摘 要：晴空颠簸由于不伴随天气现象的发生且出现在对流层上层6000米以上的高空，严重威胁飞行安全。本文主要简述了晴空湍流的形成机制，国内外的部分研究进展，这对了解和研究晴空湍流有一定的参考意义。
关键词：卫星资料；晴空湍流；湿度梯度
大气湍流是大气中一种不规则的随机运动。它与大气边界层关系密切，如温度，密度的不连续层，风切变层等。飞机在飞行中遇到大气湍流会产生飞机颠簸。轻度颠簸会使乘客感到不适，严重的飞机颠簸会导致人员受伤，飞机失控，甚至机毁人亡。
航空气象学中把6000米以上与对流云无关的湍流叫做晴空湍流，它不包括对流性不稳定边界层及深厚对流有关的湍流[ 1 ]。由于晴空湍流不会伴随天气现象的发生且尺度小，难以预测，故对飞机飞行造成巨大威胁。
研究表明，二氧化碳浓度的增加会导致晴空湍流总体强度的增加，到2050年，晴空湍流的总体强度会增强10%～40%，在巡航高度上发生的频率也会提高40%～170%。
切变不稳定理论是目前公认的晴空湍流的形成机制。在大气层结稳定的情况下，垂直风切变会产生重力波。随着风速的增大，振幅也不断增大，重力波不稳定，当振幅增大到某一临界值时，波形破碎，平均动能向湍能转化，气流由层流状转化为湍流状态，形成晴空湍流。
1 国外晴空湍流研究进展
自上个世纪60年代以来，国外很多学者对大气湍流的形成机制，预报算法进行了大量的研究。
Richardson提出了判断湍流强弱的理查森数，理查森数越小湍流越强，相应的颠簸也越强。
Ellrod[ 2 ]利用锋生强度公式推到了大气湍流指数，亦称Ellrod指数，其值越高对流强度越高，颠簸强度越大，Ellord在颠簸较弱情况下与实际情况有一定的偏差。Ellord给出了晴空颠簸的定义，根据锋生强度公式推导出了大气湍流指数，根据NCEP的数据模拟结果研究了美国上空飞机颠簸指数的气候分布。
Wimmers A J [ 3 ]提出了用卫星资料对对流层顶断裂处的大气湍流进行识别和监测，该算法基于湿度梯度理论在水汽图像上确定出易产生大气湍流的区域。
2 国内大气湍流研究进展
国内主要相关的研究起步较晚，朱志愚研究了高空急流层温度平流与飞机颠簸的关系，表明高空急流温度平流的不均匀激发了急流附近等温线密集区边缘的大气湍流，易造成飞机颠簸。王永忠对大气湍流与重力波稳定度对飞机颠簸的影响进行了一系列的研究，他提出了利用风资料判断飞机颠簸的指标M，分析了一维边界层重力波的垂直运动与飞机颠簸的关系。
沈强[ 4 ]利用T213模式系统的预报产品，计算多个湍流指数，对2005-2006年北京地区12个颠簸个例进行了研究，锋生指数和水平温度梯度指数预报准确率达到75%。
黄仪方[ 5 ]利用卫星资料，提出急流卷云，波状卷云和地形卷云会形成中度到严重的飞机颠簸。
吴炎成[ 6 ]利用2002年-2011年AMDAR资料，对中国周边海域越洋飞行飞机颠簸的时空分布进行了分析。研究指出，南海比西太平洋更容易发生重度以上的飞机颠簸；对流层顶和边界层顶容易发生严重的颠簸，随着风速的增大，发生颠簸的概率也增大。
李萍[ 7 ]利用2005-2008年中国大陆34例中度以上的飞机颠簸报告，研究分析了中国大陆晴空颠簸的特点。
李跃春[ 8 ]对2009年10月发生在拉萨航路的两例晴空颠簸事件利用WRF模式进行了数值模拟预报。WRF模式计算得到的L_P颠簸指数能够确定飞机颠簸发生的区域，高度和强度，具有一定的预报指导意义。
3 总结
一定强度的大气湍流活动容易引起强烈飞机颠簸，严重威胁到航空飞行安全，晴空颠簸由于不伴随天气现象的发生且出现在对流层上层6000米以上的高空，严重威胁飞行安全。本文主要简述了晴空湍流的形成机制，国内外的研究进展，这对了解和研究晴空湍流有一定的参考意义。
参考文献：
[1] 段炼.晴空颠簸预报方法[J].中国名航飞行学院学报，2005，
16（6）：1.
[2] Ellrod.G.P.An index for clear air turbulence based on horizontal deformation and vertical.Third International Conference on Aviation Weather Systems.American Meteorology Society：339-344.
[3] A J Wimmers， J L Moody. A fixed-layer estimation of upper tropospheric specific humidity from the GOES water vapor channel： Parameterization and validation of the alterd brightness temperature produc. Journal Of Geophysical Research，2001：106-107.
[4] 沈强，白洁，王洪芳.大气湍流及其诊断预报方法研究.航空气象，2009，3（1）：1.
[5] 黄仪方.卫星云图上的卷云云型和飞机颠簸.四川气象，2002：1-5.
[6] 吴炎成，周林等.基于AMDAR资料应用于中国周边海域飞机颠簸的统计分析.气象科学[J].2014，34（1）：1.
[7] 李萍，胡家美，曹正.我国晴空颠簸特点及其各种预报结果分析.气象研究与应用，2009，30（3）：24-27，32.
[8] 李跃春，杨晶铁，徐海，孟庆磊.拉萨航路一次颠簸过程的成因分析和数值模拟.高原山地气象研究，2011，1-2.
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