风切变是一种重要的气象现象，指风矢量（风向、风速）在空中水平和（或）垂直距离上的变化。它对航空飞行、桥梁建筑等人类活动有着重大影响，尤其是低空风切变，更是被视为航空领域的“无形杀手”。

形成原因

风切变的产生原因主要有两大类，一类是大气运动本身的变化，另一类是地理、环境因素，有时两者会综合作用。

天气因素

• 强对流天气：通常指雷暴、积雨云等天气。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，会产生较强的风切变。特别强的下降气流称为微下冲气流，是以垂直风为主要特征的综合风切变区，对飞行危害极大。
• 锋面天气：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同。这种天气的风切变多以水平风的水平和垂直切变为主（锋面雷暴天气除外），危害程度一般不如强对流天气的风切变。
• 辐射逆温型的低空急流天气：秋冬季晴空的夜间，强烈地面辐射降温形成低空逆温层，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，从而产生逆温风切变。此类风切变强度通常较小，但易被忽视，处置不当也会发生危险。

地理、环境因素

主要指山地地形、水陆界面、高大建筑物、成片树林等自然和人为因素。其风切变状况与当时的盛行风状况（方向和大小）、山地地形的大小和复杂程度、迎风背风位置、水面的大小和机场离水面的距离、建筑物的大小和外形等有关。一般山地高差大、水域面积大、建筑物高大时，不仅容易产生风切变，而且强度也较大。

类别划分

根据风向分

• 水平风的水平切变：风向和（或）风速在水平距离上的变化。
• 水平风的垂直切变：风向和（或）风速在垂直距离上的变化。
• 垂直风的切变：垂直风（即升降气流）在水平或航迹方向上的变化。下冲气流是垂直风切变的一种形式，呈现为一股强烈的下降气流，范围小而强度很大的下冲气流称为微下冲气流。

根据高度分

风切变可出现在高空和低空，出现在600米以下的叫低空风切变。

强度标准

低空风切变的强度直接关系到飞行安全，目前有以下三种强度标准：

水平风的垂直切变强度标准

国际民航组织颁布标准认为，0.1米/秒以上的垂直切变会对喷气运输机带来威胁。

水平风的水平切变强度标准

尚无统一标准。美国在机场低空风切变警报系统中采用了一个报警标准值，该系统在机场平面有六个测风站（中央站和五个外站），各外站和中央站间距离平均约为3公里。系统规定每一分钟与中央站的风向量差达7.7米/秒以上时发出报警信号，以此推算，2.6米/秒/公里可作为能对飞行构成危害的水平风的水平切变强度标准。

垂直风的切变强度标准

垂直风的切变强度在相同的空间距离内主要由垂直风本身的大小变化决定。对飞行安全危害最大的是强下降气流。根据藤田和科尔斯的建议，提出了一种以下降气流速度和到达地面的辐散值来确定的下冲气流数值标准，后来对于危害最大的直径小于4公里的下冲气流称之为微下冲气流。

危害浅析

原理

低空风切变对飞机起飞和着陆安全威胁最大，发生在着陆进场或起飞爬升阶段的风切变能使飞机航迹偏离，甚至使飞机失去稳定。若驾驶员判断失误和处置不当，常会产生严重后果，世界上曾因此发生多起机毁人亡的事故。风切变还严重影响火箭飞行的稳定性，火箭设计和发射时的环境限制条件包括风切变。

以微下冲气流危害性最大，它是以垂直风切变为主要特征的综合风切变区。由于水平方向垂直运动的气流存在很大的速度梯度，垂直运动的风速会突然加剧，产生特别强的下降气流，即微下冲气流。这个强烈的下降气流存在于有限区域内，与地面撞击后转向与地面平行成为水平风，风向以撞击点为圆心四面发散，在更大区域内又形成水平风切变。若飞机在起飞和降落阶段进入这个区域，就可能造成失事。例如，飞机着陆时，下滑通道正好通过微下冲气流，飞机会突然非正常下降，偏离原有下滑轨迹，高度过低造成危险；飞出微下冲气流后进入顺风气流，飞机与气流的相对速度突然降低，飞机在着陆过程中本就在不断减速，突然的减速很可能使飞机进入失速状态，飞行姿态不可控，在低高度和速度下，飞行员难以恢复控制，从而造成飞行事故。

严重的低空风切变常发生在低空急流（狭长的强风区），对飞行安全威胁极大。这种风切变气流常从高空急速下冲，飞机进入该区域时，先遇强逆风，后遇猛烈下沉气流，随后又是强顺风，飞机就像狂风中的树叶被抛上抛下而失去控制，极易发生严重坠落事件。

主要特点

强烈的垂直风切变会对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成强烈破坏，可造成桥梁楼房坍塌、飞机坠毁等恶性事故。低空风切变对飞机起飞和着陆安全威胁最大。在1970 - 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，可发现低空风切变飞行事故有以下特点：

1. 均发生在飞行高度低于300m的起飞和着陆阶段，着陆阶段居多。
2. 现代中、大型喷气运输机的风切变飞行事故比重较大。
3. 与雷暴天气条件关系密切。
4. 出现时间和季节无一定规律。

研究进展

1985年，美国达拉斯 - 福斯机场飞机坠毁，137人死亡。从此，风切变被当作一项国际课题开始研究。由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点，带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系列困难，是一个不易解决的航空气象难题。目前对付风切变的最好办法就是避开它，因为某些强风切变是现有飞机的性能所不能抗拒的。进行风切变的飞行员培训和飞行操作程序设置，在机场安装风切变探测和报警系统，以及机载风切变探测、告警、回避系统，都是目前减轻和避免风切变危害的主要途径。1985年以后，美国所有的飞机都安装了风切变检测仪，加拿大从1990年代开始安装。

判断防范

判断方法

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：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：在冷锋性雷暴中，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。

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，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，在地面时应中止起飞。
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，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，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500Ft/m，即认为遇到强风切变，驾驶员应采取相应措施。
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。

防范措施

飞行中遭遇风切变是一个极为困难和复杂的问题，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、强度有心理准备。
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。
5. 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 - 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，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，以避免其他飞机误入其中。

相关事件

1. 1985年8月2日，达美航空191号航班在美国达拉斯 - 沃斯堡国际机场坠毁，造成137人死亡。
2. 2009年3月23日，联邦快递80号班机在日本成田国际机场降落时，因风切变坠毁，2名驾驶员遇难。
3. 2014年7月，台湾失事飞机2个黑匣子找到，怀疑风切变是元凶。