飞机在云中飞行时出现的颠簸常常引起飞行人员和乘客的紧张和疲劳,造成操纵困难,甚至导致事故,所以飞机颠簸的预报是航空天气预报的重要内容。飞行实践表明,飞机的云中颠簸与云型密切相关,不同的云型会导致不同的颠簸现象,卫星云图的充分运用可以提高云中颠簸的预报水平。然而,这一方面的研究还不够成熟,远远不能适应民航事业的需要。不同的云型与不同的上升运动、不同的湍流和乱流紧密相连,通过对云图特点的分析,结合对其
分析了卫星云图上不同云型所产生的飞机颠簸的特点,建立了产生飞机颠簸的云状模式;根据飞机颠簸的实际观测资料,分析了飞机颠簸的出现规律及云图特征。研究了山地波产生飞机颠簸的机制,利用中尺度数值模式ARPS模拟气流过山生成飞行数值仿真所需要的风场,然后利用飞机载荷系数变量方程进行飞行的数值仿真试验。利用平面波解方法研究了对称惯性重力波的极化性质。研究了高空急流中温度平流产生飞机颠簸的机制和预报;基于不可压缩流体运动方程组,研究了高空急流附近重力惯性波及其不稳定性,结合飞机风速变化方程,分析指出重力波失稳破碎为湍流是飞机颠簸产生的可能机制。从无量纲的大气垂直运动方程和热力学方程组成的方程组建立起描述大气湍流和飞机颠簸的湍流模型,描述了大气运动由对流运动到湍流运动的过程和稳定大气层结条件下重力波破碎而形成湍流的过程。完成专著《飞机颠簸》,介绍了飞机颠簸的形成原理和影响因子,颠簸层的特征以及产生飞机颠簸的气象条件,并提供了几种有效的预测边界层飞机颠簸的方法。采用"图像分形理论和二次特征量"方法,进行卫星云图的计算机识别研究,编制了用卫星云图预报颠簸可能出现地区和强度的软件,并进行了预报检验。