關于提高中小機場極端天氣預報預警能力的思考

摘 要：氣象預報預警的準確性和及時性會對航班的正常運行、航班安全及航班正點率產生影響，而雷暴大風、強降雨、冰雹、臺風、大霧、冰雪等極端天氣都會影響航班安全運行，通過及時發布氣象預報預警信息，機組和地面保障部門可以及時采取措施，確保航空器、地面設施設備及人員安全，提高極端天氣下的運行效率。分析了氣象預報預警工作存在的不足和困難，從提高極端天氣預報準確率、提升極端天氣預警及時性、提升航空氣象情報的準確性三個方面深入研究了提高中小機場極端天氣預報預警能力的策略，旨在進一步提高民航氣象工作質量。

關鍵詞：極端天氣；天氣監測；預報預警；氣象服務保障

中圖分類號：P45 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）11–0-03

極端天氣氣候（以下簡稱極端天氣）是指在特定時間、特定地點發生的超越常態的小概率氣象現象，通常具有突發性強、不確定性大、疊加性強、破壞性大等特點。2023年，國家氣候中心發布了對全國氣候年景的判斷，預告了極端天氣將繼續頻繁出現，氣候變暖仍在持續。

2021年10月1日，大連機場突遇極端冰雹天氣，時長約23 min，有8家航空公司共41架航空器受損，導致部分航班延誤、取消。2023年7月，北京受臺風“杜蘇芮”影響，全區累計平均降雨達到471.1 mm，最大降雨點位達723 mm的雨量，對航班正常運行帶來極大影響[1]。因此，如何提高氣象極端天氣預報預警能力，減少天氣原因造成的航班異常，越發成為中小機場民航氣象的工作重點。立足中小機場氣象專業的角度，分析預報預警工作存在的不足和困難，并提出相關建議。

1 氣象預報預警工作存在的不足和困難

第一，中小機場存在人力資源相對匱乏、專業技術人員業務水平參差不齊的現象，且聯動會商機制不完善。在此背景下，機場氣象預報預警工作更多依賴于預報員自身經驗積累，預報預警能力和氣象服務保障水平不足以應對極端天氣，具有不平衡和波動性大的特點。此外，中小機場的聯動會商機制不完善。由于資源和技術的限制，中小機場往往無法建立起高效、穩定的聯動機制。這使得氣象預報工作在應對極端天氣時，顯得尤為脆弱和被動。

第二，中小型機場在設施設備方面存在一定的落后性，探測手段相對單一，導致在獲取氣象原始數據時需要依賴于本場的多種儀器及地方氣象臺的數據，尤其是在獲取雷達產品探測到的關鍵氣象信息時，對地方氣象臺的設備依賴性尤為明顯。一旦地方氣象臺的設備出現故障或關停，這些中小型機場就會失去探測強對流天氣的重要工具，從而影響到機場的運行安全和效率。此外，本場的探測設備使用年限較長，設備老化問題較為嚴重，故障率相對較高。這在實際使用過程中不僅會消耗大量的時間成本，還對預報員的預報工作質量造成不利影響。預報員在面對老舊設備時，需要投入更多的時間和精力進行維護和修理，這增加了他們的工作負擔，同時也會影響預報信息的準確性和及時性。

第三，中小機場在氣象數據的融合方面存在明顯不足，預報預警發布平臺的技術水平相對落后。目前，

這些機場主要依賴于人工編輯和發布預警預報信息，隨后通過電話、網絡等方式將這些信息傳遞給服務用戶。隨著對預警信息及時性、準確性的要求日益提高，這種工作模式效率已經難以滿足實際運營需求，難以保證氣象服務的整體質量，效率低下且容易出現信息傳遞的延誤或錯誤，進而影響飛行安全和機場運營的效率。因此，中小機場迫切需要升級其氣象數據處理和預警發布系統，以實現更加自動化、智能化的信息處理和發布流程，確保能夠快速、準確地向相關用戶提供關鍵的氣象信息，從而提升整個機場的運行效率和服務水平。

2 提高氣象預報預警能力的策略

要想全面提高中小機場極端天氣預報預警服務能力，關鍵在于豐富探測手段提高預報準確率、完善預警平臺提高預警提前量。從提高極端天氣預報準確率、提升極端天氣預警及時性和民航氣象情報的準確性三個方面進行論述。

2.1 提高極端天氣預報準確率

2.1.1 建立針對極端天氣的總結及識別機制

極端天氣受季節和地域的影響具有突發性和不確定性。機場氣象臺可結合本地區地形特點和氣候特征，對歷史上出現過的極端天氣事件進行案例搜集和總結，梳理出本地區可能出現的典型極端天氣。研究極端天氣的特點和成因、天氣背景、主要天氣形勢、各種物理量場的特征等，進行極端天氣復盤，設定各類極端天氣的預報指標編制《極端天氣下預報指標參考手冊》，針對易發、多發的極端天氣，理清預報思路，為預報預警提供重要參考。

