数值预报产品在航空气象预报中的应用研究
数值模式产品在民航气象预报中的应用
数值模式产品在民航气象预报中的应用Abstract: In recent years, China's society has made continuous progress and the demand for civil aviation has been strong. However, due to insufficient security capabilities and other reasons,regulatory measures have to be taken to limit a portion of the traffic. But in the long run, building a strong civil aviation country, promoting high-quality development of civil aviation, and meeting market demand are inevitable directions. To this end, we need to effectively utilize advanced technology, improve operationalefficiency, service quality, and improve economic efficiency. Abnormal flight conditions are mainly caused by weather, so in recent years,the demand for accuracy, spatiotemporal accuracy, and lead time of meteorological forecasting services in civil aviation hassignificantly improved. The rapid development of numerical models has played an increasingly important role in modern weather forecasting, often serving as the primary reference for forecasters when producing forecast products.Keywords: numerical mode; Civil aviation meteorological forecast;applicationintroductionSince the 21st century, with the continuous deepening of the strategy of building a strong civil aviation and meteorological power, the strong demand for civil aviation transportation in China has been combined with the endogenous driving force of meteorological business development, and the civil aviation meteorological industry has made significant progress. Civil aviationmeteorology has shifted from empirical forecasting to a comprehensive technical route that combines data assimilation, numerical forecasting, statisticalforecasting, ensemble forecasting, artificial intelligence and other technical means, The objectivity and precision of civil aviation meteorological forecasting have achieved a historic leap. Under the existing aviation operation system, the flight density of some busy hub airports and main routes in China has long been saturated, and the airspace capacity restricts the growth offlight volume. The social and economic value of civil aviation meteorological services is increasingly prominent. Civil aviation meteorology actively innovates and explores, improves technical levels, updates service concepts, achieves the integration of meteorological information and air traffic control operations, evaluates the expected impact of weather changes on airspace capacity, and makes important contributions to systematically improving the safety, normalcy, and efficiency of aviation flight.1. Progress in Civil Aviation Meteorological Business 1.1 Objectives and Responsibilities of Civil Aviation MeteorologyThe "China Civil Aviation Meteorological Work Rules" stipulate that civil aviation meteorology should comprehensively and systematically improve weather observation and forecasting levels, greatly reduce the impact of weather on flight, and contribute to the safety, normalcy, and efficiency of aviation flight. By detecting, collecting, analyzing, and processing meteorological data, the civil aviation meteorological department produces and releases aviation meteorological products, providing timely and accurate meteorological services for airlines, air traffic management departments, airports, and other aviation users. It is committed to improving flight safety, improving airspace operational efficiency, improving airport operating standards, reducing operating costs, promoting energy conservation and emission reduction, and has significant social and economic benefits. The business of civil aviation meteorology mainly includes observation, forecasting, aviation climate, space weather, exchange of flight meteorological information, and operation and maintenance of facilities and equipment. Among them, civil aviation meteorological forecasting is a group of airlines and air traffic control units The important basis for organizing and managing flight activities mainly includes airport weather forecasts, route weather forecasts, regional weather forecasts, aviation weather alerts, important meteorological