數值預報產品在航空氣象預報中的應用

叢培玉

摘要：為了更好的分析數值預報產品中的圖形產品、格子點資料在我國航空氣象預報中的應用效果和優勢，需要我國氣象部門有效整合多種航空氣象資料。重點加強飛行中遇到顛簸、積冰、雷暴等惡劣天氣問題的研究，在此基礎上積極開發先進、多樣的預報產品，以此提高氣象預報的精準性，有效滿足航空部門的費用需求，提高氣象服務效率。

關鍵詞：數值預報產品;航空氣象預報;應用

引言：

數值預報產品是在航空氣象預報工作中常用的一種實踐方法，其主要包括質量控制、氣象預報模式選擇、思維同化、資料收集、統計解釋、動力診斷，根據以上步驟對航空氣象中天氣形勢、天氣要素的數值變化情況進行預報。科學技術和信息技術的發展，大大提高了航空氣象觀測技術和預報技術，也促使氣象數值預報準確率得到了提高。為了更好的應用數值預報產品還需要相關部門注重數值預報模式的應用特點，以此有效為航空天氣預報服務。

一、格點資料的特點

航空天氣預報工作主要根據飛機的飛行需求來開展的，航空天氣預報對象主要是：顛簸、積冰、風切、云高、雷暴、能見度等氣象要素。當前，我國航空天氣預報主要通過傳真機獲取氣象中心發布的信息，以此形成氣象圖，天氣預報員一般只能了解氣象的時間、物理量、空間等變化情況。隨著信息技術的發展，通信技術和智能技術越來越成熟，為了促使天氣預報員們獲取更好的數值產品，有效制作天氣預報，需要值班預報員借用網絡技術和智能技術制作更豐富的數值天氣預報產品。當前我國采用的數值預報產品格點資料具有一定的時間限制，一般需要在限制時間內對亞洲區域不同的風場、溫度等格點場進行預報，并獲取對流層、風速層高度內相關格點資料。不同hpa垂速度和相對濕度的格點資料。

二、格點資料在航空氣象預報中的應用

（一）根據雷暴對流產生的原因進行預報

數值預報系統在運行中參數會發生變化，比如，在預報時間段固定時，就可以計算出一定hpa條件下的水氣運動散度，由此設計詳細的地形圖紙。此外水汽水運動散度計算可以精準的測量低層水汽聚集凝結速度，底層水汽的聚集凝結速度對雷暴對流會產生一定的影響，對此通過此計算也可以直接分析雷暴發生的時間和地點。又比如，當一定hpa值變化時，環境中的氣塊溫差會上升，此時可以直接獲取該低層的上升氣塊所承受的浮力，以此準確判斷雷暴高度和強度，一般雷暴對流判斷主要有兩方面：第一，低層出現溫度差或者水汽層出現垂直變化時，可以直接獲取白天雷暴對流穩定度較差;第二，當海陸出現溫度差時，海陸風會對白天低層水汽變化情況產生影響，促使雷暴對流的出現。總之，可以根據氣流上升氣塊的浮力直接判斷雷暴對流的情況，便于人們了解雷暴對流發生的高度。

（二）判斷飛機積冰產生的原因進行預報

積冰會對飛機飛行造成一定的影響，飛機出現積冰時，一方面會促使飛機重量增加，導致飛機承重力超標，另一方面，會影響飛機機翼流體，導致飛機上升能力或者下降能力產生影響，不利于飛機穩定飛行。飛機產生積冰的原因主要有：雨滴大小、氣流情況、溫度和濕度，相關研究發現，當飛機在0°或者零下14°左右飛行時，飛機遇到較大的雨滴發生積冰的概率較高，尤其是零下5°到零下9°之間，概率更高。根據數值預報產品檢測出的濕度格點和其他預報信息可以直接得出飛機積冰的指數，并根據計算公式可以直接得出積冰的位置和時間。

（三）判斷飛機顛簸產生的原因進行預報

第一，晴朗天氣下飛機顛簸的預報。根據飛機顛簸發生的概率來計算，從計算結果可以看出當大氣存在穩定差時，飛機會出現顛簸問題，根據上述計算公式可以發現氣層之間風速切換時會存在極小值和極大值，當風速切換到極大值時，氣層會出現垂直翻轉的情況，則此時需要降低垂直風速切換速度。當飛機處于位于急流層時，飛機垂直風速切換變值會增大，則此時飛機也會出現晴空顛簸的問題，則飛機飛到低層或者氣層低處產生不穩定情況時，飛機處于邊界層時也會因為受熱不均勻而出現顛簸問題。據調查分析，根據預報方式計算方法來看，極限值過低時，主要是飛機顛簸時產生的時間短，數值預報產品預測結果不符合極限值要求，對此就需要分析該現象的原因。該原因主要是因為數值預報系統無法精準的檢測出區域內的氣象變化情況，其只能簡單的預測某個特定地域的氣象數值，無法預測到極限值。第二，其他天氣下飛機顛簸的預報。如果山脈的背風坡破損，則會出現重力波，此時會影響飛機上升高度和下降高度，尤其是會對山谷機場相關航空設備產生影響，該情況主要出現在穩定的氣層內。當急流氣層中的高度蘇氣流擴散到上層時，促使重力波產生，當前用到的數值預報系統無法精準的檢測出重力波，但是可以檢測出重力波發生的位置。另外，也可以在雷暴出現的對流區內通過數值預報系統來判斷飛機出現顛簸的位置。

三、數值預報產品在航空氣象預報中的應用

當前，我國航空天氣預報中主要將數值預報產品應用在高空溫度或者高空風力的測試中，通過生成預報圖來進行檢測，數值預報產品實用范圍廣，尤其是在垂直分層圖中。在預測的過程中，航空公司需要根據自身的實際能力選定某一個區域制定高空風力和溫度氣象預報圖，并制定對流頂層和急流軸預報圖。航空公司采用數值產品依據獲取航空天氣預報制作關于各層級內的濕度場、降水場、形勢場、垂直速度、溫度平流預報圖，此外也可以根據高空溫度和風度的預告場制作航線平面剖析圖。以此利用數值預報產品獲取的濕度和溫度格點資料來判斷飛機的積冰指數，以此直接判斷出積冰指數最高的地區內可能會發生積冰天氣的精準地點。

四、結束語

總之，數值預報作為一種先進的氣象預報模式，在我國航空氣象預報中發揮著較大的優勢，為了更好的運用數值預報產品，精準、有效的檢測出影響飛機飛行的氣象因素，需要相關人員科學利用數值預報系統有效分析雷暴對流、飛機積冰、飛機顛簸原因，通過格點信息資料有效預報，以此避免飛機遇到各種意外情況。

參考文獻

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