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夏季天气飞行

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增强的能量可以创造一个挥发性天气鸡尾酒。


APC(NAPA CA)的湾流G450。对于大多数航空活动,夏季是一种高温和阳光天空的时间,有机会雷暴,由于雾度,热湍流和密度高度增加,降低了可视性。
由karsten shein
Comm-Inst气候科学家

E一年中的很多时间都有明显的天气,可能会导致挑战。在中纬度夏季,通过阳光加热大气加热,更直接的开销有助于降低空气密度并强化对流活动。

结果是,对于航空,夏季是与更大和更精力充沛的雷暴活动相关的时间,更频繁的低水平热湍流以及飞机性能的一般降低。

当我们谈论夏天作为一个赛季时,我们通常会在中间纬度(大约30到60度之间)的那些月来看,在中午太阳有利于其他半球时,温度显着增加。

这种区别在热带和亚热带中不太明显,其中温度或多或少一年中的一致,季节被风和降雨模式标记更多。

低纬度的季风与太阳的年度进展相关联。闭间收敛区(ITCZ)于4月至10月至10月迁至11月至3月以南。在夏季的阳光下有更多的开销,提供了电力和移位ITCZ所需的加热和蒸发水。

加热也强化并扩展了与ITCZ的流入相关的半永久性亚热带高压电池,这些高压电池在整个热带地区产生吹的东方交易。然而,在扩展方面,细胞可以包围一些地方,导致停滞气流 - 所谓的多达褶皱,其特征在于清澈的天空,高温和平静的风 - 一次通常几周数周。

ITCZ的极向迁移和强化亚热带高度建立了常规季节性的降雨模式,因为热带前线是针对陆地区域,如东南亚和印度次大陆。这种常规的降雨可以促进农业丰富,但同时生产低天花板,嵌入式雷雨,经常洪水降雨,可以显着破坏这些地区的航空业务。

在寒冷和温暖的月份之间的极地纬度温度也较少,但它比热带地区的温度变化更大 - 并变得越来越大。近年来,北极机场的夏末(八月至九月)已经看到温度持续了一层,这使得能够解冻机场跑道的永久冻土。

软化下界使跑道翘曲,在某些地方,崩溃,使它们危险,潜在不可用,而无需大量修复和加固。

因此,在夏季期间,在高纬度地运营的飞行员应该期望平稳跑道的潜力来发展颠簸和起伏。它总是明智的,特别是在远处的许多不受控制的或远程空气中,在着陆前耗尽条带。如果它看起来没有安全,则应中止着陆。

然而,它在中纬度,夏季成为热和水分的有效混合物,以产生不利和危险的飞行天气的鸡尾酒。雷暴已经是,并且可能永远是航空天气事件中最危险和破坏性的,而太阳更直接的太阳能增强的大气加热使它们更加危险。

ICT(Wichita Ks)的地面雷达显示了大面积的中度,与FL400附近的顶部的强烈对流。夏季风暴往往是从空中看到的,因为它们在雷达上,使它们相当容易避免,虽然有时以显着偏差的成本。

雷雨

即使是最普通的雷雨也很危险。当将表面空气加热并加湿到它可以通过覆盖温度反转并升高到自由气氛中以形成对流循环电池时,它们形成。

大多数风暴都会成长,并且像简单的气动风暴一样,将它们的水蒸气供应耗尽,在懒惰的空气中,随着缺乏挡风眼的缺乏,在一个小时内延续地死亡,使得浓度,干燥空气坍塌在上升器上。然而,在夏季,2件事发生影响雷暴频率和强度。

首先是在白天期间增加的太阳辐射达到表面加热表面和上覆空气。更热的空气可以容纳更多的水蒸气,以及水可用的能量剩余,意味着很多能量将蒸发水,使其加入大气作为含有大量存储的气体(潜伏)热。

虽然明智的(动力学)热量有助于蒸发和允许热,潮湿的表面空气升高的温度差,但是当冷却空气导致水蒸气冷凝时,潜伏的热量是维持提升,释放潜热热量有助于保持上升空气的温度以上的空气的温度。

只要上升空气比其环境更温暖,它将继续上升。因此,自然地,更多地加热湿表面和上方的空气意味着在上升的空气中可用的潜在能量可用于维持甚至加强雷暴。第二重要考虑因素是该表面用作较低气氛的热源。

白天中的热量更加热意味着覆盖空气的加热。然而,在夜间,地面被从热源切断,因此冷却,从上方的空气中汲取热量。在夏天,当夜间更频繁地清楚(允许更快的热量损失),这通常意味着,在早上,温度反转(更耐寒)已经成立。

这是在日出后加热时,防止表面空气升高的逆转。覆盖低级反向或帽子对雷暴的发展至关重要。在他们缺席,或者如果它们太弱,表面空气只需要一点加热,在它上升之前,限制了可用的能量并使上升空气冷却并用周围大气迅速稳定。

最多,这个上升的空气可能会产生公平的天气 - 晴朗的天气和稍微轻微的碎片,在接近或离开时。相反,如果帽子太强,也许4°C或更多 - 意味着表面层上方的空气比它下方的空气高至少4度 - 这是表面空气的不太可能在白天积累足够的热量突破帽子,再次,风暴不太可能。

甜点是大约2-3℃之间的帽。这足以足够强大,以支持表面层中的足够的能量积聚空气能够在白天某些时间点穿过,并确保空气可以保留比它发展成一个潜在的雷暴,比其环境更温暖。

