張 序

（1. 中國國際航空股份有限公司運行控制中心西南分控中心，四川 成都 610202；2. 中國國際航空股份有限公司培訓(xùn)部西南分部，四川 成都 610202）

天氣情況是影響飛機(jī)正常航行的主要因素，惡劣的天氣會導(dǎo)致各類突發(fā)事件，對航行的安全帶來極大的不確定因素[1]。由于飛機(jī)航行環(huán)境的特殊性，氣象成為了飛機(jī)正常航行的基本條件[2]，所以，為了確保航空飛行的安全，開展航行氣象相關(guān)條件的研究，是非常有必要的。

1 造成飛行事故的氣象要素分析

1.1 低能見度

當(dāng)前的氣候環(huán)境中，普通人的視力能夠看到的最大范圍，也就是人們常說的能見度。能見度直接影響了飛機(jī)是否能夠正常開展航空活動，也是判定飛機(jī)是否可以安全著落、起飛的重要參數(shù)。當(dāng)能見度較低時，會對飛行員造成較高的操作難度，進(jìn)而影響到飛機(jī)的正常航行，為整個航行帶來了不可確定風(fēng)險因素。根據(jù)全球航空協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，1978年至1990年期間，由于空氣能見度低而引發(fā)的各類事故占到了總事故的16.9%[3]，造成空氣能見度低的因素有很多，包括：雨水、冰雹、煙霧、沙塵暴等，其中降水和霧造成的影響最大。

1.2 低云

通常情況下，當(dāng)云距離地面的高度小于1KM，稱之為低云，尤其是高度在三百米以下的低空云會對飛行帶來非常大的阻礙。當(dāng)飛機(jī)降落或者起飛時，由于這些低云的影響，飛行員的視野受到了阻礙，無法及時做出對應(yīng)的操作，這樣情況下，就容易發(fā)生各種危險。

1.3 雷暴

雷電氣候是由于空氣直接的摩擦而形成的，一般情況下，雷電氣候都伴隨著暴雨，因此，我們也稱之為雷暴天氣。飛機(jī)在航行過程中，如果遇到了雷暴天氣，那么空氣氣流波動就會很強烈，同時還伴隨著強降雨風(fēng)暴等等，這些都會導(dǎo)致飛行失去控制，甚至被雷電擊中，后果不堪設(shè)想[4]。由于雷電氣候多發(fā)生在夏季，而這個時期恰恰是航運的高峰時期，這也導(dǎo)致很多航班延誤，甚至是取消。

1.4 積冰

空氣中的水汽由于遇到低溫會出現(xiàn)凝結(jié)的現(xiàn)象，當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入到這種空氣層中，大量的水汽會凝結(jié)在飛機(jī)上，導(dǎo)致飛機(jī)儀器設(shè)備受到損壞，這個過程就是積冰[5]。當(dāng)飛機(jī)的機(jī)體發(fā)生積冰，那么會增加飛機(jī)的重量，同時還會改變飛機(jī)的風(fēng)阻力，從而使得飛機(jī)的各項飛行性能發(fā)生異常，不僅會導(dǎo)致飛機(jī)的動力下降，還會引起各個設(shè)備發(fā)生損壞，甚至是嚴(yán)重危及飛行安全。當(dāng)冰層積累到一定的厚度，還會讓飛機(jī)的失去平衡，影響到飛機(jī)安全飛行，引發(fā)飛行事故[6]。

2 各類氣象現(xiàn)象發(fā)生的條件

發(fā)生各種氣象現(xiàn)象是由于大氣中的能量波動引起的。各類氣象現(xiàn)象產(chǎn)生的必要條件是：不確定的外界力、空氣濕度較高、能量波動較大。

由于大氣中存在大量的能量，當(dāng)條件發(fā)生改變時，這種能量就會爆發(fā)出來，進(jìn)而引起各種自然現(xiàn)象的發(fā)生。雷暴氣候在很大程度上是由于空氣中存在大量的水分子，當(dāng)水分子遇到寒流時，就會產(chǎn)生暴雨的現(xiàn)象[7]。雷暴發(fā)生的條件除了大量的能量和水分子外，還要具備空氣沖擊力，這樣才能釋放出動能，進(jìn)而導(dǎo)致空氣發(fā)生強烈的對流，引起雷暴現(xiàn)象，三者的共同的作用是形成這種自然現(xiàn)象的必備條件。

