风切变的定义
风切变(Wind Shear)简单的定义是空间任意两点之间风向和风速的突然变化，属于气象学范畴的一种大气现象。由于风切变对飞行的危害，世界各国都十分重视对它的研究。
风切变的分类
从风场情况来看，风切变主要可由以下三种基本情况来表示：
(1) 水平风的垂直切变。
(2) 水平风的水平切变。
(3) 垂直风的切变。
在实际大气中，这三种风切变既可单独存在并影响飞行，也可综合并存以影响飞行。对飞行影响最严重的是发生在离地高度600米以下的低空风切变。
风切变的成因
产生风切变的原因主要有两大类，一类是大气运动本身的变化所造成的；另一类则是地理环境因素所造成的。有时是两者综合而成。
(1) 产生风切变的天气背景。
a. 强对流天气。在这种天气条件影响下的一定空间范围内，均可产生较强的风切变。尤其是在雷暴云体中的强烈下降气流区和积雨云的前缘阵风锋区更为严重。对于特别强的下降气流称为微下冲气流，是对飞行危害最大的一种。它是以垂直风为主要特征的综合风切变区。
b．锋面天气。无论是冷锋、暖锋或锢囚锋均可产生低空风切变。不过其强度和区域范围不尽相同。这种天气的风切变多以水平风的水平和垂直切变为主(但锋面雷暴天气除外)。一般来说其危害程度不如强对流天气的风切变。
c. 辐射逆温型的低空急流天气。秋冬季睛空的夜间，由于强烈的地面辐射降温而形成低空逆温层的存在，该逆温层上面有动量堆集，风速较大形成急流，而逆温层下面风速较小，近地面往往是静风，故有逆温风切变产生。该类风切变强度通常更小些，但它容易被人忽视，一旦遭遇若处置不当也会发生危险。
(2) 地理、环境因素引起的风切变。其风切变状况与当时的盛行风状况(方向和大小)有关，也与山地地形的大小、复杂程度，迎风背风位置，水面的大小和机场离水面的距离，建筑物的大小、外形等有关。一般山地高差大，水域面积大、建筑物高大，不仅容易产生风切变，而且其强度也较大。
附图：
低空风切变危害浅析
为什么低空风切变会有如此的危害性呢？这是由风切变的本身特性造成的。以危害性最大的微下冲气流为例，它是以垂直风切变为主要特征的综合风切变区。由于在水平方向垂直运动的气流存在很大的速度梯度，也就是说垂直运动的风速会出现突然的加剧，就产生了特别强的下降气流，被称为微下冲气流。这个强烈的下降气流存在一个有限的区域内，并且与地面撞击后转向与地面平行而变成为水平风，风向以撞击点为圆心四面发散，所以在一个更大一些的区域内，又形成了水平风切变。如果飞机在起飞和降落阶段进入这个区域，就有可能造成失事。
有资料表明，在1970年-1985年的16年间，在国际定期和非定期航班飞行以及一些任务飞行中，据不完全统计，至少发生过28起与低空风切变有关的飞行事故，绝大多数都发生在飞行高度低于300米的起飞和着陆阶段，其中尤以着陆为最多。通过对这28起飞行事故的分析，可以发现低空风切变飞行事故有如下特点：
1.风切变飞行事故都发生在飞行高度低于
2.现代中、大型喷气运输机的风切变飞行事故比重较大。
3.风切变飞行事故与雷暴天气条件关系密切。
4.风切变飞行事故的出现时间和季节无一定的规律。
那么，风切变是怎样对飞机造成影响的呢?假定飞机开始是顶风飞行的，这时空速、地速和流过机翼表面的气流和产生的升力都是恒定的。当飞机进入风切变后，如果原有的逆风突然降为零，空速就要降低，这时如果飞机迎角不变，升力也就随之要降低。当飞机的总重量变化不大时，由于升力不再与总重量平衡，飞机就要掉高度。显然，这时飞机要保持原有的升力，就必须增大推力，使飞机加速，如果飞机能在一瞬间就加到所需的速度，风切变就不会造成影响，然而问题在于飞机改变速度需要时间，这个时间主要是：飞行员的反应时间、发动机增加(或降低)功率的时间、飞行员操纵飞机改变飞行状态(增大或减小迎角、保持合适的升降速度等)的时间等等。
美国曾计算过某大型喷气飞机在风切变条件下改变空速需用的时间。假设飞机在风速为36公里/小时(10M/S)的顶风中飞行，空速为180公里/小时，地速为144公里/小时，突然进入风速为零的区域，空速降低到144公里/小时，在这种情况下，增加地速，使飞机空速恢复到180公里/小时，最少也要176秒钟，而飞机穿过风切变时间只需几秒钟。如果飞行员不能在这几秒钟之内操纵飞机使其高度不致降低过多以便完成增速的话，飞机就有坠毁的危险。
