導(dǎo)語(yǔ)：航空產(chǎn)品論文：數(shù)值產(chǎn)品在航空中的適用性一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

本文作者：劉永春工作單位：民航華北空管局氣象中心

格點(diǎn)資料在預(yù)報(bào)判斷中的運(yùn)用

判斷雷暴對(duì)流產(chǎn)生的原因及其預(yù)報(bào)NWP系統(tǒng)所呈現(xiàn)的參數(shù)不斷變化的，例如在預(yù)報(bào)時(shí)間段為10小時(shí)的WAFS預(yù)報(bào)資料中，我們可以運(yùn)算出800hPa條件下的水汽運(yùn)動(dòng)散度,并設(shè)置一張?jiān)敿?xì)的地形圖紙。水汽運(yùn)動(dòng)散度的運(yùn)算，只要是為了測(cè)量低層水汽的聚集凝結(jié)的速度，而低層水汽的聚集凝結(jié)對(duì)雷暴對(duì)流起著重要的作用，可以對(duì)雷暴產(chǎn)生時(shí)間和地點(diǎn)做出判斷[2]。又例如運(yùn)算800hPa提高至250hPa中的環(huán)境以及氣塊的溫差，就可以獲取該層上升氣塊所承受的浮力，對(duì)雷暴產(chǎn)生高度和強(qiáng)度的判斷提供重要依據(jù)。雷暴對(duì)流判斷的兩個(gè)要素：其一，當(dāng)?shù)蛯赢a(chǎn)生溫度差以及水汽層發(fā)生變化時(shí)，表示白天雷暴對(duì)流穩(wěn)定度較差。其二，當(dāng)海陸溫度不均勻時(shí)，海陸風(fēng)對(duì)白天的低層水汽運(yùn)動(dòng)散度造成影響，為雷暴對(duì)流起到水汽傳輸?shù)淖饔?。同時(shí)上升氣塊所承受的浮力，可以清楚呈現(xiàn)出雷暴對(duì)流的變化情況，了解雷暴對(duì)流產(chǎn)生的高度。判斷飛機(jī)積冰產(chǎn)生因素及其預(yù)報(bào)飛機(jī)積冰就會(huì)對(duì)飛機(jī)飛行性能造成很大的破壞，一方面增加了飛機(jī)的重量，導(dǎo)致飛機(jī)承載超限；另一方面，改變了飛機(jī)機(jī)翼的流體力學(xué)，導(dǎo)致飛機(jī)上升能力下降或者失去上升功能，對(duì)飛機(jī)飛行造成很大的影響。導(dǎo)致飛機(jī)積冰的原因主要包括：雨滴大小、運(yùn)行情況及環(huán)境溫度等。根據(jù)有關(guān)研究資料表明，飛機(jī)處于0℃至-14℃環(huán)境溫度下，如果遇到較大且較冷的雨滴是極易積冰的，而飛機(jī)處于-5℃至-9℃的環(huán)境溫度時(shí)，飛機(jī)積冰的強(qiáng)度是最大的。根據(jù)WAFS呈現(xiàn)出的相對(duì)濕度格點(diǎn)預(yù)報(bào)信息，可以預(yù)算出飛機(jī)積冰的指數(shù)。其運(yùn)算公式為：飛機(jī)積冰指數(shù)=((RH-50)×2)×(T×(T+14/-49)。其中RH表示相對(duì)濕度，T表示環(huán)境溫度。飛機(jī)積冰指數(shù)為正值，表示可能出現(xiàn)積冰的位置和潛在積冰位置，其指數(shù)最大值可為100。為了更加清楚的掌握飛機(jī)積冰可能出現(xiàn)的位置、高度以及航線，我們可以利用航線剖面圖來分析，并在每條航線上設(shè)置積冰預(yù)報(bào)產(chǎn)品，顯示積冰預(yù)報(bào)信息。飛機(jī)垂直上升也是導(dǎo)致飛機(jī)積冰的因素之一，特別是當(dāng)飛機(jī)從高度的上升運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度較弱的垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛機(jī)積冰概率是很高的。飛機(jī)垂直上升導(dǎo)致飛機(jī)上的較冷雨滴增加，并在飛機(jī)垂直運(yùn)行較弱以及環(huán)境溫度較低情況下積冰懸浮。將飛機(jī)垂直運(yùn)行圖與上訴參數(shù)進(jìn)行結(jié)合，完善了飛機(jī)積冰指數(shù)剖面圖，對(duì)飛機(jī)積冰判斷提供了重要的依據(jù)。

