机场预报技术探讨

航空

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航空

目录
一、目的意义.............................................................................................................................1
二、研讨内容.............................................................................................................................1
（一） 航空气象预报的特点...........................................................................................1
（二） 要素预报的着眼点...............................................................................................1
（三） 改善TAF 质量的着眼点......................................................................................2
1. 提高准确率（内容）…………………………………………………………2
1.1 机场预报的NWP 释用……………………………….………………2
1.2 统计方法的应用…………………………………………….………...4
1.2.1 AWOS 数据的应用……………………………………….……4
1.2.2 风、雨、雷暴、云、能见度等航空气象要素的预报…….…5
1.2.3 介绍国外TAF 客观指导预报的一些产品或方法……………6
1.3 多种先进探测资料的应用…………………………………………....6
2. 减少语法错误（形式）………………………………………………………8
3. 增强易用性（性能）…………………………………………………………8
4. 加强用户需求调研（联系）…………………………………………………8
5. 更多的思考……………………………………………………………………9
（四）民航气象预报的发展前景、发展思路...............................................................9
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机场预报技术探讨
王峰云
一、目的意义
目的：旨在从基层台站做起，把握航空气象预报服务的根本要求，深入研究航空气象预报
技术，从大处着眼、小处入手，扎实工作，推动民航气象业务技术水平的全面提高。
意义：领会国务院、民航总局、空管局各级文件精神，以民航气象“十一五”规划为指导，
认清大好形势，把握发展机遇，发扬钻研精神，履行职业使命，推动民航气象三级运行体系
在各级别、多层面上有序发展。
二、研讨内容
（一） 航空气象预报的特点
 形势预报和要素预报，定点、定时、定量的精细化预报。
 临近预报为主，向短时、短期预报延伸，航空用户正在提出更长期的预报服务需求
——2~3 天甚至更长。
临近预报短时预报短期预报中期预报
0-3hr 3-12hr 24-48hr 2-15 天
 航空气象观测和机场预报：要素值其实是分等级的，这是航空运行对气象条件提出
的要求。如：VIS 500-800-5000，云高30-60-150-300……
 一份好的TAF，准确地预报出气象要素值在不同的时段处于哪个等级，签派、管制、
机场运行等据此作出相应的决定，或确保安全运行，或进一步提高生产效率。优质
气象服务已成为推动航空运输发展不可或缺的因子。
（二） 要素预报的着眼点
提高要素预报水平，应主要做好四件事：
1. 发展数值预报业务。
逐步建立不同尺度的数值预报模式，并发展全球——有限区域——航站区域的动力统计
和集合预报业务。
2. 做好数值预报产品解释应用工作。
数值预报产品为天气预报提供了一个好的基础，但是气象要素预报准确率尚不高，必须
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经过订正和解释应用后才能用于预报指导。
目前，温度预报已达到可用水平，降水、风、云等产品也可供预报员参考；另外，对于
雾、雷雨、大风等灾害性天气的释用产品也为预报员提供参考。
3. 发挥预报员的主观能动性，总结经验，体现地域、季节性差异，做好航空气象要素预报。
将预报员所积累的数值预报产品订正、本地天气特点等方面的经验进行条理化、定量化，
尤其对灾害性天气的预报，从中提炼出一些预报模型或指标，用于日常天气预报工作，能有
效提高灾害性天气的预报水平。
4. 加强天气监测，提高多种气象资料的综合应用能力，做好航空危险天气的落区和强度预
报，为空管、航空公司等用户的运行决策做好咨询参考。
（三） 改善TAF 质量的着眼点
改善TAF 的质量，提升TAF 在航空气象服务中的应用价值，应着重从以下几方面入手：
 提高准确率（内容）
 减少语法错误（形式）
 增强易用性（性能）
 加强用户需求调研（联系）
机场预报的NWP 释用