intelligence, etc.,which are often published in formats such as message codes, plaintext codes, and graphics. Taking airport weather forecast as an example, predict the wind direction, wind speed, visibility, temperature, cloud cover, cloud shape, cloud base height, weather phenomena, etc. within the airport area. The civil aviation meteorological service agency compiles and publishes airport weather forecasts in accordance with the international civil aviation code coding rules, exchanges them within the civil aviation meteorological system, and exchangesinternational meteorological information through channels such as the international aviation fixed telecommunications network to serve civil aviation operations.1.2 Progress in Civil Aviation Meteorological Forecasting Technology Civil aviation meteorological forecasting has the characteristics of fixed point,fixed time, and quantitative refined forecasting. In airport weather forecasts, the turning point changes of meteorological elements must be accurate to the hour or minute level. It has been proven that the level of aviation meteorological services is one of the important factors that affect and constrain the level of aviation operation and management. The early aviation meteorological business did not have the support of numerical forecasting technology, relying on the experience of forecasters to produce and publish airport weather forecasts, route weather forecasts, and other products in formats such as messages and graphics. With the rapid development of theaviation industry, these basic forecasting products can no longer meet the needs of airlines and air traffic control units for meteorological services, and are digital, easy to interpret Datasets that facilitate fusion computing are increasingly becoming the basic way of producing forecasting products and outputting services, and the mature development of numerical forecasting technology provides the basic conditions for this. In order to meet the high requirements of high-density flight operations for meteorological forecasting, the timeliness of civil aviation meteorological forecasting has shifted from short-term forecasting to both short-term and short-term forecasting, with a balance between hourly and daily forecasting and weekly and monthly weather outlook. A civil aviation meteorological forecasting technology route based on numerical forecasting technology, comprehensive application of statistical forecasting, ensemble forecasting, machine learning, fusion of multi-source dataand artificial intelligence technology has been formed. In response to the needs of the coordination and decision-making mechanism for civil aviation operations, while developing forecasting technology, it is necessary to actively update service concepts, strive to achieve efficient integration of meteorological information and user operation information, and gradually shift from forecasting weather to predicting the impact of weather changes on aviation operations. This is the current focus of civil aviation meteorology and the development trend of international aviation meteorology. 2.Analysis of Current Problems in Meteorological Forecasting 2.1 Meteorological complexity and variabilityMeteorology can have a direct impact on civil aviation aircraft. If the refined weather forecast results show poor weather conditions in the future that are not conducive to flight, the flight needs to be immediately cancelled and a flight plan needs to be formulated after the weather improves; According to the formulated flight plan and based on the refined meteorological forecast results, the flight is carried out. However, the weather is complex and variable, and multiple factors need to be comprehensively considered to obtain more accurate prediction results. However, the prediction results cannot guarantee 100% accuracy, but are based on the summary of objective laws to predict future meteorological changes in a certain area, However, if there are special circumstances, the meteorological situation in the area will change, resulting in differences from the predicted results. This is the main challenge faced by current refined meteorological forecasting, and more influencing factors need to be combined in the refinement of meteorological forecasting. 