飞行理论图解 · 航空气象

山地波与山区飞行图解

越山气流 · 背风波 · 指示云

山那边,气流在“打浪”
躲开山帽云、滚轴云和荚状云

强升降气流 15–20m/s · 波峰阵风比一般雷雨还大 · 中到严重颠簸

气流遇大山脉,大部分被迫从山顶越过,造成强烈升降运动;一定条件下,较强(稳定)气流越山后在背风面上空形成重力波——山地背风波。山地波里的升降气流会使飞机高度明显改变,下降气流还让气压式高度表读数偏高;三朵指示云(帽状云、滚轴云、荚状云)是山地波的“招牌”。本页 6 个 stage 覆盖考纲「山地气流的概念」「山地飞行」「山地波」与第二部分样题。

01 越山升降气流

强升降气流可达 15–20 m/s

稳定层流 强升降气流速度 可达 15–20 m/s 安全高度线 迎风侧 · 上升气流 背风侧 · 下降气流 山地飞行遇背风坡危害很大, 一定要保持在安全高度以上
依据
气流遇大山脉,大部分被迫从山顶越过,造成强烈升降运动
迎风侧
上升气流
背风侧
下降气流
强升降气流
速度可达 15–20 m/s
山地飞行
遇背风坡危害很大,一定要保持在安全高度以上

注 · 图中气流走向为示意图,箭头只示意方向、不表示具体速度比例。

02 山地乱流

风速越大 · 乱流越强 · 层次越厚

① 山坡摩擦产生涡旋 · 形成湍流 · 多贴附山坡 · 高度较低 山坡摩擦 → 涡旋 迎风坡 涡旋被地形阻挡 · 停留原处 涡旋原地打转 背风波 涡旋不断形成 · 随气流向下游移动 · 逐渐消失 乱流强弱与风速关系(示意) 风速越大 → 乱流越强 · 层次越厚 风速 小 风速 中 风速 大 乱流层 乱流 弱 乱流层 乱流 较强 乱流层 乱流 强
成因
气流越山时,山坡摩擦产生涡旋形成湍流,多贴附山坡、高度较低
迎风坡
涡旋被地形阻挡,停留原处
背风波
涡旋不断形成,随气流向下游移动、逐渐消失
与风速关系
乱流强弱与风速关系密切:风速越大乱流越强、层次越厚

注 · 三档风速对比为示意图,仅演示「风速越大 → 乱流越强、层次越厚」的趋势,具体层次厚度考纲未给出。

03 背风波怎么形成

较强(稳定)气流 + 山脉扰动 → 背风面重力波

① 大气波动 重力波 较轻空气 较重空气 两层密度不同的空气相对运动时, 在交界面上出现波动 ② 较强风吹过山脉 山脉扰动气流 ③ 背风面形成重力波 山地背风波 样题 · 山地背风波形成的条件 较强(稳定)气流吹过山脉, 在山的背风面形成重力波,即山地背风波。 背风面重力波(示意)
山地波
(山地背风波)一定条件下气流越山时,在山脊背风面上空形成的波动
大气波动
大气在重力作用下产生的波动叫重力波
形成原因
两层密度不同的空气相对运动时,在交界面上出现波动
形成条件
较强风吹过山脉时,山脉扰动气流,一定条件下在背风面形成重力波(山地背风波)

注 · ①②③为成因链示意图,三个环节合起来即「较强(稳定)气流 + 山脉扰动 → 背风面重力波」。

04 三朵指示云

帽状云 · 滚轴云 · 荚状云

指示山地波存在的云主要有:帽状云 · 滚轴云 · 荚状云 波峰 波谷 ① 山帽云 山顶像戴帽 ② 滚轴云 滚轴状 · 绕水平轴旋转 ③ 荚状云 透镜/飞碟状 · 波峰处成串
指示云
指示山地波存在的云主要有帽状云、滚轴云、荚状云
判断用途
山地波区常有荚状云、波状云等特征云,可用于判断山地波的位置和范围

注 · 三朵云为示意图:山帽云贴峰顶、滚轴云在背风坡低层、荚状云在波峰处成串。

05 对飞行的影响

波峰风速 > 波谷风速 · 中到严重颠簸

① 升降气流 · 高度明显改变 飞机高度明显改变 ② 下降气流 · 高度表读数偏高 气压式高度表 · 读数偏高 实际高度偏低 警惕气压高度表误差 ③ 波峰风速大 · 阵风如雷雨 波峰 · 风速大 波谷 · 风速小 阵风强度比一般雷雨风速还大 中到严重颠簸 ④ 滚轴状湍流 · 颠簸更剧烈 强烈滚轴状湍流 · 颠簸更加剧烈 飞行应尽量避开山地波活动区域,越山飞行时保持足够的高度和越障余度
高度
山地波中的升降气流会使飞机高度明显改变
高度表
背风波中的下降气流使气压式高度表读数偏高
乱流颠簸
山地波中常有乱流造成颠簸
波峰与阵风
山地波波峰处风速比波谷处大,另有阵风,其强度比一般雷雨风速还大,有中到严重颠簸
滚轴湍流
山地波在背风坡产生强烈的滚轴状湍流,颠簸更加剧烈
飞行处置
飞行应尽量避开山地波活动区域,越山飞行时保持足够的高度和越障余度

06 山区飞行技巧与处置

避开背风坡 · 靠近迎风坡 · 出口不急转弯

进入山地波后的处置 避开山帽云、滚轴云和荚状云 云中有强湍流和升降气流 警惕气压高度表误差 按规定飞行速度穿越湍流区 山谷飞行 · 风向与山脉走向垂直 山谷中应避开背风坡、靠近迎风坡 迎风坡 · 靠近 背风坡 · 避开 风顺着山谷吹 谷中乱流随风速增大而增强 风速增大 谷中乱流随风速增大而增强 峡谷强风进入宽广谷地 避免靠近谷地或山坡,出口后不要急转弯 涡旋 涡旋 出口后不要急转弯 · 防止误入两旁涡旋气流 山地气流紊乱,可能出现下沉气流和山地背风波,注意保持安全高度,防止撞山; 避免在狭窄谷地超低空飞行。
进入山地波后
避开山帽云、滚轴云和荚状云(云中有强湍流和升降气流);警惕气压高度表误差;按规定飞行速度穿越湍流区
风向垂直山脉
山谷中应避开背风坡、靠近迎风坡
风顺着山谷吹
谷中乱流随风速增大而增强
峡谷强风入宽谷
应避免靠近谷地或山坡,出口后不要急转弯,防止误入两旁涡旋气流
山区谷地注意
山地气流紊乱,可能出现下沉气流和山地背风波,注意保持安全高度,防止撞山;注意天气变化和地形影响,避免在狭窄谷地超低空飞行

注 · 图中山谷、航线与涡旋均为示意图;处置要点按考纲原文。