大氣中的沖擊力主要有：空氣的上升、對流、低氣壓等等引起的一種綜合力量，同時還有溫度差形成的一種壓力等。雷暴的種類主要有：空氣壓以及對流形成的雷暴、冷空氣雷暴、熱空氣雷暴、切面雷暴、冷渦雷暴等等。

3 通過氣象報文和云圖的分析預(yù)測天氣

3.1 基于氣象報文的預(yù)報

在氣象的實況報文中，可以了解到的信息有風(fēng)向、風(fēng)速、云量、云底高、溫度、露點溫度、修正海壓以及在云中所含的其他危險天氣，如CB云。而在這些數(shù)據(jù)中，可以分析出重要天氣現(xiàn)象所發(fā)生的條件，云中是否有不穩(wěn)定的能量，溫度和露點溫度是否接近，水汽飽和度是否高，是否具有強大的沖擊力來推動天氣的變化。在工作中，只要認(rèn)真的閱讀這些實況報文，分析所需要關(guān)注的要素，就可以較準(zhǔn)確地分析一些天氣的發(fā)展趨勢。

3.2 基于衛(wèi)星云圖的預(yù)報

從云層中的氣流、水汽的形成以及變化情況，從而判定降雨的區(qū)域，就是衛(wèi)星云圖預(yù)報的基本原理。由于云頂?shù)臏囟群突叶戎g呈現(xiàn)出反相關(guān)，當(dāng)溫度越高，那么灰度就越小，形成的降水度也就會越小，這是云頂溫度的基本規(guī)律，因此可以用于預(yù)測降雨的變化情況。對降雨的區(qū)域進(jìn)行預(yù)估，通常采用的是閾值法，該方法的原理是當(dāng)云頂溫度達(dá)到閾值時，就不會發(fā)生降雨，反之，則會出現(xiàn)降水。溫度閾值的確定會對影響到預(yù)期降水的區(qū)域，當(dāng)取值過大或者過小，都會產(chǎn)生錯誤的判斷。云中是否會產(chǎn)生降水，同時降水的面積都可設(shè)置的溫度閾值有著直接的關(guān)系。

雨區(qū)的預(yù)判，通常采用一種計算方法（CSI），表達(dá)式為[8]：

上述公式中，誤判面積以A表示，正確面積以B表示，漏判面積以C表示。這種定量的評估方式由于全面考慮了誤判和漏判，因此具備了合理性。從該公式中，也會發(fā)現(xiàn)閾值的重要性，其決定了CSI的最終值，因此還采用了雙閾值法，通過雙閾值的方式進(jìn)一步的確定降水區(qū)域，提高其預(yù)估的準(zhǔn)確性。閾值的大小不是恒定不變的，應(yīng)該結(jié)合不同的氣候環(huán)境以及地理位置、季節(jié)等等，預(yù)估雨區(qū)時需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭?/p>

為了能夠更加直觀的展示出降水的情況以及云層的變化情況，在衛(wèi)星作圖時，可以對云層進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)色，進(jìn)而反應(yīng)出不同的氣候情況。云圖在應(yīng)用過程中，還是對云的方向和移速進(jìn)行標(biāo)注。根據(jù)歐盟的標(biāo)準(zhǔn)，云的移動還要考慮到地面的參數(shù)以及各項因素，通過T213地面以及500hPa、歐洲數(shù)值來進(jìn)行綜合的預(yù)判。云圖中的變化情況可以反映出云的移速，通過各項參數(shù)設(shè)計以及云圖標(biāo)準(zhǔn)，在利用其它工具進(jìn)行綜合的計算，進(jìn)而能夠直觀反映出云的方向以及降水的情況。