2.2 Technical influencing factors From its essence, meteorological forecasting is a summary of the objective changes in meteorological conditions, predicting possible future situations with probability. It requires the use of a large number of professional prediction techniques to obtain the current meteorological conditions of a certain region and make predictions based on meteorological information. So, professional technology will have a direct impact on the accuracy of refined weather forecasting. If there are problems with the collection technology of meteorological data, it may lead to inaccurate and incomplete collected meteorological data, and the accuracy of predictions based on this meteorological information cannot be guaranteed. Although the professional ability of forecasters is strong, the basic information is notcomprehensive enough, and accurate meteorological forecast results cannot be obtained. There are still some problems with the current technology used in refined meteorological forecasting, especially in the collection ofmeteorological data. The efficiency and comprehensiveness of data collectionstill have certain limitations, which are the main challenges faced by refined meteorological forecasting work. 3.Strengthening the Work of Aviation Meteorological Forecast Service 3.1 Standardized operation, reflecting strong service efficiency In the process of continuously increasing customer demands,it is necessary to analyze the problems that exist in the work process in conjunction with existing work and regulations. Highlight the concept of service, based on customer needs, formulate corresponding regulations and measures. Onthe basis of persification, reasonably plan and establish multi-channel demand analysis measures. That is to say, it is necessary to continuously maintain the foresight of aviation meteorological forecasting service work, establish a reasonable learning technology foundation, and stabilize ideas, increase service concepts, maintain scientific development concepts, and increase institutional construction. In addition, it is necessary to increase emergency support capabilities, analyze road conditions reasonably based on unexpected times, and provide useful services to maintain the quality of services. Finally, it is necessary to increase training efforts for personnel involved in aviation meteorological forecasting services, establish a talent ladder system, and increase the degree of application to reasonably improve their literacy level.3.2 Strengthen communication, provide precise services, and enhance collaboration Civil aviation meteorology needs to be based on refined forecasting, reasonably analyze the existing problems according to customer needs, and take specific measures to extend towards personalized service development. At this point, it is not only necessary to pay attention to the weather conditions during the landing and alternate landing, but also to pay attention to whether the tower's demand for meteorological services meets the current development standards. When conducting regional surveys, it is also necessary to pay attention to actual needs, analyze the actual situation on site, increase the guarantee construction of institutional measures, reasonablyanalyze the direction of services, customize different service measures, and establish a point-to-point service concept. Relevant personnel can increasecoordination and research efforts through visits or symposiums, and form good interactive relationships. In addition, it is necessary to refine serviceproducts in mutual communication to maintain a sustainable development path. Itis possible to conduct a review based on the actual weather conditions, analyze potential problems during operation, and conduct predictive capacity building. These measures can not only improve the guarantee construction of air traffic control, but also meet the needs of customers and