晴空環(huán)境下飛機(jī)顛簸的預(yù)報(bào)方法。飛機(jī)顛簸產(chǎn)生概率運(yùn)算公式為：Ri=(g/θ)(αθ/αz)/|αv/αz|2。公式中(g/θ)(αθ/αz)表示氣層大氣的穩(wěn)定度，|αv/αz|2表示大氣垂直風(fēng)速切變的平方值。Ri表示氣層大氣處于垂直風(fēng)速切變上升情況下，且大氣穩(wěn)定度較差時(shí)，飛機(jī)就會(huì)出現(xiàn)顛簸現(xiàn)象。按照上述運(yùn)算原理，氣層之間產(chǎn)生的風(fēng)速切變是存在極小值和極大值的，當(dāng)氣層風(fēng)速切變處于極限值的時(shí)候，氣層之間就會(huì)產(chǎn)生垂直翻轉(zhuǎn)的情況，以降低垂直風(fēng)速切變的數(shù)值。當(dāng)飛機(jī)處于急流周圍時(shí)，如果飛機(jī)垂直風(fēng)速切變值較大，飛機(jī)就可能出現(xiàn)晴空顛簸現(xiàn)象或者當(dāng)接近低層位置存在大風(fēng)且氣層最低處出現(xiàn)不穩(wěn)定情況時(shí)，其邊界層也可能因?yàn)槭軣岫霈F(xiàn)飛機(jī)顛簸現(xiàn)象。有關(guān)研究表明，運(yùn)用預(yù)報(bào)公式計(jì)算出來的Ri值為5或者比5小一些，但是其極限值卻低于1。這是由于飛機(jī)顛簸出現(xiàn)在較小的范圍內(nèi)，且產(chǎn)生時(shí)間較短，導(dǎo)致NWP預(yù)報(bào)出來的數(shù)值不符合上述理論的極限值。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因主要有：NWP系統(tǒng)無(wú)法詳細(xì)呈現(xiàn)出較社區(qū)域氣象變化情況；一般情況下，NWP只能預(yù)報(bào)某個(gè)時(shí)刻區(qū)域氣象的平均值，不能對(duì)及極限值進(jìn)行預(yù)報(bào)；系統(tǒng)沒有增加參數(shù)化方式，導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)力出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象[3]。其余環(huán)境下飛機(jī)顛簸的預(yù)報(bào)方法。當(dāng)山脈的背風(fēng)坡出現(xiàn)破碎時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的重力波，對(duì)飛機(jī)上升高度和下降高度造成很大的影響，特別是對(duì)位于山谷地區(qū)機(jī)場(chǎng)中的航空設(shè)備造成很大的破壞。這種飛機(jī)顛簸情況發(fā)生于較為穩(wěn)定的氣層周圍，從急流氣層中的高速度氣流一直延伸至山頂上，從而形成了較大的重力波。但是現(xiàn)階段的NWP系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)出重力波，但是可以為重力波提供判斷的依據(jù)，并顯示可能出現(xiàn)重力波的位置。還有一種情況時(shí)，主要是發(fā)生在雷暴對(duì)流區(qū)域，因此可以通過預(yù)報(bào)雷暴對(duì)流來飛、判斷飛機(jī)顛簸的區(qū)域。

我國(guó)的航空天氣預(yù)報(bào)中WAFS數(shù)值產(chǎn)品的應(yīng)用

WAFS數(shù)值產(chǎn)品能夠適用于全球范圍內(nèi)，其垂直分層相對(duì)較多，并含有溫度與高空風(fēng)的預(yù)報(bào)圖，航空公司金額以根據(jù)自身的實(shí)際情況，來制定任意那一個(gè)區(qū)域內(nèi)的高空風(fēng)/溫度氣象預(yù)報(bào)圖，另外還可以制作對(duì)流頂層與急流軸的預(yù)報(bào)圖。WAFS數(shù)值產(chǎn)品資料在航站天氣預(yù)報(bào)中主要用于制作需要層次內(nèi)的濕度場(chǎng)、降水場(chǎng)、形勢(shì)場(chǎng)、垂直速度、溫度平流的預(yù)報(bào)圖。除此之外，還能夠運(yùn)用溫度與高空風(fēng)的預(yù)告場(chǎng)來制作航線的剖面分析圖。將WAFS所提供的相對(duì)濕度以及溫度格點(diǎn)資料來預(yù)測(cè)飛機(jī)的積冰指數(shù)，分析積冰指數(shù)最高的區(qū)域以及有可能出現(xiàn)積冰隱患的地點(diǎn)。