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夏秋航季飞行员如何防范雷雨威胁?

时间:2024年04月12日   来源:

近日,长江流域春雨连绵,春雷乍响,大地开始苏醒,就连北方也告别了冬衣,呈现出一派生机勃勃、万物竞发的景象。然而,对民航运行来说,这是冬去春来之后的一场考验。长江流域已连续多日受到天气影响,尤其是3月24日长江流域出现雷雨天气,我国南北多条重要航路受影响,造成多个航班延误。而这样的季节转换近期将陆续在我国多地上演。3月31日,民航迎来了2024年夏秋航班换季。对安全运行来说,变化本身就意味着风险,飞行员要如何应对航班换季带来的运行风险呢?

夏秋航季航班运行迎大考

什么是民航航班换季?这个词每年都要被提及两次,一次是冬春,一次是夏秋。我国民航系统每年要进行两次航班换季,一般是3月的最后一个星期日至10月的最后一个星期六执行夏秋航季航班计划,10月的最后一个星期日至第二年3月的最后一个星期六执行冬春航季航班计划。所以,每年3月、10月都会迎来航班换季,而且全行业都会组织航班换季工作。一方面,航空公司会根据新航季市场需求、气候特点等因素制订和执行新航季航班计划;另一方面,航季更替意味着航班运行天气条件、安全风险、运控手段等发生变化。例如,针对夏秋航季面临的雷雨天气增多、航班量增加、暑运保障繁忙等一系列变化,按照民航局的部署要求,民航各单位都会有针对性地开展安全宣传和相关保障工作。

2024年将是我国民航从恢复转向自然增长的一年。2024年夏秋航季,国内多家航空公司持续增加运力投放,全民航航班量有望迎来进一步增长。而根据2023年统计数据,在航空公司夏秋航季航班不正常原因中,天气因素占比67.14%。从近5年的数据来看,天气因素占比呈现逐年提升趋势。

航班换季年年有。那么,我国夏秋航季航班运行有哪些特点呢?从天气条件来看,我国北方机场3月~5月受沙尘天气影响最为严重。在全国范围内,伴随着暖锋逐步北移、冷锋回撤,自4月起,华南地区就将进入前汛期;自5月起,西南地区将进入雨季;而6月华东地区将正式进入梅雨季节,往往伴随着午后大面积雷雨;7月,华北、东北、西北地区将逐步进入降水充沛期,容易在午后和晚间出现局地强对流天气;6月~9月,华南地区还易受到台风侵扰;直至9月中下旬,随着冷气团增强,西南地区雨雾、低云频发,我国主要降雨过程才逐步减弱。

从中期预报来看,2024年我国整体气候状况不容乐观,预计极端天气事件仍偏多。今年夏季我国东部降水总体偏多,涝重于旱,区域性和阶段性洪涝灾害明显。此外,受全球变暖和厄尔尼诺事件的共同影响,预计2024年我国大部地区气温偏高,华北、华南地区到江南南部等地高温日数偏多,持续性高温影响偏大,华南地区到江南地区的高温影响将超过2023年。随着行业持续恢复向好,大运量压力和恶劣天气影响共同作用,今年夏秋航季航班运行无疑是对行业的一次大考。

雷雨是夏季飞行的主要危险天气

一提起夏季运行,在飞行员脑海里首先浮现的就是连绵不断的云山云海。雷雨(雷暴)是夏季飞行的主要危险天气。从航班备降原因来看,4月~9月雷雨及其衍生原因造成的航班备降占总数的八成以上。尤其是在华南地区,几乎所有备降都与雷雨有关。

简单来说,雷雨云是由一大团翻腾、波动的水蒸气、水滴、冰晶和空气组成的混杂云体。当云团里的冰晶在强烈气流中上下翻滚时,水分会在冰晶表面凝结成一层层冰,形成冰雹。这些被强烈气流反复撕扯、撞击的冰晶和水滴充满了静电。其中,重量较轻、带正电的堆积在云层上方,重量较重、带负电的则聚集在云层底部。而大地会受云层底部大量负电的感应带正电。当正负两种电荷的差异极大时,就会以闪电的形式把能量释放出来。在空中,雷击事件与大气的零度等温层有很强的关联性,绝大多数雷击发生在零度附近的雨中。此外,放电现象还会出现在云体周围,42%的雷击事件发生在云体外部。