develop and extend towards refinement. Finally, relevant personnel and departments are needed to leveragethe advantages of MDRS collaboration to maximize air traffic control Systematic collaborative development efforts, reducing the intensity of meteorological services, improving product service and guidance capabilities, and maintaining a sustainable development path.epilogueCivil aviation meteorology is a fundamental and technological enterprisethat serves the civil aviation industry. It is an important component ofnational meteorology and civil aviation industry, and an important force for the safe and efficient development of civil aviation. Civil aviation meteorology has formed a transformation from weather forecasting to predicting the impact of weather changes on aviation operations, based on numerical forecasting technology, driven by technology, and driven by demand. Continuously improvingthe capability of meteorological services throughout the entire aviationoperation process, greatly reducing the impact of weather on flight, and contributing to the safety, normalcy, and efficiency of aviation flight.References[1] Wang Nan, Zhu Lei, Zhou Jianjun, and others used EC fine grid productsfor low visibility prediction at Urumqi Airport [J] Desert and Oasis Meteorology, 2020,14 (2): 81-89 [2] Chen Yao, Wang Fengwei. Performance Test and Analysis of High Performance Cluster Platform for Civil Aviation Meteorological Numerical Forecasting System [J]. Information and Computer Science, 2019,31 (17): 23-24 [3] Zhang Xiangrong, Jordan Yang, Lin Yujie, et al. Ideas and Design for Building an Aviation Meteorological Test Flight Support Service Platform [J]. Shaanxi Meteorological, 2019 (6): 53-55。
浅谈数值预报产品在航空气象预报中的应用
浅谈数值预报产品在航空气象预报中的应用摘要:近年来,随着计算机信息技术以及气象事业不断发展进步,数值预报模式愈来愈完善,预报精确性也在逐渐提升,数据预报产品在航空气象预报中所发挥的作用也越来越显著。
本文主要根据数值预报产品运用实际,首先阐述了数值预报格点资料类别,接着重点探讨了数值预报产品在雷暴、飞机积冰、飞机颠簸预报等方面的气象预报的应用,以供相关部门参考借鉴。
关键词:数值预报产品;航空气象预报;应用引言数值天气预报是指结合大气实际情况,在一定的初值以及边值条件下,借助于大型计算机作数值计算,求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组,预测未来一定时段的大气运动状态以及天气现象的方法。
目前,全世界已有三十多个国家和地区把数值天气预报作为制作日常天气预报的主要方法。
数值预报模式日臻完善,预报精确性也在不断提升,数据预报产品在航空气象预报中所发挥的作用也愈来愈突出。
探讨数值预报产品在航空气象预报中的应用,对提升雷暴、颠簸、积冰等航空危险性预报的正确性,制作科学有用的数值预报产品,能够为航班安全、有序运行提供可靠的气象服务保障。
1.数值预报格点资料类别由于航空飞机飞行极易受天气因素影响,所以航空气象预报特别重要。
一般而言,航空气象预报包括:雷暴对流、飞机颠簸、飞机积冰等方面的内容。
以往很长一个时期内,中国的航空气象预报通常是利用气象图以及传真内容接收气象中心所发布的天气信息内容。
然而,尽管天气预报员收到了气象信息,但他们只能依靠自身主观经验来来判断天气状况出现的时间,物理量以及位置的变化。
如今,随着通信技术的迅速发展,计算机成本大幅度降低,因此预报员能够通过更充足的数值预报相关产品对气象条件进行预测。
中国当前WAFS数值预报NWP格点资料涵盖6~36h,每隔6h对亚洲地区的150、250、400、600等不同层次的风场、温度等格点场加以预报。
另外,对流顶层、风速最大层高度格点资料具有400~900hpa的垂直速度和相对湿度类型,以及200~900hpa的高度场类型。
数值预报产品在航空气象预报中的应用研究
数值预报产品在航空气象预报中的应用研究[摘要]本文主要分析WAFS中的图形产品以及格点资料在我国航空气象预报中的应用。
并希望我国的相关气象部门能够在这一基础上,充分发挥航空气象资料的优势,提高包括颠簸、积冰、雷暴等在内的对飞行影响较大的气象预报正确性,并制作出更为丰富的预报产品,从而符合航空用户的要求,使气象服务的效益更高。
【关键词】数值预报产品;航空;气象预报1.前言目前我国在航空气象预报中所应用的数值预报主要是通过质量控制、气象预报模式、四维同化、资料的采集、统计的解释、动力的诊断等步骤后,来实现由天气形势转变为天气要素的气象数值预报。
伴随着科技的发展,计算机技术的不断提高以及互联网的全面普及,在气象观测方便,其观测技术也得到了一定的改进,气象数值预报的正确率更高[1]。
除此之外,因为数值预报模式的客观时效性与定量化,数值天气预报产品在现代航空天气预报中的应用更为重要。
2.格点资料的种类航空天气预报的重点主要是由飞机飞行的特定要求来决定,也就是航空天气预报的内容主要有:飞机颠簸、积冰、风切、云高、雷暴、能见度等与飞机飞行有关的气象。
长期以来,我国航空天气预报主要采用一般的气象图以及用传真机来接受由气象中心所发布的部分信息,而天气预报员只能猜测上述气象出现的时间与其物理量,及其空间的变化。
但随着如今通信技术的快速发展以及计算机网络的普及,使得天气预报工作人员能够运用到更多的数值产品,从而优化天气预报的制作,提高预报的准确性。
值班预报员通过发挥本度网络与计算机的作用,来获取数值天气预报产品。
在我国目前WAFS中的NWP格点资料有在6h~36h 之间,每隔6h对亚洲区150、250、400、600、700等不同层次与风场以及温度等格点场进行预报,对流顶层、风速最大层的高度格点资料,400、600、800、900hPa的垂速度与相对湿度的格点资料,300、450、550、600、700、900hPa 的格点资料。
数值模式产品在民航气象预报中的应用
数值模式产品在民航气象预报中的应用摘要:近年来,我国社会不断进步,民航需求旺盛,但由于保障能力不够强等原因,不得不采取调控措施限制一部分流量。
但从长期来看,建设民航强国,推动民航高质量发展,满足市场需求是必然方向。
为此,我们需要有效利用先进技术,提升运行效率、服务品质,提高经济效益。
航班不正常情况主要由天气造成,所以近年来民航对于气象预报服务的准确度、时空精度和提前量的需求有了明显提升。
数值模式的快速发展,让其在现代气象预报中扮演越来越重要的角色,很多时候是预报员制作预报产品时的最主要参考资料。
关键词:数值模式;民航气象预报;应用引言21世纪以来,随着民航强国、气象强国战略的不断深化推进,我国民用航空运输的强劲需求与气象业务发展的内生动力相结合,民航气象事业取得了长足发展,民航气象从经验性预报全面转向以资料同化、数值预报、统计预报、集合预报、人工智能等技术手段相结合的技术路线,民航气象预报的客观程度、精细程度实现了历史性的跨越。
在现有航空运行体系下,国内一些繁忙枢纽机场、主干航路的航班密度早已饱和,空域容量制约着航班量增长,民航气象服务的社会价值与经济价值日益凸显。
民航气象积极创新探索,提高技术水平,更新服务理念,实现气象信息与空管运行融合,评估天气变化对空域容量的预期影响,为系统性提升航空飞行的安全、正常和效率做出了重要贡献。