地速增量（km/h） | 增速时间（s） |
144 | 0.0 |
144-155 | 39.9 |
144-162 | 77.5 |
144-173 | 175.5 |
为什么在飞机着陆时遇到低空风切变容易发生事故呢?波音公司风切变研究组分析原因时指出：一是飞机已经下降到接近地面，改变下滑航迹角需要时间，而当遇到严重风切变条件时，等反应过来可能已经没有时间来改变了；二是在风切变情况下，一般天气都非常复杂，飞行员用手操作进行时，工作量很大，他的注意力一般都集中在飞行指引仪的指令，而顾不上其他指示，如垂直航迹的仪表，因此，不能早期发现飞机偏离垂直航迹；三是进近时逐步收回油门，可能掩盖空速降低的趋势；四是由于天气条件恶劣，飞行员集中精力考虑是否应该落地，而干扰了飞行员判断航迹质量的能力。如没有经过有效的风切变训练，这些情况能分散飞行员对有关仪表的注意力；五是飞行员一般具有在颠簸天气飞行的成功经验，而且已经到达预定的落地机场，这种强烈的落地愿望很可能延迟他作出复飞的决定，等他决定时可能已经来不及了。
另外，从不同高度的风切变对飞行造成的不同影响，可以看出，不论风切变造成的是飞机升力增大还是升力减小，风切变发生的高度越低，对飞行的影响也越大，这是因为飞机在起飞和着陆时速度比较小，而且航向又局限于起飞或着陆方向，飞机处于高阻力状态。机动余量小，改出高度又不够，飞机可以用以加速的剩余推力也到了最低限，所以对于起飞、着陆的飞机来说，遇到风切变是最危险的。
通过讨论低空风切变对航空飞行的影响，作为民航飞行人员要加强对风切变，特别是低空风切变的认识，积累处置经验，在天气复杂时，合理分配精力，精心操作，及时果断处置因风切变造成的飞行异常情况，确保航空飞行安全。
例如1975年6月24日美国肯尼迪机场东方66班机着陆时遇下击暴流，飞机摔裂，112人死亡。1983年4月4日我国租用法国的“空中国王200号”在广州白云机场起飞过程中也正是遇到这种下击暴流而失事的。当然，如果提高警惕能及时发现迹象也可化险为夷。最近的10几年前南航朱海龙机组在广州白云机场在30Ft高度遭遇风切变成功改出。1973年6月13日山西临汾机场地面指挥塔发现，在五六百米低空，上下云块向两个相反方向很快移动，判断定里有强的风向切变，并及时通知了来降飞机，从而避免了事故发生。这些都说明了对风切变的掌握和了解是多么的重要。
我所飞的ATR-72飞机在机载设备上有些落后，没有加装风切变预警雷达，在发现和处置风切变上就更加需要机组成员对它有深层的理解，通过不断的学习，积累更多的实际飞行经验，正确判断和处置风切变。新疆是一个中纬度地区，地理环境有天山山脉和卡拉昆仑山脉，气候春秋两季干燥、风沙大，夏天干旱少雨，冬季下雪。但由于特殊的地理环境造就了新疆的夏天强对流天气和春秋两季的大风天气。有数据表明近几年来夏天的强对流雷暴天气有明显增加。特别是沿天山一带和风口地区。南疆的库尔勒机场春秋两季长伴随大风沙尘暴天气，风速经常在10M/s以上，且末和库车属于短窄跑道的特殊机场，又是雷暴的多发地区。阿勒泰和伊宁受地形影响，长有下山风在作怪。对于ATR机队来说，春秋和夏季正是飞行的高峰时期。这就更加需要我们飞行人员对风切变有更深入的了解。
在实际飞行中我就亲身经历过一次典型的风切变现象。在伊宁机场，跑道是06和24号，06号跑道五边进近是在平原地区，受风的影响少些，但24号跑道就不然，它处于下山坡地区，受地形影响而且只有NDB进近类型。假如机场出现冷锋过境，就会产生西南大风，在夏季就有可能出现强对流天气。记得有一次在伊宁24号跑道NDB五边进近，地面风向270度
从这起飞行事件来看，明显是风切变在作怪，机组在驾驶舱资源管理和配合之间默契，分工明确、及早发现及早改出，从而保证了飞行安全。做为ATR飞行员，在机载设备落后的情况下更应该加强理论和实际相结合，正确判断和处置风切变。ATR是螺旋桨飞机，在动力反应上比喷气式飞机反应灵敏，飞机较轻、惯性小、增速快，在低高度改出风切变的时候切忌急噪盲目、要冷静清楚它的危害和强度，保持稳定的正上升趋势，直至安全高度以上，如果维持不住上升趋势可以试图将飞机带到抖杆器作动，再稳杆、再保持上升姿态、保持稳定的上升率，直至安全改出切变区域和高度。这就需要机组之间的严密和冷静的配合，是一朝一夕、点点滴滴的养成的。此外，加强飞行人员有关风切变知识的教育，增加对风切变的了解，组织飞行人员进行必要的模拟机训练，以提高对付风切变的能力是十分必要的。
