飛機在空中為何會遭雷擊?如何避雷-中國氣象局政府門戶網站

2020-11-23 中國氣象局

中國氣象報記者 張明祿 通訊員 霍苗

  據英國《每日郵報》4月10日報導,英國洛根航空公司一架由英國阿伯丁飛往設得蘭群島的客機,在空中被雷擊中。機長在緊急關頭將俯衝向下的飛機拉起,飛機只差7秒便衝落滿布浮冰的北海。

  在這之前,3月17日,一架由北京飛往武漢的航班,飛抵武漢上空準備降落時,在空中突遭雷擊,所幸有驚無險,最終備降長沙。

  目前,我國已進入強對流天氣多發季,其對飛行安全的影響也備受關注。

  飛機會誘發雷電嗎?

  這並非個例。「每架正常運行的飛機幾乎每年都要遭到一次雷擊。」民航華北空管局氣象中心副主任、高級工程師申紅喜告訴記者,飛機遭遇雷擊的機率與季節及飛行航線有很大關係。據我國相關部門統計,飛機平均每飛行1萬小時就有可能被雷擊中一次。而根據國外的統計,飛機日利用率如若達到7小時,每12個月就可能被雷擊中一次;飛機日利用率如若達到10小時,每10個月則可能被擊中一次。

  中國氣象科學研究院大氣探測研究所副所長、研究員呂偉濤介紹,大多數(90%)擊中飛機的雷電都是由飛機觸發的,且剩下的10%(自然起始的雷電)在擊中飛機的過程中,飛機自身導致的電場畸變也起到了關鍵作用,它會促使放電更易產生,從機體上起始的「先導」會朝向雲中起始的「先導」發展,進而導致最後的雷擊。

  申紅喜說,根據統計,飛機遭雷擊多發生在上升與下降階段,多發的高度範圍在3500米至5000米之間。當處於-5℃至0℃的溫度層、濃積雲和積雨雲附近,在雲中伴有中度顛簸或遇到降水時,飛機都可能遭受雷擊。申紅喜解釋說,飛機處於上述區域,可能會成為雷電中的一個導體。當飛機接近帶電中心時,從雲中出來的發展中的「先導」能使飛機受到感應而產生「閃流」;當飛機與雲層的「先導」連通時,電荷便流過飛機,如果「先導」與地面連通,會形成強烈的回擊。回擊帶有巨大的響聲和電流,是造成飛機損傷的主要因素。

  飛機能安裝避雷針嗎?

  雖然飛機會遭受雷擊,但大多不會導致災難性後果。「這主要是由於目前商用飛機外殼為金屬材料,具有良好的屏蔽效果,飛機內部的人員和設備相對比較安全。」 呂偉濤說,但這不代表飛機遭遇雷擊沒有任何損傷。飛機並不是完全屏蔽的「法拉第籠」,上面有很多開孔,部分區域是非金屬的(如飛機前部的雷達罩),還有一些天線是外露的,雷電產生的強烈電磁輻射仍然可能導致嚴重損害。另外,強烈的雷電流也可能導致金屬熔化。

  為了避免遭受雷擊,是否可以在飛機上安裝避雷針呢?呂偉濤解釋道,事實上,避雷針的作用是吸引附近的閃電擊中它,並將雲中的電荷通過良好的導體釋放到地下,從而保護建築物及其內部的人和設備不受損害。而飛機在天上飛行時和地面無接觸,即使安裝了避雷針也無法將電荷釋放到地面,反而會增加飛機被雷擊中的概率。

  申紅喜說,針對飛機本身,目前採取的避雷方式主要有兩種:一種是採用良導體把機殼不良導體的部分加以連接或遮蓋,以疏導電流。由於飛機是由輕質金屬構成,且機體面積很大,在與空氣摩擦以及帶電體感應下,很容易成為巨型靜電儲電體。在空中飛行時,飛機由於靜電屏蔽,電荷聚集在機殼表面,這些電荷必須設法釋放,否則到了地面容易造成損害。這就需要第二種方式,利用機身或機翼伸出的放電刷放電。放電刷安裝在飛機表面外型尖端部分。電荷集中在飛機外表比較尖、薄的邊緣區域,如果沒有放電刷,在電荷積累到一定能量時將導致機體與空氣之間的擊穿放電。

  「避免雷擊危害的最有效辦法就是躲避!」申紅喜強調,面對積雨雲最有效的方法就是繞飛。目前的繞飛規則是,航班距離積雨雲的距離至少為20公裡。目前我國民航繞飛雷雨採取的是「機長負責制」。機長根據機載雷達探測資料、管制員提供的雷雨信息、前機危險天氣飛行員報告、氣象部門發布的各類雷暴天氣預警等,綜合分析提出繞飛路線。管制員根據飛行員的請求,做好協調工作。機組人員也要根據雷雨發展狀況、移動速度,適當增加繞飛距離。如果積雨雲的範圍過大,強度沒有減弱趨勢,更有甚者,降落機場正在被雷暴區域覆蓋,繞飛成本過高,或根本繞不開,那麼航班只能返航或備降。

  (來源:《中國氣象報》2015年4月16日三版 責任編輯:張林)

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