有利于雷暴地层的盖帽,可以在大气探测型材上左右发现2000-5000英尺AGL。在该区域上方或下方的反转意味着表面层太薄而不能构建热量,或者太深,以防止热量在整个层中扩散。

类似地,表面层中的空气必须是温暖和潮湿的。通常,如果露点小于13°C(55°F),则不太可能雷暴。这是夏季期间雷暴更可能的重要原因。在中部纬度的大多数部分中较冷的月份通常不会达到这样的露点。

当然,通过帽子破坏的能量空气不足以产生雷暴。盖子上方的空气必须比它冷却的升高空气保持冷。它在大气中的中间水平也应该相对干燥,以保持对流不稳定。

对于雷暴变得严重,宽松宽松必须提供速度和定向剪切,以倾斜细胞并促进细胞内的间接克隆旋转。

公平的天气Cumuli毯子一部分天空,而较大的Cumulonimbus出现在距离中,加热和潮湿的表面空气通过下层大气中的对流帽爆炸地升起。

表面加热温暖对流层

半球太阳能加热的季节性增加是整个对流层。虽然上限仍然很冷,但是层的整体变暖意味着空气分子在获得能量时展开。

当然,分布的最简单方法是扩展到分子较少的区域。对于大气来说,这意味着向上。在冬天,中间纬度的冷流层在约30,000英尺左右。

但是,在炎热的夏天,温暖的空气将对流层的上限推到大约50,000英尺的英尺。在热带地区,它可以是60,000英尺的MSL。在对流层始终不稳定的情况下,对流细胞可能升高到对流层的顶部,在那里它将不可避免地遇到标记平流层底部的强烈温度反转。

这种相互作用通常由雷暴上的平坦砧座识别。在这样的高度,即使是最有能力的商业喷气机也可能无法过年夏天风暴,也不应该是他们。

阴霾

产生雷暴的机会的相同条件也倾向于降低可见性。将表面层空气从上升和与自由气氛混合的低层气氛中的覆盖温度逆转也捕获表面层中的气溶胶和水蒸气。污染物通常会升高到倒置的基础附近。

从驾驶舱看时,该边界通常由棕线标记。在水的区域比污染气溶胶更大的区域,温暖表面层空气中的水蒸气浓度的增加产生了乳白色阴霾。

朦胧的外观是由于所有可见波长的光,通过微观液滴在每个方向上散射。这种散射的极端表现为滚滚积云,但在较小的水浓度下,空气保持一些透明度。朦胧的条件降低了可见性,以及减少深度感知和区分颜色的能力。

密度高度

在夏季热量越来越低于但低估的情况下,夏季热量的方面是密度高度的增加。扩大夏季对流层的热量,允许雷雨增长到令人印象深刻的高度,这样做通过赋予空气分子具有能量,迫使他们分开。

由于加热引起的给定高度的密度降低相当于通常在更高的高度处发现的密度。当然,由于升降表面周围的分子较少,并且通过发动机入口,升力和推力均相对于在相同的高度较冷的空气中所达到的内容。

在起飞或着陆期间,在加热的表面层通常在加热的表面层中提高密度高度和降低的性能。在大多数情况下,需要额外的跑道进入空气或安全地进入地面。然而,在非常温暖和潮湿的日子里,在靠近飞机的重量限制时,在更高的机场,或者在较短的跑道的人那里,权衡可能是减少飞机重量,以便有足够的跑道进行出发。

即便如此,密度可能简单地变得太低,以便有效操作。一些热浪变得如此强烈,即使主要机场的主要跑道也可能在飞机的任何起飞重量中可能不够长,以达到旋转速度并用其控制表面偏转足够的空气以离开地面。

2017年6月,PHX(凤凰AZ)当白天温度近50°C(122°F)接地时,尤其是具有较小升降表面,控制表面和动力装置,如商业和通勤飞机等。

在炎热的天气期间,在飞机操作手册指导下是至关重要的,而试点在重量限制附近可能希望避免午项或离开。幸运的是,夏天也带来了大量的飞行天气。

船员可以做前往周围和乘客可以在不需要唐的不需要露雀。通常不需要昂贵的制剂流体。此外,如果冬季天气模式可能覆盖半大陆的一半大陆,啸叫持续数天,夏季分支线通常会移动得更快,覆盖较少的地理位置,并散布在清空天空中。

天气简报

与一年中的其他时间相比,夏季天气可能有点棘手预测。虽然可以追踪和低声等大型天气系统,并以信心,较小的规模条件(如温度倒置和机枪)进行跟踪和预测 - 即使是那些成为超级胶凝的条件 - 仍然难以预测精度。

相反,预测人员将为大型领域发出对流SIGMET,其中条件可能的情况,并且随着条件的发展,这些警报经常更新。如果预测结果表明,雷暴活动可能沿着您的飞行路线,因此应该认真对待信息,因为它基于现有的动态是非常有利的,即使预测不能为风暴准确提供精确的信息可以形成。

如果可能的话,在最大的危险区域周围重新路由始终是最安全的行动方案。在预测对流活动的所有情况下,飞行员在整个航班中获得更新的天气信息至关重要。


Karsten Shein是Cofounder和Sexporeis的科学总监。他以前是Shippensburg University和Noaa的气候学家助理教授。 Shein拥有仪器评级的商业许可证。

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