1民航气象业务进展1.1民航气象的目标与职责《中国民用航空气象工作规则》规定,民航气象应全面、系统地提高天气观测和预报水平,大大减少天气对飞行的影响,为航空飞行的安全、正常和效率作贡献。
通过探测、收集、分析、处理气象资料,民航气象部门制作发布航空气象产品,为航空公司、空中交通管理部门、机场及其它航空用户及时准确地提供气象服务,致力提升飞行安全性,提高空域运行效率,提高机场运行标准,降低运行成本,促进节能减排,具有显著的社会效益、经济效益。
民航气象的业务主要有观测、预报、航空气候、空间天气、飞行气象情报交换、设施设备运行维护等,其中,民航气象预报是航空公司、空管单位组织实施和管理飞行活动的重要依据,主要包括:机场天气预报、航线天气预报、区域天气预报、航空天气警报、重要气象情报等,多以报文编码、明语简码、图形等格式进行发布。
数值预报产品在航空气象预报中的应用
基于大数据的航空气象预测与应用研究
基于大数据的航空气象预测与应用研究随着科技的发展和数据采集技术的进步,大数据已经逐渐渗透到我们生活的方方面面。
在航空领域,大数据被广泛应用于航空气象预测与应用研究。
本文将从大数据的特点和航空气象预测的需求出发,探讨基于大数据的航空气象预测与应用研究的相关内容。
航空气象预测是航空行业中至关重要的一环。
良好的天气预测能够提前预知气象变化,帮助航空公司合理安排航班计划,减少航班延误和取消的可能性,提高运行效率。
同时,航空气象预测也对飞行安全至关重要,它可以预测风暴、积冰等恶劣天气的出现,帮助飞行员避免潜在的危险,保障飞行的安全。
大数据的应用对航空气象预测带来了巨大的改变。
传统的气象预测主要依赖气象观测站点和气象卫星的数据,关注较为局部的气象现象。
而大数据的应用则可以整合全球范围内的气象数据,并利用机器学习和数据挖掘等技术进行分析,实现更准确的天气预测。
首先,大数据可以实现对气象数据的全面整合和分析。
航空气象预测需要各种气象数据,包括温度、湿度、风速、云量等多种指标。
传统的气象数据收集方式是通过气象观测站点和气象卫星进行观测和采集,数据相对有限。
而大数据技术可以将各种来源的气象数据整合起来,包括气象观测站点、气象卫星、飞机自身传感器等多种途径采集的数据,使得航空气象预测的数据来源更加全面。
其次,大数据的应用可以提高航空气象预测的准确性。
通过机器学习和数据挖掘等技术,大数据可以分析历史数据和实时数据,挖掘出隐藏在数据中的规律和趋势。
航空气象预测需要精确地预测未来一段时间内的天气变化,传统的基于经验和模型的方法往往存在一定的误差。
而大数据的应用可以利用历史数据和实时数据进行训练和模型优化,使得预测结果更加准确。
另外,大数据的应用还可以实现对航空气象预测的实时监控和调整。
航空气象预测是一个动态的过程,天气变化随时都可能发生。
通过大数据的应用,航空公司可以实时监控天气变化,根据预测结果调整航班计划和飞行路线,尽量避免受到天气影响而导致的延误和取消。
数值预报产品在气象预报中的应用
数值预报产品在气象预报中的应用作者:李帮英来源:《农业与技术》2018年第04期摘要:随着我国计算机技术的发展,气象观测能力与气象预报模式不断完善,数值预报在航空气象预报的优势日益凸显出来。
基于以上认识,本文通过分析数值预报格点资料类别,在雷暴对流产生原因的判断及预报、飞机积冰产生原因的判断及预报、飞机颠簸预报、航天预报中WAFS产品的应用等方面对数值预报格点资料在气象预报中的应用进行探讨,以供参考。
关键词:数值预报产品;气象预报;数值预报格点资料中图分类号:S165 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20180233215现代数值预报是通过气象相关信息的采集、监测、模式输出等相应流程后,制出一定天气要素的预报方式。
数值预报产品在气象预报中的应用的探究,对提高雷暴、积冰等气象预报的正确性,提高气象服务水平,保障航空客户的生命财产安全有重要意义。
1 数值预报格点资料类别飞机飞行的特定要求决定了航空天气预报的重点,一般来说,航空预报包括:飞机颠簸情况、雷暴对流、飞机积冰、云高、能见度等内容。
在过去的几十年,我国航空天气预报主要通过气象图和传真机的内容来实现气象中心发布内容的接收。
但气象预报人员虽然得到信息,但只能靠猜测来得到气象状况发生的时间、物理量和地点的变化。
现阶段,通信技术日益发展,计算机成本降低使得预报人员可以使用更多的数值预报相关产品。
我国现在广播WAFS数值预报NWP格点资料,包括间隔为6h,预报时间6~36h,100~700共7个层次风场U、V分量和温度的亚洲格点场产品。
此外,格点资料有400~900hpa垂速度与相对湿度的类型,200~900hpa的高度场类型等。
2 数值预报格点资料在气象预报中的应用2.1 对雷暴对流产生原因的判断及预报NWP系统参数不是固定的,比如:如果预报时间段为10h的WAFS预报资料,预测人员可以将水汽运动散度在800hpa情况时的数据计算出来,然后在一张较为详尽的地形图纸上进行叠加。
数值天气预报模型的优化与应用
数值天气预报模型的优化与应用天气预报对于我们的日常生活、农业生产、交通运输以及许多其他领域都具有极其重要的意义。
随着科技的不断进步,数值天气预报模型已成为现代天气预报的重要工具。
数值天气预报模型是基于物理定律和数学方程,通过对大气状态的模拟和计算来预测未来天气的变化。
然而,要想获得更准确、更可靠的天气预报,就需要不断对数值天气预报模型进行优化,并拓展其在各个领域的应用。
数值天气预报模型的核心是一组描述大气运动、热力学和水汽变化等物理过程的数学方程。
这些方程通常非常复杂,需要借助高性能计算机进行求解。
在模型的建立过程中,需要对大气进行离散化处理,即将大气划分为一个个小的网格单元,并在每个网格单元上计算物理量的变化。
网格的分辨率越高,模型对大气细节的描述就越精确,但同时计算量也会大大增加。
为了提高数值天气预报模型的准确性,优化工作主要集中在以下几个方面。
首先是数据同化。
数据同化是将各种观测数据(如地面观测站、气象卫星、雷达等获取的数据)与模型的初始场进行融合,以得到更准确的初始状态。
通过数据同化技术,可以有效地减少模型初始误差对预报结果的影响。
例如,利用卡尔曼滤波、集合卡尔曼滤波等方法,能够将观测数据与模型模拟结果进行最优组合,从而提高初始场的质量。
其次是物理过程参数化。
大气中的许多物理过程(如云的形成、降水过程、辐射传输等)由于其复杂性和尺度较小,无法在模型中直接求解,需要进行参数化处理。
不断改进和完善这些参数化方案,使其更准确地反映实际的物理过程,是提高模型预报能力的关键。
例如,对于云的参数化,新的研究成果能够更好地考虑云的微物理过程和垂直结构,从而提高对降水和能量收支的模拟精度。
再者是模型分辨率的提高。
随着计算机技术的飞速发展,数值天气预报模型的分辨率不断提高。
更高的分辨率能够捕捉到更小尺度的天气系统和地形影响,从而提高对局部天气现象的预报能力。
例如,在城市天气预报中,高分辨率模型能够更好地模拟城市热岛效应和复杂的地形对气流的影响,为城市规划和应对极端天气提供更有针对性的建议。
大数据在航空气象业务上的应用
106人与自然MAN AND NATURE中国航班CHINA FLIGHTS摘要:随着航空大数据的持续积累以及信息化技术不断发展,航空气象大数据技术的应用越来越成熟。
航空气象大数据不再仅仅是一堆数据,建立数据分析模型,从大数据角度预测发展趋势并做出宏观调控,通过智能化的分析和应用,为航空安全、便捷、持续和有效发展的重要保障。
通过航空气象大数据的分析及应用,能为航空公司、空管、机场等运输航空和通用航空主体提供基于互联网的气象大数据支持,进一步满足航空安全和飞行效率对气象数据的需求,提升气象服务的及时性、便捷性和有效性。
下文将对大数据在航空气象业务上的应用进行分析探讨。
关键词:大数据;航空;气象业务航空气象服务的主要对象是航空飞行,其重要的宗旨是为航空飞行提供准确和及时的气象服务,保证飞行的安全性和经济性。
航空飞行中重要的影响因素是气象,此外,因为气象的不稳定性可能造成飞机的不稳定性,严重影响飞机的安全性。
因此,为了降低气象对飞行安全性威胁,应该重视气象大数据在航空领域的应用,实现精细化预报为航空飞行服务。
提升精细化预报服务的质量,为航空事业健康发展奠定基础。
1航空气象业务大数据特征大数据技术是当前的热门应用技术之一,是处理数据量特别大、数据类别特别复杂的数据集,具有更强大的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增差率和多样化的信息资产。
通过全过程动态采集形成气象大数据,建设一个可视化分析决策平台,实现航行态势监测、航班运行可视、飞机数据可视、数据预警告警、数据分析挖掘等多个维度进行航空日常监测与协调管理,形成航空领域的综合性决策辅助平台,以满足常态下航空监测监管、应急态下协同处置指挥调度的需要,满足航空行业平急结合的应用需求。
抽象来说,航空气象部门就是一个庞大的数据库,里面存储了海量的数据源,具备飞行气象情报及气象资料的交换、备供、存储等能力,通过地面气象观测、高空、雷达、卫星这些数据逐天逐小时甚至到逐分钟扫描着中国航空气象数据,结合地理信息系统,对航行通告、重要天气情报、空域及空管信息等航行情报信息进行呈现,为飞机飞行前和飞行后的航行进程提供决策依据。
民航气象数据分析与预测方法在飞行安全中的应用研究
民航气象数据分析与预测方法在飞行安全中的应用研究摘要:本文旨在探讨民航气象数据分析与预测方法在飞行安全中的应用研究。
本文介绍了民航气象数据的重要性以及其对飞行安全的影响,分析了当前民航气象数据分析与预测方法的现状和存在的问题。
探讨了如何利用新兴技术和方法改进民航气象数据的分析与预测能力,提高飞行安全水平。
