數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在航空氣象預(yù)報中的應(yīng)用

張鑫

(交通運輸部北海第一救助飛行隊,山東蓬萊 265600)

數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在航空氣象預(yù)報中的應(yīng)用

張鑫

(交通運輸部北海第一救助飛行隊,山東蓬萊 265600)

隨著科技的高速發(fā)展,計算機技術(shù)的普及和應(yīng)用,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和氣象觀測活動均發(fā)生了較大的變化,數(shù)值預(yù)報模式得到了很大程度上的優(yōu)化。數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在應(yīng)用的過程中,表現(xiàn)出越來越高的精確度。數(shù)值預(yù)報方式自身存在的特性,使得NWP數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品所能發(fā)揮的功效日漸增大。本文分析了格點材料的類別,解讀了格點材料在氣象預(yù)報中的應(yīng)用,闡述了WAFS數(shù)值產(chǎn)品的應(yīng)用。

數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品 航空氣象預(yù)報 應(yīng)用

當(dāng)代的數(shù)值預(yù)報對于民航事業(yè)的發(fā)展起到重要,因為在飛機航行的過程中,會遇到積冰、雷暴等引起的飛行阻礙的因素,對其進行準(zhǔn)確的預(yù)報,會對民航飛機的安全性起到重要的作用。隨著數(shù)值預(yù)報的方式發(fā)生變化,使得數(shù)值預(yù)報在對航空氣象進行預(yù)報的過程中發(fā)揮出更加重要的作用。

1 格點材料類別

航空氣象預(yù)報主要是根據(jù)航班的特殊要求來進行限定的,其主要內(nèi)容是:顛簸、云高、雷暴等能夠影響飛機飛行的各種氣象因素[1]。在我國,對航空氣象數(shù)據(jù)進行接收一般都是在氣象圖和傳真機的輔助之下進行的,對于預(yù)報人員來說,對于天氣狀況的分析只能通過猜測的形式[2]。但是上述情況是發(fā)生在傳統(tǒng)的背景下,對于現(xiàn)代而言,計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)使得這種情況發(fā)生了根本性的改變。氣象工作人員可以在有關(guān)技術(shù)的扶持下,獲得更多與氣象有關(guān)的數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)了對天氣的更加精準(zhǔn)的預(yù)測。對于我國而言,在WAFS中的NWP格點資料方面,都會控制在6h-36h的范圍之內(nèi),具體的分割單位為6h,具體為針對亞洲的150、250以及400等差異層級、風(fēng)場等因素組成的格點場展開預(yù)報,在流頂層和最高風(fēng)速層面的格點數(shù)據(jù)[3]。

2 格點材料在氣象預(yù)報中的應(yīng)用

2.1 對雷暴對流進行的預(yù)報

NWP系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中是實現(xiàn)動態(tài)發(fā)展的,其所具備的各種參數(shù)具備不斷變動的特性[4]。比如,在固定的時間段內(nèi),預(yù)報人員可以在固定氣壓條件下實現(xiàn)對水汽分布情況的判斷,然后根據(jù)情況可以繪制出相應(yīng)的地域分布圖。其實,針對水汽的分布進行的測算,其主要的目的是為了估算出水汽凝聚的快慢。其中,對與雷暴對流的形成起到較為關(guān)鍵的作用的是處于低層的水汽,可以通過各種預(yù)報手段實現(xiàn)對雷暴的時空坐標(biāo)的定位,也可以完成對雷暴產(chǎn)生的高度和強度的測算[5]。

2.2 積冰的預(yù)報

在民航航班進行中,積冰的出現(xiàn)意味著較為危險的信號,它會附著在飛機上,使飛機變得更加沉重,如果飛機的載重超過了其設(shè)計的極限,那就會造成較為嚴(yán)重的后果。此外,飛機的翅膀的流線是嚴(yán)格按照流體力學(xué)進行設(shè)計的,但是積冰的出現(xiàn)會導(dǎo)致其外表的線形發(fā)生改變,會使飛機在飛行的過程中出現(xiàn)上升或者沉降功能喪失的情況。積冰產(chǎn)生的影響因素主要是:雨滴尺寸以及周圍的溫度等。數(shù)據(jù)表明,當(dāng)飛機在0-14℃的范圍時,如果出現(xiàn)顆粒較大的雨滴,積冰的情況就很可能會發(fā)生。在WAFS的輔助下,根據(jù)測算出的相對濕度格點數(shù)據(jù),可視實現(xiàn)對積冰參數(shù)的測算。一般的運算公式是積冰參數(shù)=((RH-50)×2)×(T×(T+14/-49)[6]。在上述式子中,RH代表的是參照濕度,T則代表溫度。這個參數(shù)在數(shù)值上表現(xiàn)為正數(shù),數(shù)值最高限度可以達到100。在飛機進行飛行的過程中,對于積冰的信息掌握的更加清晰,就可以實現(xiàn)對安全系數(shù)更高的掌握,因此必須對積冰的空間位置進行定位,并針對航班信息進行積冰產(chǎn)品的安置,以使得積冰數(shù)據(jù)得到更好地展示[7]。

