浅析如何提高民用航空气象地面观测质量

发表时间:2021/5/21   来源:《科学与技术》2021年第29卷2月4期   作者:程广来
[导读] 航空器起飞、着陆和空中飞行均受到气象条件的制约,
        程广来
        民航天津空管分局  天津  300300
        摘要:航空器起飞、着陆和空中飞行均受到气象条件的制约,民航气象地面观测是飞行安全和正常的重要保障之一。本文以民航天津滨海国际机场为例,就在实际观测工作中遇到的难点问题进行分析,讨论如何解决难点问题,提高观测质量,更好地为飞行安全与正常提供可靠的保障。
        关键词:云  能见度  天气现象  气压  年月报表  档案簿
1.前言:观测的主要任务
        观测、记录和编发天气报告;向有关空中交通服务部门、航空营运人和其他部门提供本机场地面气象观测情报;为航空气象预报、气象科学与研究提供依据,为机场气象分析积累历史资料。要准确的完成观测任务需要不断地积累经验,提高分析问题、解决问题的能力,了解气象观测对飞行的影响、正确保留历史资料的意义。
2.云的观测对飞行的影响
2.1云对飞行的影响
        云对飞行的影响主要是使空中能见度恶劣,能见度变差,有时会造成颠簸、积冰;低云会影响飞机着陆。
2.2云的观测难点
        由于现观测规范对于云主要依靠人工观测,云高的观测以目测为准,受人为因素影响较大。
2.3解决办法
        (1)加强云高的判定方法培训;
        (2)结合自动观测系统云高仪判定云高,但要注意自动观测系统只测量远离观测点的4个固定位置的云高,有时测不到,只作参考;
        (3)复杂天气可组织集体观测,统一认识提高对云高的判断能力。
3.能见度的观测及对飞行的影响
3.1能见度对飞行的影响
        能见度对航空飞行活动影响是最经常、最直接的气象要素之一。在低能见度条件下,飞机起飞和着陆会变得相当困难,特别对着陆和识别地标产生重大影响,以至于在恶劣的能见度条件下,当低于起降标准时,飞机将不能起飞或着陆。
  3.2能见度的观测难点
        民航气象地面观测能见度分为主导能见度和跑道能见度,主导能见度的观测对于白天目标物距离判定难点在于什么是“能见”;夜间目标灯发光点亮度怎样算“能见”;跑道视程(RVR)是器测,但也存在故障、不同气溶胶介质、外界施工、除草、飞机起降吹雪和吹雪车吹雪等因素的干扰,造成数据疑误。
  3.3解决方法
(1)主导能见度白天“能见问题”。在实际工作中应理解为能辨认出目标物是什么物体并清楚地看到它的轮廓。就是说假定完全不知道目标物位置,然而正常巡视又刚好能看到,即为“能见”。
(2)主导能见度夜间“能见”问题。实际工作中指能够清楚地看见目标灯发光点,凡是发光点模糊、灯光散乱、时明时暗,都不能算“能见”。
(3)跑道视程(RVR)受外界人工影响问题,按本场可疑数据判别程序处理即可。值得注意一点,不同性质的气溶胶粒子对跑道视程数值有影响。通过实践证明,沙尘天气由于空中漂浮的颗粒较大,对大气透射光的透射率比水汽影响要大,在天气条件相同,设备正常情况下,沙尘天气显示的跑道视程(RVR)、比雾霾天气明显偏低,属于正常情况,管制部门有疑问可做合理解释。
(4)由于天津机场是双跑道机场,观测点离西跑道南端(34L)300米,东、西跑道相距2.1公里,东跑道南伸400米,对于低能见度条件下,可利用安装在航向台、下滑台上8个点的视频辅助监控系统判别当时天气情况,注意视频辅助系统画面有红外补偿增益,仅作参考。
(5)当跑道视程变化显著,报文出现跑道编号/极小值V极大值(不留空格)变化趋势I的情况,如有极小值V极大值跨越本场特殊天气报告标准时,因10分钟RVR平均值被替代,则应以自动观测显示终端主降10分钟RVR平均值,确定是否发布特殊天气报告。
4.天气现象的观测及对飞行的影响
        4.1天气现象对航空活动有重大影响,笼罩机场的浓度会严重地影响飞机起降;雷暴能使飞机改变方向甚至击中飞机造成飞行等级事故;冻雨会造成飞机表面某些部位结冰,造成操纵困难;跑道结冰会对飞机正常着陆造成一定安全隐患等。
        4.2天气现象观测难点
(1)雷暴的观测:由于天气复杂,整个雷雨过程有时由多个单体雷暴组成或两个系统构成,实际工作中雷暴天气的方位判定、记录和服务往往只按一个系统计算,不利于安全,另外闪电定位仪定位不准,也容易误导观测员的判断。