统计方法的应用
多种先进探测资料的应用
1. 提高准确率（内容）
预报的准确性是其存在的立身之本，其重要性毋庸置疑。关于提高预报准确率，我们的
努力方向：
 TAF 客观指导产品及应用软件开发；
 开展气候统计分析业务，总结经验，分析各地因气候、地理条件、季节乃至日变化
等原因对TAF 要素产生的影响，可选入气候统计的资料包括：METARs、RVR、天
气形势、其他探测资料；
 多种气象资料的集成显示平台。可实现地面风/温等要素的时间序列剖面、低层风/
温垂直廓线、灾害性天气系统告警、多时次常规天气图表/ NWP 指导产品/雷达/卫
星资料动画检索等功能，实现颜色分级、阈值设定、自动告警等功能；
 建立更为合理的预报评估检验体系，加强质量管理，更有力地指导、约束TAF 的发
布；
 加强中尺度气象知识、数值预报统计释用、临近预报等技术培训；
 树学习风气，加强业务小结与交流，组织及改革新。
1.1 机场预报的NWP 释用
限于模式的分辨率，目前业务运行的NWP 模式对造成某些强对流天气的小尺度系统尚
无法预测，但是，对其它一些对航空飞行的环境造成影响的天气现象，或导致某种天气现象
的天气形势可直接进行预测。这些天气现象包括：气旋尺度锋面系统、昼夜强迫性对流、大
尺度地形波、以及其他许多天气现象。
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较常用NWP 物理量场图例：
在WMO 技术手册№195——《数值预报产品在航空气象中的统计释用》中，曾介绍了
昼夜强迫性对流的几种预报参数，现列举两个非常有用的诊断工具及其图例：
 水汽通量散度——该物理量是以水汽为权重的速度辐合与水汽平流的综合体现，该
参数为测定低层水汽积聚的速率提供了一种测量方法，这种低层水汽的积聚为风暴
对流提供水汽输送；
 从850hPa 上升到250hPa 的上升气块与环境的温差（⊿T）——以此测定气块在该层
次上所受的浮力。与Si 指数类似，可用于估测雷暴可能达到的高度（气块单元所受
浮力=0 的高度）及强度（气块单元穿越对流层顶时所受的阻力）。
500hPa高度、涡度叠加700hPa垂直速度、降水量叠加1000~500hPa厚度、地面气压叠加
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从NWP 释用技术来讲，通常可以分为：天气学释用、统计释用和动力释用三类。
目前，民航气象现有的NWP 释用技术还主要是针对天气形势或重要天气现象的预报指
导，属天气学释用范畴，直接针对气象要素的统计释用技术水平还有待提高，动力释用技术
的应用相对较少。
1.2 统计方法的应用
建议各地区开展一些统计工作，可引入或参考的方法：MOS 方法，多元判别分析，分
类回归，卡尔曼滤波，专家系统，神经元网络，集合预报……
“统计原理是简化客观计算的基本规则”。统计方法的目的，就是把重要天气要素与其
他容易预报的气象变量之间的关系进行量化。
统计预报的基本步骤：
 确定预报对象（天气要素）；
 准备资料样本，选择计算方法和统计方法；
 建立统计关系；
 用独立样本检验统计方程的性能；
 检验。若检验结果理想，将方程引入业务应用；
 后处理措施。
1.2.1 AWOS 数据的应用
在我们的实际业务中，利用AWOS 数据制作时间曲线图，是对要素变化与当地天气过
程相关性的上佳、简易的统计办法。2006 年4 月12 日，上海，一次较强冷空气过境的AWOS
数据时间序列图：
850hPa与250hPa
散度差
及其昼夜差异
500、700、850hPa水汽通量散度
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1.2.2 风、雨、雷暴、云、能见度等航空气象要素的预报
 云高、能见度：
通常，云高和能见度的预报根据航空飞行气象条件的分类划分为不同等级，如：LIFR
或IFR，MVFR，VFR，或一、二、三类运行标准等。但云高、能见度的预报要求，往往超
出了当前模式分辨率所能达到的精度。
 风：
地面风向风速特别是大风和风的阵性变化，对飞机的起飞着陆有着严重的影响。但是，
局地地形和热力作用对风的影响很大，而它们的尺度小，现有的NWP 业务模式难以描述，
用统计方法则能有效地将局地风场特点和大尺度数值预报模式产品相结合，因此，有必要对
风的NWP DMO 产品进行统计处理。
 降水（降水类型、降水量）：
不同的降水类型对飞行的影响各不相同，在航空应用中，非常注重降水类型（是否阵性
降水，或液态/固态/冻雨？）的预报。
作为一个预报变量，降水类型是非量化的，而是按类别来表示的。尤其是冻雨，作为一
种较少出现而又极为重要的天气现象，给模式预报出了一道难题——应用统计释用方法解
决。
2米、10米风向
2米、10米风速
QNH QFE
0
90
180
270
360
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RVR RVR-RAW
RH
70
75
80
85
90
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1:15:00
2:30:00
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 雷暴：
由于测站密度不够，不足以对雷暴这样中小
尺度且空间分布不连续的天气现象进行描述，因
此，很少用统计方法做雷暴预报。