最后,对未来民航气象数据分析与预测方法的发展趋势进行了展望。
关键词:民航气象数据;飞行安全;数据分析;预测方法;新兴技术;发展趋势引言:民航气象数据在飞行安全中起着举足轻重的作用。
准确的气象数据分析和预测可以帮助飞行员做出正确的决策,确保飞行的安全性和顺利性。
因此,对民航气象数据分析与预测方法的研究具有重要意义。
本文将介绍当前民航气象数据分析与预测方法的现状和问题,并探讨如何利用新兴技术和方法改进分析与预测能力,以提高飞行安全水平。
一、民航气象数据的重要性及对飞行安全的影响1.1 民航气象数据的作用民航气象数据是指与航空飞行相关的气象观测数据和预报产品。
它在民航领域中具有重要的作用。
第一,民航气象数据可以提供准确的天气信息,包括温度、风向、风速、能见度等,帮助飞行员和管制员了解当前的天气状况。
第二,民航气象数据可以提供天气预报,主要包括未来24小时预报、未来24-48小时预报和未来一周预报等,帮助航空公司和机场运营部门做出合理的决策,如航班调度、航线规划等。
第三,民航气象数据还可以提供特殊天气事件的预警信息,如雷暴、大风、降雪等,帮助民航从业人员及时采取措施,确保飞行安全。
1.2 气象数据对飞行安全的影响气象数据对飞行安全具有重要的影响。
第一,天气条件对飞行安全有直接影响。
例如,能见度低、大风、雷暴等恶劣天气条件会增加飞行风险。
准确的气象数据可以帮助飞行员避开恶劣天气区域,选择最安全的航线和高度。
第二,气象数据对飞行决策和航班调度也有重要影响。
根据准确的气象数据,航空公司和机场运营部门可以调整航班计划、延误或取消航班,以保障乘客和机组人员的安全。
航空区域数值天气预报业务系统的研究的开题报告
航空区域数值天气预报业务系统的研究的开题报告一、课题背景随着我国航空事业的不断发展,航空领域对于精准的天气预报越来越依赖,传统的人工天气观测方法已无法满足航空领域的需求。
航空区域数值天气预报业务系统的研究已成为航空气象领域的前沿课题。
数值天气预报技术可以利用物理模型计算得到未来天气的发展趋势,为航空作业提供更为准确、可靠的天气信息,是世界各国在航空气象领域研发的热点技术。
二、课题目的本课题旨在研究航空区域数值天气预报业务系统,实现在航空领域中应用的便捷性和实用性,提高航空气象预报的准确性和实时性,为航空运行安全提供有力保障。
三、研究内容本课题研究的主要内容包括:1.研究航空区域数值天气预报的基本原理和方法,了解天气预报物理模型的构建和实现原理。
2.开发适用于航空领域的数值天气预报系统,可分析航空区域内的动态天气要素,提供准确、全面、实时的天气预报信息。
3.利用已有的气象数据资料建立航空区域数值天气预报模型,建立数值预报算法,并对预报结果进行验证与评估。
4.探索航空区域数值天气预报模型和算法的优化和改进,使预报模型更加准确和可靠,提高预报能力,在应用中实现预报精度的增强和实时性的提高。
四、研究意义随着国内航空运输的不断发展,航空业安全问题已成为世界各国航空业界面临的一大挑战。
而天气因素是影响航班正常运营的重要因素之一。
航空区域数值天气预报业务系统的研究,可以提高气象预报的准确率,全面性以及时效性,保证航班的安全,促进航空业的发展。
同时,本课题还可为气象部门提供数值天气预报的研究思路和方法,为航空领域中的其他技术和应用提供了有益的启示和参考。
五、研究方法本课题的研究主要使用实验和理论相结合的方法:1.采用文献调研和实地考察的方式,了解天气预报的相关研究进展和发展趋势,掌握研究所需知识和技术。
2.整理已有的气象数据资料,建立航空区域数值天气预报模型。
3.对航空区域数值天气预报模型进行验证和评估,对预报精度和实时性进行分析,并对模型进行优化改进。
航空气象预报中WAFS数值产品的应用研究
航空气象预报中WAFS数值产品的应用研究作者:陈炼来源:《科技与创新》2014年第09期摘要:数值预报是现代航空天气预报中的重要手段。
运用WAFS中的格点资料和图形产品对航空气象预报的应用进行简要分析,充分发挥WAFS资料具有的定量化和时效性的优势,提高雷暴、积冰、颠簸等危险天气的预报能力,制作出更丰富的预报产品,以满足航空用户的需求。
关键词:航空气象预报;数值预报;WAFS;格点资料中图分类号:P456.7文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)09-0017-02现代航空气象中的数值预报经过四维同化、资料采集、统计解释、动力诊断、质量把控等步骤,从而实现了天气形势到天气要素的数值预报。
现代计算机技术的不断提升,丰富了气象预报手段,提高了航空气象预报的准确度。
由于数值预报具有定量化和客观时效性的优点,因此,很有必要加强其在航空气象预报中的应用。
1数值预报格点资料种类概述世界区域预报系统出现于20世纪80年代,由国际民航和世界气象组织针对航空气象设计的,简称WAFS(World Area Forecasl System)。
该系统有2个预报中心,分别位于华盛顿和伦敦。
作为全球化的航空气象服务系统,该系统提供的是字符、报文和图表形式的数值预报产品。
20世纪末,我国初步建立起民航气象数据库系统,实现了远程数据的共享,使WAFS数值预报产品在国内航空气象预报中得到了广泛的应用。
研究表明,根据飞机运行的需求,航空气象侧重于风向与风速、风切变、能见度、云高、飞机颠簸与积冰、雷暴等天气的预报。
目前,我国WAFS中的NWP格点资料有6~36 h间隔,每隔6 h对亚洲区域的100,250,500等7个层次的风场和温度场等格点场进行预报,另外也对400 hPa、600 hPa、800 hPa和900 hPa的垂直速度和相对湿度格点资料,对流顶层的高度格点资料,最大风速层资料等进行预报。
2运用格点资料作预报判断2.1对雷暴对流的分析预报NWP系统参数具有不断变化的特性,比如选取有效时段为10 h的WAFS预报资料,计算出850 hPa条件下水汽的运动散度。
航空气象预报中数值预报产品的应用研究
航空气象预报中数值预报产品的应用研究发布时间:2021-12-15T06:55:54.225Z 来源:《科技新时代》2021年10期作者:汤妮[导读] 航空器在空中运行时,非常容易受到空中天气情况的影响,严重的时候甚至会引发空中交通事故,带来不可估量的后果。
所以航空气象预报具有极大的重要性,对保障航空器的安全运行具有重大意义。
湖南机场股份有限公司常德桃花源机场分公司 415100摘要:随着科学技术的进步发展,以及计算机网络技术的广泛应用。
民航气象事业也不断的在进步之中,气象数值预报模式也随之越来越成熟,整体越来越完善,预报的精确性逐步提高,数值预报产品在民航的气象预报中起到了很重要的作用。
本文就数值预报产品的应用情况进行了研究分析,根据实际的调研,通过对数值预报产品的现状进行分析,探讨其在民航气象领域(雷雨天气预报、积冰、航空器颠簸等)的运用,希望能够给相关部门在实际应用中起到一定的参考作用。
关键词:数值预报产品;航空气象预报;应用引言:数值天气预报是根据大气的实际情况,在拥有一定的数值前提下,通过计算机技术运算相应的数值方程式,对未来的天气情况进行预测。
目前全球有很大一部分国家将数值预报模式作为主要的一种日常预报方式,随着科技和计算机技术的发展,数值预报模式也日趋完善,其准确度也随之提升。
数值预报产品的应用在民航气象中因为其作用越来越突出,所以数值预报产品的应用重视度被逐渐提高,通过研究数值预报产品在民航气象预测中发挥的作用,提高对极端天气的预测准确性、提升数值预报产品的质量有很大的意义,另外也能够促进民航气象事业的进步发展,为空中运行提供可靠的天气预报,保障民航空中交通运行的有序安全。
1.数值预报格点资料类别航空器在空中运行时,非常容易受到空中天气情况的影响,严重的时候甚至会引发空中交通事故,带来不可估量的后果。
所以航空气象预报具有极大的重要性,对保障航空器的安全运行具有重大意义。
民航气象预报内容主要对一些极端天气(雷暴、冰雹、积冰等)进行预先告警。
欧洲细网格数值预报产品在双流机场低能见度天气预报中的应用研究
欧洲细网格数值预报产品在双流机场低能见度天气预报中的应用研究近年来,随着欧洲细网格数值模式的发展,其在天气预报中的应用也逐渐得到了广泛认可。
本文将以双流机场低能见度天气预报为例,探讨欧洲细网格数值预报产品在该领域的应用研究。
双流机场位于中国成都市,是西南地区最重要的航空交通枢纽之一。
然而,双流机场常年受到大雾、雾霾等低能见度天气的困扰,给飞行安全和航空运输带来了极大的挑战。
因此,准确预报双流机场的低能见度天气,对于保障航班的正常运行具有重要意义。
欧洲细网格数值预报产品是基于大气动力学和热力学原理以及数值模式进行建模和计算,能够提供全球范围内的天气预报。
相较于传统数值预报,欧洲细网格数值模式的空间分辨率更高,可以更准确地模拟和预测局地的天气变化。
因此,欧洲细网格数值预报产品在双流机场低能见度天气预报中具备潜力。
首先,在双流机场低能见度天气预报中,欧洲细网格数值预报产品可以提供更高时空分辨率的天气要素信息。
通过欧洲细网格数值模式的模拟计算,可以更准确地获取双流机场附近气象站点的气温、湿度、风速、风向等数据,为低能见度天气预报提供基础。
同时,欧洲细网格数值预报产品还能够提供未来数小时或数天内的天气预报,为航空运输提供时间上的参考。
其次,欧洲细网格数值预报产品还能够提供较准确的低能见度天气预测。
在传统数值预报中,常常无法准确模拟局地的低能见度天气,而利用欧洲细网格数值模式可以得到更为准确的预测结果。
通过模拟计算,可以了解到局地的湿度、温度、辐射等因素对低能见度天气的影响,从而提高预报准确率。
同时,欧洲细网格数值预报产品还可以提供概率性预测结果,辅助预报员做出更准确的决策。
