冬季飞行注意事项

Ⅰ介绍

尽管越来越多的飞机装有一到两个飞机气象雷达，但飞机驶入强烈积雨云的情况仍有发生，并由此导致了人员伤害或飞机严损（图1）。

图1

遭遇冰雹后的A320雷达天线屏蔽器

此文旨在提供关于气象雷达性能和极限的附加信息，希望籍此提高飞行机组对此系统的整体认识并防止此类事件的再次发生。

Ⅱ.2 积雨云（Cb）结构

飞行中，由于气流颠簸和强降雨，积雨云（Cb）结构会是主要的危险源。

冰雹

由于冰雹的影响以及气象雷达不能指示回波性质的原因，因此它代表了一种主要的威胁。积雨云中的冰雹随着高度和风的改变而改变（图2）：

·FL100以下，可能会在暴风雨区域下遭遇冰雹，位置处在云中或在云周围（至多2海里）

·FL100 到FL200之间，60%的遇到冰雹的情况发生在积雨云内，40%在云外，云层之下

·FL200以上，最有可能在云中遭遇冰雹。

通常冰雹在积雨云下风面威胁更大：这是因为湿气被强气流抬升，它开始冷却并转化为冰雹，然后被吹到下风面。如果可能的话，最好是飞在积雨云上风面以避免暴风雨。

图2

不同积雨云位置对应的遭遇冰雹的风险

颠簸

颠簸随同积雨云出现的情况不只局限于云内。气象雷达在晴空中无法

探测到颠簸，因此有必要采取预防性的措施。应该与积雨云保持至少5000

英尺的垂直距离和20海里的水平距离，以将遭遇严重颠簸的风险降至最低。

闪电是存在严重颠簸强有力的提示。

注：

决定积雨云顶端的高度的方法在Ⅳ.1段中有所提及。

Ⅱ.2气象雷达原理

为了精确地理解气象雷达显示，有必要了解雷达原理。

气象雷达探测性能

气象雷达只能探测到降水雨滴（图3）。探测到多少取决于雨滴的大小，位

置和数量。水粒的反射率是同样大小冰粒反射率的6倍。

图3

气象雷达原理

雷达能探测到：

·降雨

·湿冰雹和潮湿的气流颠簸

·冰晶、干冰雹和干雪。然而如下所释，这三个因素之给出的反射很少。

雷达不能探测到：

·云、雾或风（雨滴太小，或是根本没有降水）

·晴空气流颠簸（无降水）

·风切变（无降水，程度较轻的除外）

·沙尘暴（对雷达波而言，固体颗粒几乎是透明的）

·闪电

衰减

因为气象雷达显示基于信号回波，强降水可能隐藏着更强的对流天气：大部

分的信号是由降水的前锋反射传回的。后部返回的信号较弱，在气象雷达上显示为绿色或黑色区域。飞行机组可能将此理解为无威胁/威胁较小区域。

现代气象雷达可以对云层后面信号衰减的情况进行信号修正。这就减少了信号被衰减的现象。尽管如此，还是应该将气象雷达显示上红色区域后面的黑洞视为可能是

有强对流天气的区域。

尽管气象雷达有了衰减修正功能，但还是不可以用雷达穿越显示的恶劣天气区或靠近恶劣天气区绕飞。应该只将气象雷达视作避让恶劣天气的工具。

图6

两个活跃单元后面的信号衰减

飞行机组应该引起注意的气象形状

·形状

机组应该比观察颜色更加仔细地观察形状，从而探测恶劣天气条件。

不同颜色的区域紧密地排立在一起通常预示着强颠簸区域（图7）。

图7

不同颜色的区域紧密地排立在一起

在巡航高度，云中的水变成了冰，而气象雷达不能像探测水那样轻易地探测到冰。垂直幅度高的云层意味着高能量的大气运动。因此，巡航高度时接收到的任何回波都应视为颠簸。巡航时，应该与绿色或更强的回波单元保持至少20海里的距离。

·颠簸

有些气象雷达装有颠簸显示模式。此颠簸功能只有在40海里(Doppler测量性能

范围)内，并且是潮湿气流颠簸的情况下才生效。注：气象雷达不能探测到晴空颠簸和干颠簸。

Ⅲ雷达科技

前几代的气象雷达使用的是抛物线式天线和C-带频率（4000-8000MHz）。

新一代的雷达配有平直的天线，并使用X-带频率（8000-12500MHz）

其优势如下：

·脉冲能量更高

·波束更窄，明显提高了目标物的分辨率

·反射率更高，因此总回波能量更高

·颠簸和风切边探测

·功耗低

注：在地面时使用雷达应注意：雷达会导致人体伤害。

此雷达衰减现象更严重，因此存在强降水时，探测气象单元的能力降低。因而X-带雷达应该被用作避让而不是穿越恶劣天气的工具。

新一代气象雷达装有：

·自动倾角功能，此功能可以根据飞机的高度自动调节雷达天线倾角（参照Ⅳ.1）

图1

自动倾斜功能

·或是自动扫描功能，它将沿着飞机的计划线路不停地进行垂直和水平扫描，保存数据并显示一个三维的气象图像。

图2

自动扫描功能

Ⅳ操作标准—最佳操作

Ⅳ.1 天线倾角

对于所有气象雷达，雷达图象显示被波束扫到的气象，为了清楚地理解气象雷达显示，应该将天线倾角考虑在内。

图9 沿雷达光柱的显示

当飞向一个目标时，飞行机组可以使用下面的公式大致计算出飞机上方/下

方云层的垂直高度：

h（英尺）=d（海里）*倾斜（度）*100

倾角：是指对应于气象单元影象从显示上消失时所选择的倾角。

举例来说，如果回波在40海里向下倾斜1度时消失，那么云层的垂直高度大约为4000英尺。

图10

距离/倾角/高度之间的关系

应该根据选择的ND范围来调节天线倾角。在飞行中的大多数情况下，最佳的天线俯仰角应该使ND雷达图象上缘显示部分地面回波，可用GCS功能抑制杂波。然而在起飞或爬升过程中，如果预计飞机上方可能出现恶劣天气，则应该向上调天线倾角。为了防止过度扫描或扫描不充分，应该在改变高度的时候改变天线倾角，装有自动倾斜功能

的雷达除外

Ⅳ.2 显示范围

为了避免大规模的暴风雨，飞行机组必须在40海里以外的地方做出决定。因此，飞行机组应该在ND上选择足够的范围。

·在PNF的ND上：选择足够的显示范围做用于长时间天气避让的航道更改计划（巡航中，通常是160海里或更低）

·在PF的ND上，选择足够的显示范围，以避让恶劣天气，并监控其严重程度（巡航中，通常是80海里或更低）

应该利用远距离和近距离共同决定计划更改来避让恶劣天气。此项技术可以防止“盲径”效应：即虽然在近距离ND显示上看，可以安全地进行航道更改；但是在远距离ND显示上，却可能显示有障碍。