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多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用研究 0 引言 没有人会怀疑气象条件对飞行安全与效益的影响。在我国，由不利气象条件引发的重大飞行事故约占飞行事故总数的３１％。即便在航空技术发达的美国，与天气有关的重大机毁人亡航空事故的比例也高达三分之一。 机场作为专供飞机起降的活动场，需要时刻掌握飞行前方的气象状况。而空中的气象情况总是复杂多变,尤其在极端复杂天气条件下，中国民用航空局空管局所属气象部门为确保飞行安全，提供了相当完善的航空气象服务。机场现场指挥部门根据航空气象服务部门提供的情报决策是否关闭机场；航空公司根据其目的地机场未来可能出现的天气变化情况决策是否起飞，起飞要加多少油料；飞行员在起飞前，也由航空气象服务人员给予航路危险天气讲解，并提供航路预告图结合航路上空的多普勒雷达回波，根据这些气象服务资料，用来选择最佳飞行高度，同时避开航路上雷雨、晴空乱流、强对流等危险天气。” 本文首先介绍了航空气象服务的概念以及多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用。同时，针对本场一次强对流天气结合多普勒天气雷达提供的各类气象产品，成功判断雷雨天气的发展趋势，持续时间等等，确保了本场的飞行安全。 1 航空气象服务概述 1.1 国际航空气象服务概况 国际航空气象服务的目的是对国际航空的安全、正常和效率做出贡献。为了实现这一目的，在全球范围内由世界区域预报系统和各国的气象服务机构为所有航空用户提供服务。世界区域预报系统(WAFS 系统)有两个世界区域预报中心(WAFC)，分别设置在伦敦和华盛顿，以数值和/或图表形式发布全球高空风/温度预报、对流层顶高度和最大风预报以及重要天气预报等产品，并通过卫星广播分发给所有用户。各国的气象服务机构利用这些资料，结合其他资料制作相关的飞行气象文件。 1.2 我国航空气象服务概况 我国民航气象服务机构负责组织与实施分管范围内的气象服务。现行的业务模式，按民航气象中心、地区气象中心、空管分局（站）气象台及地方机场气象台四级业务模式运行。民航气象中心统一制作发布 7500 米以上的高空飞行气象文件(包括高空风/高空温度预告图、高层重要天气预告图 SWH 等)；地区气象中心制作发布 3000-7500 米之间的中空飞行气象文件(包括高空风/高空温度预告图、中层重要天气预告 SWM 等)；空管分局（站）气象台提供 3000 米以下的低空飞行气象文件(包括高空风/高空温度预告图、低层重要天气预告图SWL);机场气象台制作发布该机场的机场天气报告、机场预报及天气警报。从气象设备来看，在 84 个机场安装了气象雷达，其中多普勒气象雷达 25 部;在 80 多个机场气象台或航空气象观测站安装了气象卫星云图接收系统;在北京、上海、广州三地建立了世界区域预报系统接收站，通过卫星直接接收世界区域预报中心(华盛顿、伦敦)发布的全球航空气象产品，主要包括重要天气预告图、各层次高空风/温度、机场天气报告、预报及航空器空中报告等气象资料。另外，我国民航气象数据库及卫星传真广播系统于 1998 年 8 月建成，1999 年 7 月全面投入业务运行，共覆盖 60 个干线机场，为航空气象服务的网络化奠定了基础。所有这些使我国航空气象保障工作有了坚实的物质基础，特别是多普勒气象雷达的投入使用，对航空活动的安全、正常和效率有着重大意义。 2 多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用 强对流天气系统对飞行的影响当潮湿的空气在不稳定的气层中受到抬升时，会形成具有旺盛对流运动的天气系统。许多重要的灾害性天气，如雷暴、大风、强烈的湍流、积冰、闪电击以及冰雹、龙卷风、下击暴流等都与强对流天气系统相联系。这种滚滚乌云，蕴藏着巨大的能量，具有极大的破坏力。当飞机误入雷暴活动区，轻者造成人机损伤，重者机毁人亡。 多普勒天气雷达间歇性地向空中发射电磁波（称为脉冲式电磁波），它以近于直线的路径和接近光波的速度在大气中传播，在传播的路径上，若遇到了气象目标物，脉冲电磁波被气象目标物散射，其中散射返回雷达的电磁波（称为回波信号，也称为后向散射），信号处理器根据接受到的不同时次回波信号的频率变化，从而判断出气象目标物的空间位置、运动速度、运动方向、强度等等一系列气象信息。机组、空中交通管制人员将根据航空气象服务人员提供的气象信息，来决定航班是否正常起降，以确保航空飞行安全。 3 多普勒天气雷达在本场一次强对流天气中的应用 2014 年 6 月 1 日凌晨 03：45，合肥新桥机场出现中等强度的雷雨天气，期间伴随较强降水和低空风切变，至该日上午 09：43 雷暴解除，雷雨共持续 6 个小时左右。过程总降水量 33.3 毫米，对当日的航