(zhí)行新航季航班計劃;另一方面,航季更替意味著航班運行天氣條件、安全風(fēng)險、運控手段等發(fā)生變化。例如,針對夏秋航季面臨的雷雨天氣增多、航班量增加、暑運保障繁忙等一系列變化,按照民航局的部署要求,民航各單位都會有針對性地開展安全宣傳和相關(guān)保障工作。

2024年將是我國民航從恢復(fù)轉(zhuǎn)向自然增長的一年。2024年夏秋航季,國內(nèi)多家航空公司持續(xù)增加運力投放,全民航航班量有望迎來進一步增長。而根據(jù)2023年統(tǒng)計數(shù)據(jù),在航空公司夏秋航季航班不正常原因中,天氣因素占比67.14%。從近5年的數(shù)據(jù)來看,天氣因素占比呈現(xiàn)逐年提升趨勢。

航班換季年年有。那么,我國夏秋航季航班運行有哪些特點呢?從天氣條件來看,我國北方機場3月~5月受沙塵天氣影響最為嚴重。在全國范圍內(nèi),伴隨著暖鋒逐步北移、冷鋒回撤,自4月起,華南地區(qū)就將進入前汛期;自5月起,西南地區(qū)將進入雨季;而6月華東地區(qū)將正式進入梅雨季節(jié),往往伴隨著午后大面積雷雨;7月,華北、東北、西北地區(qū)將逐步進入降水充沛期,容易在午后和晚間出現(xiàn)局地強對流天氣;6月~9月,華南地區(qū)還易受到臺風(fēng)侵擾;直至9月中下旬,隨著冷氣團增強,西南地區(qū)雨霧、低云頻發(fā),我國主要降雨過程才逐步減弱。

從中期預(yù)報來看,2024年我國整體氣候狀況不容樂觀,預(yù)計極端天氣事件仍偏多。今年夏季我國東部降水總體偏多,澇重于旱,區(qū)域性和階段性洪澇災(zāi)害明顯。此外,受全球變暖和厄爾尼諾事件的共同影響,預(yù)計2024年我國大部地區(qū)氣溫偏高,華北、華南地區(qū)到江南南部等地高溫日數(shù)偏多,持續(xù)性高溫影響偏大,華南地區(qū)到江南地區(qū)的高溫影響將超過2023年。隨著行業(yè)持續(xù)恢復(fù)向好,大運量壓力和惡劣天氣影響共同作用,今年夏秋航季航班運行無疑是對行業(yè)的一次大考。

雷雨是夏季飛行的主要危險天氣

一提起夏季運行,在飛行員腦海里首先浮現(xiàn)的就是連綿不斷的云山云海。雷雨(雷暴)是夏季飛行的主要危險天氣。從航班備降原因來看,4月~9月雷雨及其衍生原因造成的航班備降占總數(shù)的八成以上。尤其是在華南地區(qū),幾乎所有備降都與雷雨有關(guān)。

簡單來說,雷雨云是由一大團翻騰、波動的水蒸氣、水滴、冰晶和空氣組成的混雜云體。當(dāng)云團里的冰晶在強烈氣流中上下翻滾時,水分會在冰晶表面凝結(jié)成一層層冰,形成冰雹。這些被強烈氣流反復(fù)撕扯、撞擊的冰晶和水滴充滿了靜電。其中,重量較輕、帶正電的堆積在云層上方,重量較重、帶負電的則聚集在云層底部。而大地會受云層底部大量負電的感應(yīng)帶正電。當(dāng)正負兩種電荷的差異極大時,就會以閃電的形式把能量釋放出來。在空中,雷擊事件與大氣的零度等溫層有很強的關(guān)聯(lián)性,絕大多數(shù)雷擊發(fā)生在零度附近的雨中。此外,放電現(xiàn)象還會出現(xiàn)在云體周圍,42%的雷擊事件發(fā)生在云體外部。

除了打雷,還有下雨,強降水是威脅飛行安全的重要因素。一般來說,一塊成熟的積雨云可以攜帶幾十萬噸水。而飛機在積雨云下方、附近或云中飛行時,就可能進入強降水區(qū)域。強降水可能導(dǎo)致發(fā)動機短時吸入的水過多,造成推力下降。而在著陸階段,強降水除了會使飛機性能下降,還會嚴重干擾飛行員的視線。此外,降水也會導(dǎo)致跑道道面濕滑,給落地帶來風(fēng)險。

雷雨天氣最容易被忽略的危險是隱藏的嚴重積冰風(fēng)險。從直覺來看,盛夏與結(jié)冰似乎是風(fēng)馬牛不相及的事情。然而,即使地面溫度達到40攝氏度,在幾千米的高空中,溫度仍維持在零下幾十?dāng)z氏度。成熟的積雨云往往云體龐大,從底部的1000余米可以延伸到10000米高度。伴隨著強烈的垂直氣流,云體中的水汽會以各種形態(tài)存在。其中,過冷水接觸到飛機表面會瞬間結(jié)冰,就像今年在我國中部地區(qū)出現(xiàn)的大面積凍雨災(zāi)害那樣。快速結(jié)冰將破壞飛機的氣動外形,導(dǎo)致升力下降,失速管等關(guān)鍵設(shè)備因堵塞而失靈。而發(fā)動機結(jié)冰將導(dǎo)致飛機推力下降,在極端情況下甚至?xí)ɑ稹?