低空风切变的判断与防范
低空风切变的判断
目前，强低空风切变还是难以抗拒的，只有避开才是有效的办法。低空风切变判断虽有困难，但还是有征兆可察的。通常采用的判断方法有：
（一）目视判别法
1．雷暴冷性外流气流的尘云。雷暴冷性外流气流前缘的强劲气流吹起的尘云随气流移动，通常紧跟在尘云之后就是强烈的风切变。
2．雷暴云体下垂的雨幡是有强烈下冲气流的重要征兆，雨幡下垂高度越低、个体形状越大，色泽越暗，预示着风切变下击暴流越强。
3．滚轴状云。在冷峰性雷暴中，强冷性外流气流会有涡旋运动结构，并伴有低空滚轴状云。这种云的出现，预示着强低空风切变的存在。
（二）座舱仪表判别法
1．空速表
空速表是飞机遭遇风切变时，反映最灵敏的仪表之一，一旦出现异常指示，即应警惕风切变的危害。波音公司规定空速表指示突然改变15-20海里/小时，应视为风切变，不作进近着陆。这种大幅度波动的指示空速，往往带来判断和操纵上的失误。在地面时，则应中止起飞。
2．高度表
高度表指示的正常下滑高度是飞机进近着陆的重要数据。在下滑过程中，高度表短时间大幅偏离正常值时，必须立即采取措施复飞。
3．升降速率表
升降速率表与高度表关系密切，在遭遇风切变时反应明显。波音公司建议在下降速度短时间内改变值达
4．俯仰姿态指示器
俯仰角是飞机起飞、着陆时飞行员掌握的重要参数。遭遇风切变时，俯仰角指示迅速发生变化，改变突然超过5度时，即认为遭遇到风切变，飞行员应中止进近。
遭遇风切变时应采取的措施
飞行中遭遇风切变是一个极为困难和复杂的问题。能给飞行员做出反应，采取措施，控制飞行轨迹直到改出的时间非常短促，为了迅速而准确地作出反应，飞行员应：
1.认真了解天气预报，对风切变可能出现的位置、高度、强度要有心理上的准备。
2.注意收听地面气象报告和别的飞机在起飞，进近过程中的报告，了解风切变的存在及其性质，对自己所驾飞机能否通过风切变进行风险评估，做出正确的决断。通常应采取避开，等待，备降等措施。
3.加强机组协同，充分利用驾驶舱资源。复杂天气飞行时，机长要组织机组人员分工负责。起飞、进近中各种口令要清晰到位。机组人员应不间断地扫视仪表，密切注意有无异常现象，对跑道环境，风向风速，复飞程序等要了如指掌。做到一旦有异常情况就能及时发现，立即采取对策。
4.不要有意识地作穿越严重风切变或强下降气流区域的尝试，特别是在山区，低高度，或一发失效时更是如此。
5.要与雷暴的强下击气流区保持距离。雷暴的外流气流可超越雷暴之前20一30公里。不要侥幸抢飞这一区域。
6.在最后进近阶段如遇到风切变时，只要无法重建稳定着陆剖面，就应立即采取有关程序，脱离切变区进行复飞，加入等待或到备降场着陆。坚决反对盲目蛮干。
7.飞机遭遇风切变时，在完成脱离程序后，应立即将风切变出现的区域、高度、空速变化范围等报告飞行管制部门，以避免其他飞机误人其中。
结束语
由于低空风切变现象具有时间短、强度大的特点，从而带来了探测难、飞行难等一系列困难，是一个不易解决的航空气象难题。为此，我们应加强自身对风切变的飞行操作程序设置的训练，在执行飞行任务中积累经验。
当然，回避是最好的防御，因为某些强低空风切变是现有飞机的性能和飞行员的驾驶水平所不能抗拒的，所以当判定有较强风切变时，应尽量避开。此外，加强飞行人员有关风切变知识的教育，增加对风切变的了解，组织飞行人员进行必要的模拟机训练，以提高对付风切变的能力是十分必要的。
为了迅速而准确地做出反应，我们应该做到：
首先要有思想准备。在起飞前，要认真仔细地了解和研究天气预报和天气实况报告，警惕在飞行中会遇到风切变，及风切变可能出现的位置、高度、强度。
起飞后，要注意收听地面的气象报告和别的飞机关于风切变的报告，了解风切变的存在及其性质，并判断自己所驾驶的飞机能否安全通过风切变。对严重的风切变应当避开，对轻度的风切变可借助操纵修正来克服它。
整个空勤组要严密配合，协助一致地进行工作。在起飞着陆过程中，机长要组织空勤组成员分工负责，不间断地认真扫视仪表，密切注意有无异常现象，对座舱仪表、飞行状况、机场设施、跑道环境、风向风速、复飞程序等等，都要了如指掌。这样就可以做到稍有异常能及时发现，立即采取决策，从而保证飞行安全。
南航新疆分公司