(2)冻雨的观测:由于出现频率不高,往往忽视冻雨的观测与报告。分析原因,天黑时光线弱,未注意地面冻结,气温在零上,但地表温度低,观测员会凭经验判断无冻结。
(3)飑的观测:判定标准为瞬时风速突然增加8m/s或以上且至少维持1分钟,且维持时间内瞬时风速不小于11m/s,然后突然减小。难点是强风的突变往往已达特殊天气报告风的标准,“突然减小”无量化标准,观测员难以判断。
4.3解决办法
        (1)关于雷暴出现两个系统可分别记录,天气服务分别报告其方位、高度、云量,可参考气象雷达图、闪电定位仪。注意闪电定位仪不准问题,可加密室外观测频次解决。
        (2)关于冻雨的观测。当冬、春季气温接近0℃左右出现降水易出现冻雨,及时巡视发现立即发布天气报告,并报管制部门。另外利用自动观测终端第5界面,参考地面温度(Surface Temp)和冻结点(Freezing Point)判断是否有可能产生冻结现象。
        (3)关于飑的观测。因为飑为突然发生的持续时间短促的强风,常伴有风向突变、气温剧降、气压急升的条件外,要关注和预报沟通是否有强冷锋或积雨云发展强烈的天气,谨慎发布飑(SQ)的特殊天气报告,不然易造成本是大风天气,风速不减反而持续增加,造成飑的结束时间无法终结的情况。
5.气压的观测及对飞行的影响
5.1气压对飞行的影响
        飞机上的高度表是根据气压随高度变化规律制作的,高度表拨正时由于修正海平面数据错误,飞机着陆时高度表偏高造成复飞或高度表偏低造成场外接地。气压变小,飞机离地速度和滑跑距离增大,反之,飞机离地速度和滑跑距离减小。
5.2观测难点
        怎样保证气压数据的准确性,目前机场采用的自动观测测压,但由于设备故障(蚊虫进入测压设备与外界相通的进气孔)当气压缓慢下降时,造成气压错误。
 5.3解决办法
        (1)值班注意气压软件自动告警,每次气压报文发出前应必须与上次观测的气压对比,防止过度依赖软件造成气压错误,原因可能气压提示音关闭或未触发气压告警阈值。
        (2)气压值与观测场自动气象站气压、备用振筒气压值对比,发现异常以两个气压数值最接近的为准。
        (3)气压数值变动大时,参考是否有锋面过境、雷雨天气造成。
6.观测簿、年月总簿、观测档案簿质量检查及对历史资料的影响
6.1保留观测资料
        作为航空气象观测任务之一,是为航空气象预报、气象科学研究提供准确的依据,作为永久保留的历史气象资料,保证气象资料的准确性是非常重要的。
6.2观测记录、年月总簿、档案簿的质量检查难点
        由于均采用人工记录和输入,难免会产生错误或漏项。
6.3解决办法
        (1)例行、特殊观测簿可以采用同类项目逐项检查。例如,先检查记录年、月、日及姓名,然后检查目测和器测各气象要素,再检查纪要栏天气演变、风切变、颠簸等,最后检查数据库人工录入数据是否正确。
        (2)年月总簿质量检查可采用报表软件设定数据阈值进行自检,超过阈值立即查明原因,翻看原始记录,确定是否因雷暴、锋面过境等天气造成数据前后差异很大。
        (3)观测历史档案簿质量检查
   《民用航空地面观测档案簿》是机场观测站历史沿革档案资料,属于永久保存资料,可以由专人负责,日常发现与档案簿相关内容要及时增加或更新。例如,观测目标物(灯)图、观测方法和观测项目变动(以文件为准,要存文号);机场运行最低标准、特殊天气报告标准变动;由于增加跑道或跑道盖被造成机场标高变化等等。
7.结论:
(1)每个观测员要明确自身工作的主要任务是什么,工作需条理性,不但要敬岗爱业,更要深知民航气象对飞行安全的重要性。
(2)通过观测工作经验的不断积累,逐步找出工作的难点,把观测工作与服务结合起来。
(3)解决难点问题应以《民航气象地面观测规范》为依据,观测质量要准确反映本场大气的实际情况,对于一些模糊问题,以利于飞行安全为准则。
参考文献:
[1]《民用航空地面气象观测规范》中国民用航空局行业管理办公室AP-117-TM-02R1,2012.2.28
[2]《民用航空地面气象观测技术手册》中国民用航空总局空中交通管理局,2007.5
[3]《航空气象观测运行管理技术工作手册》陈建德主编,厦门大学出版社,2017.9



作者简介:程广来(1965.05),男,汉族,天津市静海区人,专科,工程师,从事气象观测工作。
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