[항공기상] Turbulence

Turbulence

가. 정의

- 지표면의 불균일한 가열, 지형이나 수목 또는 건물 등에 의하여 생긴 회전기류와 바람의 급변의 결과로 불규칙한 변동을 하는 대기의 흐름

- Turbulence의 원인 : 대류성 기류, 장애물에 의한 바람의 흐름 방해, Wind Shear, Wake Turbulence

- 난류의 강도 구분 (난류의 강도는 항공기 속도, 날개 넓이에 비례 & 무게에 반비례)

강도	내용	가속도(g)	풍속의 변동폭	연직풍속 (ft/sec)
Light	약간의 순간적으로 불규칙한 고도 및 자세변화 걷는 데 지장은 없으며 기내서비스 가능 Seat Belt에 가벼운 당김이 느껴짐	0.1 ~ 0.3 (EDR 0.1 ~ 0.4)	15kt 이하	5
Moderate	약간의 규칙적인 고도 및 자세변화 항공기 조종은 확실히 가능, IAS 변화 불안정한 물체가 움직이고 걷기 어려움 Seat Belt에 명확한 당김이 느껴짐	0.4 ~ 0.8 (EDR 0.4 ~ 0.7)	15 ~ 25kt	15
Severe	급격하고 많은 고도 및 자세변화 순간적으로 조종 불능, 많은 IAS 변화 불안정한 물체는 몹시 흔들림 Seat Belt에 힘이 쏠림	0.9 ~ 1.2 (EDR 0.7 초과)	25kt 이상	25
Extreme	항공기가 급격히 튕겨 오름 실질적으로 조종 불능, 기체 구조 손상	1.2 이상		30 이상

* EDR = Eddy Dissipation Rate

나. Turbulence의 종류

 

ⓐ Convective Turbulence

- 지표면의 불균일한 가열로 인한 공기의 수직적 이동에 의해 발생

- 지표면으로부터 수천피트 상공까지 영향을 줄 수 있으며, 사막 지역에서는 10,000ft 초과 가능

- 영향을 피하기 위해 더 높은 고도로 (Capping stable layer 이상) 상승

 

ⓑ Mechanical Turbulence

- 나무, 산, 건물 등과 같은 장애물에 공기의 흐름이 부딪혀서 발생하는 난류

- 바람의 세기나 장애물의 거친 정도(Roughness)에 따라 강도가 달라짐

 

ⓒ Mountain Wave

- 25kt 이상의 바람이 산맥을 넘을 때 산맥의 영향으로 산 통과 후 풍하측에 파동이 생기고 파동으로 인한 상승 및 하강기류에 의해 생기는 난류

(40kt 초과 시 강한 Turbulence)

- 산악지역으로부터 100NM 이상 산악파가 퍼져나갈 수 있음

- Lenticular clouds, Rotor clouds, Cap clouds는 산악파가 있다는 증거임

- 회피는 산악파 발생 가능지역 100NM 전방에서 상승을 시작하고, 산 정상으로부터 최소 3,000 ~ 5,000ft 상승

- 산악지형 접근 시 가능하면 45˚ 방향으로 접근

- 산마루 근처에서 강한 기류로 인해 기압고도계는 실제보다 높은 고도를 지시할 수 있음

 

ⓓ Low-level Temperature Inversion Turbulence

- 기온 역전층이 발생하는 공기층에서 생기는 Windshear에 의해 발생

- 2,000 ~ 4,000ft AGL 사이에 25kt 이상의 바람이 있다면 상승 및 접근속도의 충분한 여유를 가져야 함

 

ⓔ Frontal Turbulence

- 온난전선의 통과 전에 강한 Wind Shear 발생 (통상 5,000ft 이하에서 6시간 전)

- 한랭전선에서는 전선 통과 중 ~ 통과 후 존재

 

ⓕ Wake Turbulence

- 항공기 날개에서 양력이 생성될 때 함께 생성되는 Wingtip Vortex에 의해 항공기 후방에서 발생

- Heavy, Slow, Clean configuration, High AOA일 때 강도가 세짐

- 대형 항공기로부터 나오는 Vortex는 약 400 ~ 500fpm으로 가라앉고, 비행경로 하부 약 1,000ft까지 영향

 

ⓖ CAT (Clear Air Turbulence)

- 구름이 없는 맑은 하늘 혹은 비 대류성 구름에서 생길 수 있는 Turbulence

- 보통 15,000ft 이상의 고고도에서 발생하지만, 어느 고도에서나 발생 가능

- 발생원인은 서로 다른 풍속을 가지고 있는 두 공기 덩어리의 교차, Convective Turbulence, Mechanical Turbulence임

- 특히 CAT은 제트기류에서 많이 발생하며 구불구불한 곡선형 제트기류에서 매우 강력한 CAT을 예측 가능

- 제트기류 중심부로부터 왼쪽 하단이 최대강도의 청천난기류 발생

- CAT은 길쭉한 파도 모양의 Cirrus 구름으로 예상이 가능하지만, 가장 정확한 정보는 PIREP임

- 제트기류와 관련되지 않은 CAT을 조우했을 때, 어느 방향이 가장 강한 CAT이 존개하는지 알 수 없으므로 고도 변경이 가장 좋은 회피방법임