目前，雷暴预报通行的预报方法是：
 NWP 产品的动力释用；
 雷达、卫星、闪电资料的综合应用；
 形势预报与季节气候因素的结合
 ……
1.2.3 介绍国外TAF 客观指导预报的一些产品或方法：
 加拿大：TAFTOOLS，UMOS
 美国：MOS，NCV（云和能见度）
 ……
1.3 多种先进探测资料的应用
随着探测手段的增加，以及可获取资料的日益丰富，应大力提升多种先进探测资料的综
合应用能力。
一些图例：
龙卷、台风外围强对流线、冷锋过境的雷达图例：
一次飑线过程的卫星、雷达图像
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多普勒风场反演技术：
 提高雷达、卫星、GPS MET、风廓线仪等先进探测手段以及自动站、AWOS 数据的
运用技能；
 加强典型天气系统的概念模型的建立；
 熟悉典型天气系统、天气过程带来天气要素的变化；
一次龙卷过程的雷达回波图冷锋临近雷达速度图
UW 技术反演风场VAD 反演
台风外围对流线的雷达回波图冷锋过境雷达速度图
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2. 减少语法错误（形式）
通过设计预报编发软件（内设自动纠错功
能）、加强相互检查等手段，确保报文格式规范，
拼写准确，杜绝格式错误，避免给用户造成困扰。
几个示例：
FM0100Z 35015KT 1SM -SN VV007
TEMPO 0106 OVC015
TEMPO 组遗漏了“ P6SM –SN” 或“NSW”
VRB20G30KT 2SM -TSRA BKN040 无CB 云组
3. 增强易用性（性能）
即使TAF 精准、语法正确、格式无误，还存在用户解读以及实现气象预报辅助决策的
问题。目前，TAF 的易用性越来越受到各类航空气象用户如航空公司签派等的关注。
 一份好的TAF，应该准确、清晰、简明、易用。
 示例：
081719Z 081818 34010KT P6SM FEW040 BKN070
TEMPO 1822 BKN040
FM2200Z 32010KT P6SM BKN040
TEMPO 2204 SCT040
FM0400Z 32010KT P6SM SCT040 BKN100 OVC220
??
081719Z 081818 33010KT P6SM SCT040 BKN080
TEMPO 1804 BKN040 BKN080
! !
要提高TAF 的易用性、可用性，需要转变观念，改变编发报习惯，以用户为本，提升
服务品质。建议措施如下：
 尽量减少TEMPO 的使用，并缩短短时时段；
——《关于重申加强机场天气预报和服务工作的通知》[2005]1937 号
 在使用诸如BECMG、FM、TL、TEMPO 等转变项时，要素的变化应该是有重大变
化的，并结合本机场运行标准一并考虑，避免不必要的转变组；
 ……
4. 加强用户需求调研（联系）
 便于预报员掌握第一手资料、反馈意见；
 帮助预报员了解用户需求，建立“用户为本”的工作习惯，使预报产品和服务真正
符合用户的需求和使用习惯，在他们的安全、经营生产中真正体现预报的价值。
具体方式：
 在日常工作中，建立预报员与服务对象的直接联系；
 组织业务人员的互访交流，帮助预报员了解空管、签派人员对TAFs 的应用水平、
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使用习惯等，帮助气象用户了解气象预报的局限性。
5. 更多的思考
 除了TAF 本身，还应对恶劣天气影响本机场需要发布机场警报、风切变警报以及其
他根据协议提供的警报服务的天气过程、天气要素进行讨论；
 对相关的气象服务的理念，以及相应的服务手段、措施进行讨论，结合各地区、各
机场的特点，结合用户越来越细致的业务需求，设计更有效、更优质的预报产品和
服务手段；
（四） 民航气象预报的发展前景、发展思路
1. 民航气象“十一五”发展规划中的重点工程建设：
 数值预报系统
 区域预警预报系统
 航站天气预警预报系统
 先进的航空气象探测系统建设
 卫星、雷达资料及其他共享资料中国气象局的引入和共享应用平台的建设
 多项民航气象服务技术的研究与应用
2. 发展思路、发展前景描述：
 以《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》精神为指导，以民航总局在“新一代民
用航空运输系统”建设中“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”为目标，发展民航气象事业，完成我们的职业使命。
 在今年的民航气象工作会议上，各与会代表一致认为，在“十一五”规划期，民航气象系
统面临前所未有的发展形势，全系统应抓住机遇，乘势而上，站在新的历史起点上，推
进民航气象的飞跃发展。
 未来的预报工作的方向应该是：以科技发展为先导，以预报业务为基础，拓展服务手段，
提升服务品质，创造更高效益，争取到2010 年，使中国航空气象预报接近或达到英美
等国20 世纪末、21 世纪初的水平。
本次研讨的议题不可能面面俱到，希望以此为契机，各单位发掘潜能，总结经验，研究
技术，为民航气象业务技术水平的提高、为“十一五”规划中各项工程、项目的实施奠定扎实
基础。

天上星

学习学习学习

zhihongyee

学习学习。。。。

YUNCHENGKG

好好学习，做好方案