除了打雷,还有下雨,强降水是威胁飞行安全的重要因素。一般来说,一块成熟的积雨云可以携带几十万吨水。而飞机在积雨云下方、附近或云中飞行时,就可能进入强降水区域。强降水可能导致发动机短时吸入的水过多,造成推力下降。而在着陆阶段,强降水除了会使飞机性能下降,还会严重干扰飞行员的视线。此外,降水也会导致跑道道面湿滑,给落地带来风险。

雷雨天气最容易被忽略的危险是隐藏的严重积冰风险。从直觉来看,盛夏与结冰似乎是风马牛不相及的事情。然而,即使地面温度达到40摄氏度,在几千米的高空中,温度仍维持在零下几十摄氏度。成熟的积雨云往往云体庞大,从底部的1000余米可以延伸到10000米高度。伴随着强烈的垂直气流,云体中的水汽会以各种形态存在。其中,过冷水接触到飞机表面会瞬间结冰,就像今年在我国中部地区出现的大面积冻雨灾害那样。快速结冰将破坏飞机的气动外形,导致升力下降,失速管等关键设备因堵塞而失灵。而发动机结冰将导致飞机推力下降,在极端情况下甚至会熄火。

雷雨的形成除了充沛的水汽,还需要足够的大气冲击(气流运动),没有强烈的气流运动就不会形成积雨云。在积雨云的核心区,垂直方向的气流运动速度能超过60米/秒(相当于17级风),即使数百吨重的大型客机面临这种强度的气流也会沦为一叶扁舟,陷入严重颠簸。而在低空中,这种强烈的气流运动一般被称为“风切变”或者“下击暴流”,将给飞行安全带来极大威胁。

“道、法、术、器”防范雷雨威胁

“雷雨绕飞”是一个老生常谈的话题。在夏季运行中,雷雨代表着不可抗力,其带来的影响是固有存在的。对飞行员来说,必须采取绕飞、等待乃至返航等措施规避风险。我们不妨将思路放开一些,谈一谈雷雨绕飞的“道、法、术、器”。

“道”,即发现规律,顺应规律。面对雷雨这样的风险,我们要怀有敬畏之心。避免犯错和趋利避害是飞行员的共同目标。在全球民航业已发生的多起雷击事件中,都存在机组认识不足、低估风险等因素。“知敌方能制敌”,提高对雷雨形成和运动规律的认识,强化气象知识储备,无疑能更好地帮助飞行员作出决策。

“法”,强调的是方法论。知道规律后,要如何顺应规律呢?一方面,要强化“风险储备”,这离不开理论学习、不断训练和经验总结。例如,要避免雷击,需要了解约83%的飞机雷击事件发生在结冰层下方2500英尺(约合762米)到结冰层上方5000英尺(约合1524米)的空间中;当发生雷击时,约96%的飞机正在云中飞行;当发生雷击时,约78%的飞行员报告有轻到中度湍流。另一方面,要提高“风险认知”。例如,在冬春交替时节的雷雨运行中,大部分地区气温不高,云团中水汽含量低,气象雷达回波弱,容易让飞行员对天气的危害性认识不足;而在仪表飞行气象条件下,且位于雷暴和零度等温线附近,当风挡玻璃上有持续雨水且持续出现轻度湍流时,飞机遭遇雷击的可能性将大幅增加。

“术”,即行为、方式,是将“想”转变为“做”的关键节点。在飞行中,“做”比“想”更重要,而“做得对”比“做得快”更重要。选择什么航向规避危险天气?核心区要保持多远?选择什么方式改变高度?飞行员要养成深度思考的习惯,在日常飞行中不断总结,以提升自身对风险的洞察能力与预防能力。

最后是“器”,简单来说就是善用各类天气平台和机载雷达。目前机载雷达只能探测含水(降雨)量的多少,不能直接分辨是否为危险天气,并且雷达波束的衰减会造成远距离探测不准确甚至出现“雷达阴影”现象。完全依靠雷达设备判断雷击或雹击存在一定风险,这就需要飞行员熟悉机载气象雷达的使用技巧和特点,灵活采用雷达增益和自动位与人工位相结合的方式证实天气回波。在绕飞时结合经验以及其他辅助手段对天气进行分析和判断,提前决策,提高风险识别和管控能力。同时,我们要充分利用可用资源(签派、气象资料工具、管制员等),并结合自身技能(运行经验、专业知识、九大胜任力等)和主观能动性(规章意识、风险防范意识等)减少风险,降低不安全事件发生的可能性。

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