雷雨的形成除了充沛的水汽,還需要足夠的大氣沖擊(氣流運動),沒有強烈的氣流運動就不會形成積雨云。在積雨云的核心區(qū),垂直方向的氣流運動速度能超過60米/秒(相當(dāng)于17級風(fēng)),即使數(shù)百噸重的大型客機面臨這種強度的氣流也會淪為一葉扁舟,陷入嚴重顛簸。而在低空中,這種強烈的氣流運動一般被稱為“風(fēng)切變”或者“下?lián)舯┝鳌?,將給飛行安全帶來極大威脅。

“道、法、術(shù)、器”防范雷雨威脅

“雷雨繞飛”是一個老生常談的話題。在夏季運行中,雷雨代表著不可抗力,其帶來的影響是固有存在的。對飛行員來說,必須采取繞飛、等待乃至返航等措施規(guī)避風(fēng)險。我們不妨將思路放開一些,談一談雷雨繞飛的“道、法、術(shù)、器”。

“道”,即發(fā)現(xiàn)規(guī)律,順應(yīng)規(guī)律。面對雷雨這樣的風(fēng)險,我們要懷有敬畏之心。避免犯錯和趨利避害是飛行員的共同目標。在全球民航業(yè)已發(fā)生的多起雷擊事件中,都存在機組認識不足、低估風(fēng)險等因素?!爸獢撤侥苤茢场保岣邔子晷纬珊瓦\動規(guī)律的認識,強化氣象知識儲備,無疑能更好地幫助飛行員作出決策。

“法”,強調(diào)的是方法論。知道規(guī)律后,要如何順應(yīng)規(guī)律呢?一方面,要強化“風(fēng)險儲備”,這離不開理論學(xué)習(xí)、不斷訓(xùn)練和經(jīng)驗總結(jié)。例如,要避免雷擊,需要了解約83%的飛機雷擊事件發(fā)生在結(jié)冰層下方2500英尺(約合762米)到結(jié)冰層上方5000英尺(約合1524米)的空間中;當(dāng)發(fā)生雷擊時,約96%的飛機正在云中飛行;當(dāng)發(fā)生雷擊時,約78%的飛行員報告有輕到中度湍流。另一方面,要提高“風(fēng)險認知”。例如,在冬春交替時節(jié)的雷雨運行中,大部分地區(qū)氣溫不高,云團中水汽含量低,氣象雷達回波弱,容易讓飛行員對天氣的危害性認識不足;而在儀表飛行氣象條件下,且位于雷暴和零度等溫線附近,當(dāng)風(fēng)擋玻璃上有持續(xù)雨水且持續(xù)出現(xiàn)輕度湍流時,飛機遭遇雷擊的可能性將大幅增加。

“術(shù)”,即行為、方式,是將“想”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白觥钡年P(guān)鍵節(jié)點。在飛行中,“做”比“想”更重要,而“做得對”比“做得快”更重要。選擇什么航向規(guī)避危險天氣?核心區(qū)要保持多遠?選擇什么方式改變高度?飛行員要養(yǎng)成深度思考的習(xí)慣,在日常飛行中不斷總結(jié),以提升自身對風(fēng)險的洞察能力與預(yù)防能力。

最后是“器”,簡單來說就是善用各類天氣平臺和機載雷達。目前機載雷達只能探測含水(降雨)量的多少,不能直接分辨是否為危險天氣,并且雷達波束的衰減會造成遠距離探測不準確甚至出現(xiàn)“雷達陰影”現(xiàn)象。完全依靠雷達設(shè)備判斷雷擊或雹擊存在一定風(fēng)險,這就需要飛行員熟悉機載氣象雷達的使用技巧和特點,靈活采用雷達增益和自動位與人工位相結(jié)合的方式證實天氣回波。在繞飛時結(jié)合經(jīng)驗以及其他輔助手段對天氣進行分析和判斷,提前決策,提高風(fēng)險識別和管控能力。同時,我們要充分利用可用資源(簽派、氣象資料工具、管制員等),并結(jié)合自身技能(運行經(jīng)驗、專業(yè)知識、九大勝任力等)和主觀能動性(規(guī)章意識、風(fēng)險防范意識等)減少風(fēng)險,降低不安全事件發(fā)生的可能性。