此外,欧洲细网格数值预报产品还可以为双流机场低能见度天气预警提供支持。
通过对数值模拟结果的分析和比对,可以及时发现低能见度天气的形成过程和发展趋势,为航空运输提供预警信息。
同时,欧洲细网格数值预报产品还可以与实测数据进行对比,进一步验证预报结果的准确性。
数值预报产品在航空气象预报中的应用
数值预报产品在航空气象预报中的应用摘要:近年来,随着中华人民共和国的经济和文化的飞速发展,民用飞机的数量和种类都在迅速增加,而且随着技术的改善和安全的提升,越来越多的飞机可以安全地飞行。
为了实现这些目标,构建民用飞机强大的中华人民共和国,提升民用飞机的品质和服务。
因此,我们必须充分发挥提高经济效益的优势,采取最新的科学技术,大幅提高飞机的安全性、可靠性、可操作性,从而满足近年来民众对气象预测的日益增长的期望,包括更高的准确性、更快的响应速度、更高的及早性。
关键词:数值预报产品;航空气象预报;应用引言通过利用先进的技术,如高精度的模拟技术、高精度的图像处理技术、高精度的地形图分析技术等,可以根据当前的空间环境,利用先进的模拟技术,对未来的空间环境进行准确的模拟,从而有效地预测未来的空间环境,包括大气的运行状态。
当今,超过三十个国家和地区都将数字化天气预测技术用于提供实时的、准确的、可靠的、及时的天气信息。
1数值预报格点资料类别近几十年来,航空天气预报的发展取得了长足的进步,其重点已经从以往仅仅依靠天气图和气象中心传真的方式转变为以飞机飞行特点为基础,包括飞机颠簸、积冰、风切变、云高、雷暴、能见度等多种因素,以更加准确、及时的方式提供给用户。
随着现代通信技术的不断进步,气象预报人员可以利用计算机技术获取更多的数据,从而更准确地预测天气状况的发生时间、物理量和地点的变化,而不再仅仅依赖于传统的推测方法。
在WAFS中,数值预报格点资料涵盖了6h至36h的时间段,其中包括亚洲各地的风场、温度、对流层顶、风速最大层高度、垂直速度和相对湿度以及高度场等,每个时段的格点数据都是独一无二的。
2气象预报当前存在的问题分析2.1气象复杂多变气象条件对民航飞机的安全有着重要的影响,如果精细化气象预报结果显示未来天气恶劣,不利于飞行,那么就必须立即取消该次航班,并且等待天气转好后再制定飞行计划。
然而,由于气象的复杂多变性,要想获得较为准确的预测结果,就必须综合考虑多种因素,以便更好地把握未来的发展趋势,并且,这种预测结果也不能完全准确,必须建立在客观规律的基础上,以便更好地把握未来某一区域内的气象变化。
航空气象预报中数值预报产品的应用探究
引言 :众所 周知 ,天 气的变化 会影响飞行 活动 ,严 重时其至 可危及飞行安 全 ,因此在 日常 1 : 作 中提 高预报 准确 率和预报 服务水平 已经成为大 家关注的重 点 ,而 目前我 国在航空 气象预报 中所应用 的数值预报 主要是通过质 量监控 、气 象 资料 的采集 、四维 同化 、统计 的解 释 、预报模 式 、模 式输出产 品的检验及动 力诊 断等步骤 之后 ,从 而实现 了由天气形势 到天气要素 的气 象数值 预报。近年 来伴随着科技水平的提高 ,计算机技术的不断提高,互联网的得以全面普及, 使我们 可以丢弃几十年 来一 直延续下来 旧的气 象业务的运行模式 ,利用新 技术 、 新产 品来不断提 高我们的 预报质量 ,通 过改进传统 的观测技术 ,来提高 气象数 值预报的正确率。另外,由于数值预报模式的客观时效性与定量化,数值天气 预报 产品在航空气象 预报中的应用成为— 个非常重要的方 面。 航 空气 象预 报 中的数 值预 报格 点 资料 大 约是 在 1 9 9 6 年, 世 界气 象组 织 和国际 民航 组织 专 门为航 空气 象设 计 了 套 航 空气象 服 务系 统 ,当时被 称为 世界 区域 预报 系统 , 是一 套具 有统 一 的 全球化的字符形式、图形和数字的数值预报产品 ,是专为航空用户提供的, 而 伦敦 和华 盛 顿 分别 为 该系 统 的两 个 中心 。后 来 随着 民航 气象 数 据库 的建 立,民航气象系统远程数据共享和硬件资源实现了共享 , 数值预报产品因此 在我 国航 空气 象 预报 中得 到广 泛 的应用 。 ( 一 )航空 气象 预报 中数 值预 报格 点资 料 的种类 研究 表 明航 空气象 预 报的侧 重 点是 由飞 机运行 的特定 要求 来决 定 的 , 也 就是说 航 空气 象 预报 的主要 内容 包 括风 向风 速 、能见 度 、云 、 天 气 现象 、 飞 机积 冰 、颠簸 和 风切变 等 的预报 。在过 去的 很长 一段 时 间里 ,我 国航空 天气 预报主要是依据常规的天气图以及传真机接受的部分气象中心所发布的部 分数 值预 报产 品来 对上 述 天气现 象 进行 预报 的 , 预报 员只 能依 靠有 限 的气象 资料来 预 报具 有 至关重 要影 响 的某些 物理 量 在时 间和 空间 上的变化 , 后 来随 着通 信 的快速 发展 和计 算机 成本 的 下降 , 使得 预 报员有 机会 运用 更 多数值 预 报产 品 ,从而 优化 航空 预报 的制 作过 程 ,进一 步提 高 预报 的准 确性 。 ( 二 )航 空 气象 预报 中格 点资 料在 预报 判断 中 的运用 数值预报产品为预报员提高航空服务的质量提供了新的资料来源, 这些 产品可以对各种气象要素以及当地特定的天气现象进行预报, 预报员需要熟 练操作 并 且显 示 出这些 网格 化 的模式 预报 产 品 , 这 样才 能 体现 出这 些资料 的 优势 , 另外 预报 员不 但可 以获 取产 品 资料 ,而且 可以将 这些 格点 资 料生成 更 丰富 的 图形来 显示 , 并且 能够 计算 出许 多物 理量 , 用 于诊 断天气 的 动力演 变 过程 ,以前 ,这些 气象 变量 只 能从传 真 图 中推算 出来 , 但 是现 在可 以十 分容 易的 利用 各种 格点 资料 来计 算 出大量 附加 的气 象变 量 , 例如 露点 温度 、 位温、 比湿 、 相当位温和涡度。而数值预报格点资料还可以计算得到一些矢量 , 有 利于对 急 流 、降水 等 的诊断 分析 。 = .航空 气象 预报 中数 值预 报产 品的 应用 近年来 , 大家 面临 的共 同任 务是将 数 值预 报产 品应 用 于机场 的航 站预 报
浅析数值预报产品在支线机场中应用
浅析数值预报产品在支线机场中应用`摘要】为了提高支线机场的气象预报准确率,本文以GFS数值模式产品为例,从资料获取、处理以及释用等方面进行介绍,探讨了模式产品的优势和缺陷,指出了预报员对待模式产品的合理思路,强调了预报准确率的提高应经验、数值和统计预报相结合。
【关键词】数值预报支线机场产品释用1 引言改革开放以来,我国天气学研究及其业务天气预报取得了长足进步,特别是在预报业务手段与方法上有了很大的发展[1]。
数值预报作为业务天气预报最重要的手段之一,已成为预报员日常工作不可或缺的工具,尤其在航空气象领域。
我国新建支线机场地理位置往往较为偏僻,在气象资料获取方面存在较大困难,精细化预报也处于从无到有阶段,制约着机场气象预报准确率的提高。
随着民航业快速发展,对天气预报精度越来越高,为了促进预报水平迅速提高,本文以美国国家环境中心的GFS模式产品为例,从数据下载、处理以及释用等方面进行介绍,以期对支线机场预报员提高业务水平有所帮助。
2 模式简介GFS模式基于一些常用表达式,包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、水汽方程等,采用谱展开的数值计算方法,水平截断波数为382,水平分辨率为34km,垂直分层数为64层。
其输出数据插值于0.5°×0.5°网格点,以3h为间隔,有效时段180h,垂直分层为47层,存储于NOMADS上。
3 数据下载0.5°×0.5°数据资料每天更新4次,起始时间分别为00、06、12、18(UTC),大约在起始时间 3.5h后上传至服务器,下载链接为:http:///pub/data/nccf/com/gfs/prod。
然而每天下载四个时次的数据需要占用大量时间和带宽,因此我们将采用分字段分时间下载。
首先下载get_gfs.pl(ftp:///wd51we/fast_downloading_grib/get_gfs.pl)、perl(http:///)和cURL(http://curl.haxx.se/);其次安装perl,将get_gfs.pl的首行perl路径修改为指向本地perl编译器,37行的cURL路径修改为指向本地cURL可执行文件;最后在命令提示行中执行:perl get_gfs.pl data DATE HR0 HR1 DHR V ARS LEVS DIRECTORY。
航空航天技术在天气预报中的应用
航空航天技术在天气预报中的应用天气预报一直是人们生活中重要的一部分。
准确的天气预报对航空、能源、农业等行业至关重要。
随着科技的发展,航空航天技术在天气预报中起着越来越重要的作用。
本文将探讨航空航天技术在天气预报中的应用以及其带来的益处。
一、卫星观测航空航天技术中最常见的应用就是通过卫星观测天气状况。
卫星通过高空俯瞰地球表面,可以提供全球范围内的天气信息。
卫星搭载的各种传感器可以观测云层、大气温度、风速和风向等信息。
这些观测数据通过定期传回地面,为气象学家提供了宝贵的数据来源。
二、飞机观测飞机也是航空航天技术在天气预报中的应用之一。
飞机上搭载有各种传感器,可以观测大气中的温度、湿度、气压等信息。
飞机在平飞或升降过程中,可以收集到大量的大气观测数据。
这些数据通过飞机上的设备传回地面,填补了卫星观测的局限性,提供了更加精确的观测数据。