3.3 案例分析

根據(jù)前兩個部分的分析，了解到產(chǎn)生強對流天氣的因素，根據(jù)實際的情況來進(jìn)行兩個案例的分析。

1）案例一

報文如下：

METAR ZUUU 081430Z

03001MPS 4000 FEW013 SCT023TCU BKN070TCU 19/21 Q0997

分析：

報文翻譯為：成都雙流機(jī)場實況報，風(fēng)的角度為30°，速度為1m/s，少云（只有1至2個量的云層），云的底端離地面390M，疏云（3-4個云量）云底高690米，多云（有5到7個量的云層），云底高2100米，含有濃積云，溫度19℃，露點溫度21℃，修正海壓997hPa。

根據(jù)預(yù)報的信息，進(jìn)而能夠得出下面的結(jié)論：①“SCT023TCU”中的TCU（濃積云）表示含有不穩(wěn)定的能量；②“SCT023TCU”和“BKN070TCU”中的SCT和BKN表示含有能量的多少；③19/21表示溫度和露點溫度接近，飽和度高，具有充沛的水汽；④03001MPS風(fēng)速不大，表示沒有足夠的沖擊力。綜合分析，由于最后一項不滿足，因此判斷天氣狀況穩(wěn)定，應(yīng)該不會有強對流天氣的產(chǎn)生。通過最終的實際天氣情況，可以確認(rèn)氣候正常，沒有發(fā)生空氣的強對流現(xiàn)象。

2）案例二

報文如下：

METAR ZGSZ 110830Z

19006MPS 8000 SCT017 FEW023CB BKN046 32/25 Q0999

分析：

報文翻譯為：深圳機(jī)場實況報，風(fēng)的角度為190°，速度為6m/s，少云（只有3至4個云層），云的底端離地面510M，能見度4km，少云（1-2個云量）云底高690米，含有積雨云，多云（5-7個云量）云底高1380米，溫度32℃，露點溫度25℃，修正海壓999hPa。

根據(jù)預(yù)報的信息，進(jìn)而能夠得出下面的結(jié)論：①“FEW023CB”中的CB（積雨云）表示含有不穩(wěn)定的能量；②“SCT017”和“BKN046”中的SCT和BKN表示含有能量的多少；③32/25表示溫度和露點溫度比較接近，飽和度高，具有充沛的水汽；④“19006MPS”中表示有6米/秒的風(fēng)，有足夠的沖擊力。綜合分析以后，預(yù)計深圳機(jī)場會有比較強烈的對流天氣。經(jīng)驗證，深圳機(jī)場在隨后確實發(fā)生了雷雨天氣，后監(jiān)測到的實況報文如下：

METAR ZGSZ 110900Z

10007MPS 3000 +TSRA SCT012 FEW023CB BKN036 30/26 Q0999 TEMPO VRB08G13MPS 2000 TSRA SCT015 FEW020CB BKN040

4 結(jié)論

由于天氣的緣故而引發(fā)的航空安全事故，給人民的財產(chǎn)以及生命安全帶來了不可預(yù)估的傷害[9]。據(jù)全球航空數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，1979年至1989年期間，全世界范圍內(nèi)由于天氣問題引發(fā)的空難占到了總事故的1/3以上；而在1990年至2001年期間，不良天氣引發(fā)的飛行事故多達(dá)170起以上。截止到目前，我國的航空企業(yè)由于惡劣氣候發(fā)生的總事故有40起，占到了事故量的30.9%。由于氣候問題，而引發(fā)的航班取消和推遲，占到了總數(shù)的2/5,其中無法規(guī)避事件占到了24%，可以規(guī)避的占到了17%[10]。近年來，由于不良天氣緣故，導(dǎo)致我國航班取消和延誤的次數(shù)占到了總次數(shù)的31%。惡劣的天氣導(dǎo)致航空運輸陷入了困境，不利于航空企業(yè)的正常運行，同時也給旅客的安全出行帶來了極大的隱患。因此，在航班運行控制的放行工作中，除了認(rèn)真閱讀天氣報文等信息，還可以在一定的范圍內(nèi)通過自己對報文等因素的分析來預(yù)測天氣變化的趨勢，確保航班運行的安全、正點。

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