文/Dumbo

2018年8月28日早上8點17分,首都航空JD5759航班從北京首都機場起飛前往目的地——澳門。這架航班由空客A320執(zhí)飛,機上搭載乘客和機組人員共166名。像往常一樣,此次航班一路飛行平穩(wěn),3個小時便飛到了澳門上空,比預計時間還早了一點兒。廣播里播報著降落準備通知,乘客們照例系好安全帶、收起小桌板、打開遮光板,等待著飛機降落澳門機場。突然,乘客們感到飛機在落地的瞬間與地面發(fā)生了劇烈的撞擊,隨后飛機彈起又再次重重落地。正當大家恐慌之際,飛機復飛升空,空乘人員來到機艙內,開始為大家講解示范無起落架迫降以及緊急滑梯的使用方法。此時,乘客們預感大事不妙。而另一邊,駕駛室內,機組人員已申請備降深圳機場,宣布MAYDAY狀態(tài)、開應答機7700(遇險),報告左發(fā)動機和起落架故障。11點58分,飛機在澳門至深圳的上空盤旋了90多圈后,最終成功備降在深圳機場的34號跑道上。此次降落,比預想的平穩(wěn),飛機落地后,緊急滑梯開啟,乘客在乘務人員的指揮下一個接一個地從滑梯上滑下,并跑至安全區(qū)域,撤離現場。事后,調查人員發(fā)現飛機前起落架2個輪胎已全部缺失,僅依靠液壓動作筒支撐前機身。在起落架嚴重受損、左發(fā)動機故障、通信系統(tǒng)失靈的情況下,能夠成功備降,這是非常不容易的。目前,此次事故正在調查中,但根據航空公司的通報,人們猜測此次事故很大程度上與一種飛行災難性天氣現象——風切變有關。

◎僅剩液壓動作筒的前起落

MAYDAY是什么意思?

MAYDAY是國際通用的無線電通話遇難求救信號。1923年,英國一個機場要求無線電技術人員費德瑞克為所有機師和地勤工作人員設定一個緊急求救信號,因為當時航班多數往來巴黎,因此費德瑞克取了法文m'aider(救我)作為求救信號。而這個詞的諧音英文單詞即是“MAYDAY”。發(fā)出“MAYDAY”時必須連續(xù)呼叫三次(“MAYDAY,MAYDAY,MAYDAY”),以免誤聽,或被噪聲蓋過?！癕AYDAY”作為呼救信號,其聲音便于識別,很適合用于雜音較大的遠距離無線電傳播中。在民航界,飛行員大喊三聲“MAYDAY”之后,說明機組已經遇到了十分危急的情況。

“風切變”是什么？

風切變的英文名叫作wind shear,意思就是風的突然改變。具體來說,就是在同一高度或不同高度短距離內風向和風速的變化。這種大氣現象被稱為“飛行殺手”,這是因為飛機靠相對空氣運動產生的升力才能在天空中不墜落,而風切變就是支撐飛機的空氣流動本身發(fā)生了劇變。同學們可以想一想,這時飛機還能平穩(wěn)地飛行嗎?如果你正在操場上跑得好好的,忽然一陣巨大的風襲來,你會怎么樣呢,是不是也會打打晃?同樣的,飛機遇上風切變,跟海上的航船遇到大風浪、操場上奔跑的我們遇到一陣大風,情況是相似的,就是飛機會突然失去平衡,升力會突然減小,飛機會驟然下降。

如果在巡航階段發(fā)生風切變,一般情況下對飛行安全的影響并不是太大,因為這時飛機飛行高度會在7 000米～12 000米,由于風切變,下墜幾十米甚至幾百米對飛機來說并不成問題,只是會產生比較大的顛簸,引起乘客不適而已。此時,飛機會自動或飛行員手動調節(jié)至新的平衡狀態(tài),繼續(xù)飛行。此外,在巡航階段,飛機的飛行速度大約在800千米/時,一般的風切變速度遠低于此時的飛行速度,不會對飛機造成太大的影響。當然,如果此時冒出一個時速超過飛機速度的“風切變”,那么飛機當然也會有危險。這種很猛烈的風切變很可能產生“晴空湍流”,因晴空湍流不伴有明顯的天氣現象,機載雷達難以探測,所以對飛行安全具有較大的威脅。