三、气象雷达气象雷达是航空航天技术在天气预报中常用的工具之一。
雷达可以探测到降水的位置、强度和类型,帮助气象学家预测降水的发展趋势。
气象雷达通过反射和散射的原理,将降水粒子反射回雷达,从而根据回波图像判断降水状况。
这些信息对人们的日常生活和农业生产都有很大的影响。
四、数值天气预报模型航空航天技术还在天气预报中使用了数值天气预报模型。
数值天气预报模型是通过对大气进行数学建模,模拟气象系统的运行,来预测未来一段时间的天气情况。
这些模型需要大量的计算和存储能力,航空航天技术的进步为模型的发展提供了强大的支持。
数值模型结合卫星观测和其他实测数据,为气象学家提供了更加准确的天气预报。
航空航天技术在天气预报中的应用带来了许多益处。
首先,准确的天气预报可以帮助航空公司、船舶、铁路等行业安排航班、航线和行程,提高运输的效率和安全性。
其次,准确的天气预报对农业生产和渔业有着重要的影响,农民和渔民可以根据预报调整种植和捕捞的时间,避免因恶劣天气带来的损失。
此外,准确的天气预报还有助于人们制定户外活动计划,安排休闲和娱乐活动。
数值预报在航空气象中的应用
1996年此系统安装调试,1997年在北京民航气象中心开 始业务运行。
SADIS和ISCS的所有数据已入民航气象数据库。
美国WAFC模式的简介
The NWS Global Aviation Model
目的:为航空气象用户提供图象和数字格式 的气象预报产品。
世界区域预报中心--WAFC
WAFS有两个中心,即伦敦世界区域预 报中心(英国国家气象局)和华盛顿 世界预报中心(国家环境预报中心 NCEP)。
负责模式的运行与航空气象预报产品 的制作
WAFS卫星广播系统组成
WAFS的产品通过三个卫星组成的卫星广播系统向外广播
气象数据库 中定时提取 GRIB资料
系统流程图
根据不同天 气类型图形 分类打包
数据插值计算
输出显示
数据分类、统一计 算处理成为二进制 、无格式数据
业务运 行资料
降水资料
常用 资料
大风资料
GRADS 基 ห้องสมุดไป่ตู้ 图形制作
最大风速资料
对流层顶资料
图形产品 二次处理
积冰指数 对流指数
美国数值预报产品
▪ 地面气压、总降水资料、对流降水资料。 ▪ 最大风速层所在高度、风向、风速。 ▪ 对流层顶所在气压、温度。 ▪ 2米高度上的温度和湿度。 ▪ 10米高度上的风向和风速。 ▪ 标准气压层:1000hPa~70hPa九个层次的风向、风速、位势
Insert figures
hi_res_model_fig1.ps hi_res_model_fig3.ps
WAFS产品种类
T4传真图 BUFR(Binary Universal Form for the
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数值预报产品在航空气象预报中的应用研究[摘要]本文主要分析WAFS中的图形产品以及格点资料在我国航空气象预报
中的应用。
并希望我国的相关气象部门能够在这一基础上,充分发挥航空气象资料的优势,提高包括颠簸、积冰、雷暴等在内的对飞行影响较大的气象预报正确性,并制作出更为丰富的预报产品,从而符合航空用户的要求,使气象服务的效益更高。
【关键词】数值预报产品;航空;气象预报
1.前言
目前我国在航空气象预报中所应用的数值预报主要是通过质量控制、气象预报模式、四维同化、资料的采集、统计的解释、动力的诊断等步骤后,来实现由天气形势转变为天气要素的气象数值预报。
伴随着科技的发展,计算机技术的不断提高以及互联网的全面普及,在气象观测方便,其观测技术也得到了一定的改进,气象数值预报的正确率更高[1]。
除此之外,因为数值预报模式的客观时效性与定量化,数值天气预报产品在现代航空天气预报中的应用更为重要。
2.格点资料的种类
航空天气预报的重点主要是由飞机飞行的特定要求来决定,也就是航空天气预报的内容主要有:飞机颠簸、积冰、风切、云高、雷暴、能见度等与飞机飞行有关的气象。
长期以来,我国航空天气预报主要采用一般的气象图以及用传真机来接受由气象中心所发布的部分信息,而天气预报员只能猜测上述气象出现的时间与其物理量,及其空间的变化。
但随着如今通信技术的快速发展以及计算机网络的普及,使得天气预报工作人员能够运用到更多的数值产品,从而优化天气预报的制作,提高预报的准确性。
值班预报员通过发挥本度网络与计算机的作用,来获取数值天气预报产品。
在我国目前WAFS中的NWP格点资料有在6h~36h 之间,每隔6h对亚洲区150、250、400、600、700等不同层次与风场以及温度等格点场进行预报,对流顶层、风速最大层的高度格点资料,400、600、800、900hPa的垂速度与相对湿度的格点资料,300、450、550、600、700、900hPa 的格点资料。
3.格点资料在预报判断中的运用
3.1判断雷暴对流产生的原因及其预报
NWP系统所呈现的参数不断变化的,例如在预报时间段为10小时的WAFS 预报资料中,我们可以运算出800hPa条件下的水汽运动散度,并设置一张详细的地形图纸。
水汽运动散度的运算,只要是为了测量低层水汽的聚集凝结的速度,而低层水汽的聚集凝结对雷暴对流起着重要的作用,可以对雷暴产生时间和地点做出判断[2]。
又例如运算800hPa提高至250hPa中的环境以及气块的温差,就可以获取该层上升气块所承受的浮力,对雷暴产生高度和强度的判断提供重要依据。
雷暴对流判断的两个要素:其一,当低层产生温度差以及水汽层发生变化时,表示白天雷暴对流稳定度较差。
其二,当海陆温度不均匀时,海陆风对白天的低层水汽运动散度造成影响,为雷暴对流起到水汽传输的作用。
同时上升气块所承受的浮力,可以清楚呈现出雷暴对流的变化情况,了解雷暴对流产生的高度。
3.2判断飞机积冰产生因素及其预报
飞机积冰就会对飞机飞行性能造成很大的破坏,一方面增加了飞机的重量,导致飞机承载超限;另一方面,改变了飞机机翼的流体力学,导致飞机上升能力
下降或者失去上升功能,对飞机飞行造成很大的影响。
导致飞机积冰的原因主要包括:雨滴大小、运行情况及环境温度等。
根据有关研究资料表明,飞机处于0℃至-14℃环境温度下,如果遇到较大且较冷的雨滴是极易积冰的,而飞机处于-5℃至-9℃的环境温度时,飞机积冰的强度是最大的。
根据WAFS呈现出的相对湿度格点预报信息,可以预算出飞机积冰的指数。
其运算公式为:飞机积冰指数=((RH-50)×2)×(T×(T+14/-49)。
其中RH表示相对湿度,T表示环境温度。
飞机积冰指数为正值,表示可能出现积冰的位置和潜在积冰位置,其指数最大值可为100。
为了更加清楚的掌握飞机积冰可能出现的位置、高度以及航线,我们可以利用航线剖面图来分析,并在每条航线上设置积冰预报产品,显示积冰预报信息。
飞机垂直上升也是导致飞机积冰的因素之一,特别是当飞机从高度的上升运动转变为强度较弱的垂直运动时,飞机积冰概率是很高的。
飞机垂直上升导致飞机上的较冷雨滴增加,并在飞机垂直运行较弱以及环境温度较低情况下积冰悬浮。
将飞机垂直运行图与上诉参数进行结合,完善了飞机积冰指数剖面图,对飞机积冰判断提供了重要的依据。
3.3判断飞机颠簸产生原因及预报
3.3.1晴空环境下飞机颠簸的预报方法。
飞机颠簸产生概率运算公式为:Ri=(g/θ)(αθ/αz)/|αv/αz|2。
公式中(g/θ)(αθ/αz)表示气层大气的稳定度,|αv/αz|2表示大气垂直风速切变的平方值。
Ri表示气层大气处于垂直风速切变上升情况下,且大气稳定度较差时,飞机就会出现颠簸现象。
按照上述运算原理,气层之间产生的风速切变是存在极小值和极大值的,当气层风速切变处于极限值的时候,气层之间就会产生垂直翻转的情况,以降低垂直风速切变的数值。
当飞机处于急流周围时,如果飞机垂直风速切变值较大,飞机就可能出现晴空颠簸现象或者当接近低层位置存在大风且气层最低处出现不稳定情况时,其边界层也可能因为受热而出现飞机颠簸现象。
有关研究表明,运用预报公式计算出来的Ri值为5或者比5小一些,但是其极限值却低于1。
这是由于飞机颠簸出现在较小的范围内,且产生时间较短,导致NWP预报出来的数值不符合上述理论的极限值。
导致这种现象的原因主要有:NWP系统无法详细呈现出较社区域气象变化情况;一般情况下,NWP只能预报某个时刻区域气象的平均值,不能对及极限值进行预报;系统没有增加参数化方式,导致系统动力出现不稳定现象[3]。
3.3.2其余环境下飞机颠簸的预报方法。
当山脉的背风坡出现破碎时,会产生巨大的重力波,对飞机上升高度和下降高度造成很大的影响,特别是对位于山谷地区机场中的航空设备造成很大的破坏。
这种飞机颠簸情况发生于较为稳定的气层周围,从急流气层中的高速度气流一直延伸至山顶上,从而形成了较大的重力波。
但是现阶段的NWP系统无法准确的预报出重力波,但是可以为重力波提供判断的依据,并显示可能出现重力波的位置。
还有一种情况时,主要是发生在雷暴对流区域,因此可以通过预报雷暴对流来飞、判断飞机颠簸的区域。
4.我国的航空天气预报中WAFS数值产品的应用
在我国的航空天气预报中WAFS数值产品的应用最为广泛的是温度以及高空风的预告图。
WAFS数值产品能够适用于全球范围内,其垂直分层相对较多,并含有温度与高空风的预报图,航空公司金额以根据自身的实际情况,来制定任意那一个区域内的高空风/温度气象预报图,另外还可以制作对流顶层与急流轴的预报图。
WAFS数值产品资料在航站天气预报中主要用于制作需要层次内的湿度场、降水场、形势场、垂直速度、温度平流的预报图。
除此之外,还能够运用
温度与高空风的预告场来制作航线的剖面分析图。
将WAFS所提供的相对湿度以及温度格点资料来预测飞机的积冰指数,分析积冰指数最高的区域以及有可能出现积冰隐患的地点。