2.3 顛簸情況的預(yù)報

對于飛行過程中遇到的氣象問題進行預(yù)報的方法一般都是通過運算的形式進行的,而且得出的結(jié)果都是以概率的形式進行考慮的。飛機的顛簸概率為Ri=(g/θ)(αθ/αz)/|αv/αz|2。在上述式子中,(g/θ)(αθ/αz)代表的是大氣的安穩(wěn)程度,|αv/αz|2則是用來表示豎直方向的風(fēng)速二次方值。針對上式進行分析可知,當(dāng)天氣晴朗的時候,如果豎直方向的風(fēng)速值發(fā)生變大的情形時,就會導(dǎo)致飛機出現(xiàn)顛簸的狀況。當(dāng)飛機顛簸的空間較小,而持續(xù)時間不長,就會導(dǎo)致NWP的預(yù)報值與理論極限不符的狀況,這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因通常是NWP只能夠?qū)δ晨烫囟▍^(qū)域的天氣狀況平均值進行測算,無法實現(xiàn)對極限值的測算。此外,系統(tǒng)沒能添加參數(shù)化方法,致使其自身的運作動能不足。

3 WAFS數(shù)值產(chǎn)品的應(yīng)用

WAFS在我國應(yīng)用最廣的方面是溫度以及高空風(fēng)方面的預(yù)報。它可以在全世界范圍內(nèi)實現(xiàn)應(yīng)用,民航公司可以根據(jù)自身的需要而測繪出任意區(qū)域的預(yù)報圖。當(dāng)然它還被應(yīng)用在對流層與急流軸方面的預(yù)告圖。在航站中它也有著廣泛的應(yīng)用,可以用來測繪形勢場、溫度平流等方面的預(yù)告圖。還可以參照溫度和高處風(fēng)速等參數(shù)測繪航線的剖析圖。

4 結(jié)語

伴隨著社會的發(fā)展,計算機網(wǎng)路技術(shù)隨之出現(xiàn)了巨大的進步,其在航空氣象領(lǐng)域的應(yīng)用使得航空氣象預(yù)報發(fā)生了較大的變化,數(shù)值預(yù)報的方式也發(fā)生了較為重大的變化。為了適應(yīng)現(xiàn)實狀況的變化,數(shù)值預(yù)報的模式正朝著更加精準(zhǔn)的方向發(fā)展。本文分析了格點材料的類別,解讀了格點材料在氣象預(yù)報中的應(yīng)用,闡述了WAFS數(shù)值產(chǎn)品的應(yīng)用。

[1]溫興平,賈朝陽,楊曉峰,李月蓮,申建華.日本氣象廳(JMA)數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用[J].山西氣象,2003(02):112-113.

[2]張莉,薛梅.數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在阿克蘇一次降水強度預(yù)報中的應(yīng)用[J].新疆氣象,2005(S1):114-117.

[3]譚健,黃紅.數(shù)值預(yù)報環(huán)流形勢場在一次強降水天氣過程中的應(yīng)用[J].貴州氣象,2003(01):115-116.

[4]孫忠欣,侯淑梅.數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在山東“4·18”暴雨預(yù)報中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(上半月刊),2009(05):116-118.

[5]王艷蘭.數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品和衛(wèi)星云圖在“98.6”暴雨過程中的應(yīng)用[J].廣西氣象.2002(01):156-159.

[6]寗春蓉,馮漢中.基于卡爾曼濾波方法的MOS與PP法在德陽溫度預(yù)報中的效果評價[J].四川氣象,2005(03):169-170.

[7]段修榮.Ecmwf數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品變量的計算和應(yīng)用[J].四川氣象,2003(03):165-168.