其實,我們說了,風切變會導致飛機升力減小、驟然下降,那么大家可能已經想到,對飛機來說風切變出現在什么時候最危險?沒錯,就是起飛和降落的階段。因為這兩個階段飛機飛行的高度較低,驟然下降幾十米甚至幾百米后極有可能直接砸向地面。砸向地面的結果,輕則像首都航空JD5759航班這樣,一些設備被損壞,更嚴重的很可能當場機毀人亡。

“風切變”從哪里來？

1 雷暴

在雷暴云體中的強烈下降氣流區(qū)和積雨云的前緣陣風鋒區(qū)最容易產生風切變。因為雷雨中的下降氣流到達地面后,會形成強烈的冷性氣流向四處傳播,有時可到達離雷暴云20千米以外的地方,再形成陣風鋒區(qū)風切變。

2 鋒面

在氣象學中,冷氣團主動向暖氣團移動時產生的鋒面稱為冷鋒,反之則稱為暖鋒。無論冷鋒還是暖鋒,在鋒面兩側溫差較大(≥5℃)或移動速度較快(≥55千米/時)的鋒面附近容易產生較強的風切變。不過,這種天氣的風切變一般來說其危害程度不如雷暴天氣(強對流天氣)的風切變。

3 輻射逆溫型的低空急流

秋冬季晴朗的夜晚,強烈的地面輻射降溫會形成低空逆溫層,而在逆溫層頂附近常有低空急流,逆溫層阻擋了風速向下的動量傳遞,使地面風很弱,而且風向多變,這樣就在地面附近與上層氣流之間形成了較大的風切變。這類風切變強度較前兩種通常更小些,而且比較有規(guī)律,一般秋冬季節(jié)較易發(fā)生。低空急流往往在日落以后開始形成,日出之前達到最強,日出后隨逆溫層的解體而消失,因此會對夜間和拂曉時分的飛行活動有一定的影響。

4 復雜的地形

當機場周圍山脈較多或地形復雜時,較容易產生風切變。如在高山的背風面常會有冷空氣滯留在平地上,若起降場地正好處在高山背風面時,當飛機從上空進入這種停滯的冷空氣時,就會遇到嚴重的低空風切變。由地理、環(huán)境因素導致的風切變還會與當時的盛行風狀況,山地地形的大小、復雜程度,迎風背風位置,水面的大小和機場離水面的距離,建筑物的大小、外形等有關,可以說形成條件較為復雜,但總的來說,一般飛機在高度差較大的山地,面積較大的水域以及有高大建筑物的地方飛行時,會比較容易遭遇風切變,而且強度較大。

不同的“風切變”，不同的影響

風切變根據風場的空間結構不同,可以分為三種類型:垂直風切變,即在垂直方向上,一定距離(通常為30米)內兩點之間的風向、風速的改變;水平風切變,即在水平方向上兩點之間的風向、風速的改變;垂直風的水平切變,即上升或下降氣流在水平方向上兩點之間的改變,多發(fā)生在雷暴云當中。除此之外,根據風切變發(fā)生的高度還可以分為:高空風切變和低空風切變,出現在600米以下的即為低空風切變。我們之前已經講到,相較于高空風切變,低空風切變危害更大。

除了以上三種類型外,風切變還有四種不同的表現形式,即順風切變、逆風切變、側風切變以及垂直風切變。當飛機進入順風切變區(qū)時,空氣流動速度會迅速降低,升力減小,導致飛機不能保持高度,驟然下降;若飛機進入逆風切變區(qū),空氣流動速度會迅速增大,升力增加,此時的飛機就會被迫抬升,偏離預定方向;若飛機遇到側風切變,會導致飛機側滑、滾轉或偏離預定下滑方向;如果飛機遇到垂直風切變,飛機就有可能被垂直而來的風“拍”向地面。

從20世紀90年代開始,更強大的多普勒氣象雷達以及機上風切變預警系統(tǒng),已經讓飛行員比以往更容易避開危險的風切變。然而,就像夏季的強對流天氣這種難以預測的天氣現象,預警系統(tǒng)也并不能保證萬無一失,所以,飛行員的經驗也是很重要的。其實,作為較常見且危險性高的天氣現象,應對風切變一直是飛行員訓練和半年一次的復訓中的必考科目。對于飛行員來說,這種天氣雖然堪稱“殺手”,但他們也早已熟練掌握應對這個“殺手”的技巧。所以,同學們不必太害怕,相信經過多年專業(yè)訓練的飛行員們一定會安全帶領大家飛越天際的!