2.1.2 升級雷達產品，加強對極端天氣的監測

進一步強化與地方氣象臺的交流與合作，充分發揮中國新一代天氣雷達（CINRAD）在極端天氣監測中的作用。當前，多普勒天氣雷達是雷暴和強對流天氣探測和臨近預警的主要工具，對極端天氣具有較好的監測作用[2]。它通過發射一系列脈沖電磁波，利用云、霧、雨、雪等降水粒子對電磁波的散射和吸收，探測降水的空間分布和鉛直結構，并以此為警戒跟蹤降水系統，可探測雷達站周圍幾百公里范圍內的天氣系統。但其也有一定的局限性，強降水，尤其是強冰雹對C波段雷達波束會有明顯衰減，對于強冰雹，在距離雷達20 km范圍內判斷較為困難。

而新一代天氣雷達帶有雙偏振功能，其主要目標有以下兩個：（1）提高降水估測精度；（2）識別降水系統內水凝物粒子的種類和相態，尤其是提高冰雹識別的準確率。因此，機場需要加強與地方氣象部門的合作，在各機場探測資料同化的前提下，使各業務平臺能有效融合民航機場氣象探測數據和地方氣象部門氣象站點數據，升級雷達產品，完成新產品的互通共用。

2.1.3 加強相關探測手段和相應資料在極端天氣中的應用

除（多普勒）天氣雷達外，常規高空（圖1）和地面觀測（含區域自動氣象站）資料、實時氣象衛星云圖、

風廓線雷達、閃電定位儀（圖2）、AMDAR（Aircraft Mete-

orological Data Acquisition Relay）系統、數值預報產品、探空資料等也是探測極端天氣的重要手段。中小機場氣象臺應不斷完善相關探測設備，推進智能探測設備建設，提高機場終端區對對流天氣、風切變、湍流等天氣的探測能力，對主要航路提供全方位的氣象監測與預警，形成綜合立體氣象探測體系。并熟知不同極端天氣的指標特征，充分利用這些探測資料加強臨近監測工作，為提高氣象服務質量提供技術支持。例如，雷達反射率因子結合探空資料可對雷電的發生進行較好的臨近預報，若觀測到40 dBz的雷達回波高度≥環境溫度-10 ℃所在的高度，則可對云地閃發布預警。通過加強對探測設備的應用和對各種資料的分析，研究復雜天氣機理和預報技術，對可能產生的極端天氣做好定點、定時和定性的預判，提升極端天氣預報的準確性。

2.1.4 完善復雜天氣的協同會商機制

第一，充分發揮氣象臺每日例行天氣會商機制的作用。機場氣象臺在每日天氣會商時，需要對前一日預報質量及重要天氣過程進行復盤，判斷昨日預報結論的準確性和預警信息發布的及時性。通過分析歷史數據，修正今日預報思路，為提升當日預報的準確性奠定基礎。

第二，完善與氣象局和周邊氣象臺的協同會商機制。通過對常規地面圖和高空圖的分析，了解本地區大范圍的天氣形勢，知悉近日有無重要天氣過程影響并判斷其強弱。當預計有影響區域的復雜天氣時，及時啟動與氣象局和周邊氣象臺的協同會商機制，對重要天氣的種類、強度、影響范圍進行進一步分析和研判，提升復雜天氣和極端天氣區域預報結論的準確性和一致性。

第三，落實中小機場片區天氣會商機制。當中小機場片區預計或已經出現雷雨、暴雨、大霧、暴雪等極端天氣時，及時與空管氣象臺開展天氣會商，空管氣象臺協助中小機場研判片區天氣形勢，提高屬地化機場極端天氣下分類監測和預報預警能力。

2.2 提升極端天氣預警及時性

2.2.1 完善預警發布產品，提升預警及時性

極端天氣的發生與發展一般伴有大的天氣環流系統，針對天氣系統要提早進行定性、定點、定量的預判。目前，數值模式預報發展基本穩定，根據數值預報產品，判斷出大環流天氣系統對本場的影響，發布未來3～5 d的短期預報產品（如未來重要天氣提示），提示各氣象用戶關注重要天氣過程的影響[3]。在此基礎上持續跟蹤天氣演變情況，進行預報結論“一日一訂正”，發布未來2 d重要天氣專項預報產品，細化極端天氣的影響時間與范圍，提醒氣象用戶做好應急保障措施，為氣象用戶作出決策提供重要依據。在極端天氣臨近時，及時發布機場天氣警報，實現極端天氣短期（未來3～5 d）、短時（未來2 d）、臨近（未來幾小時）預報預警，提升機場極端天氣預警的及時性，實現航空氣象預報預警的精準化、定量化。

2.2.2 建立一體化服務平臺，提高預警覆蓋率

機場氣象臺可結合不同用戶（航空公司、地面保障部門、運行決策部門）的需求，建立一體化氣象預警服務平臺，結合手機終端、業務網絡、電話或微信群、對講機等手段，通過一體化平臺更新預報預警產品，為用戶傳遞預報預警信息，向用戶提供具有針對性、個性化的氣象服務，在空間上實現全覆蓋，確保各氣象用戶均能通過有效的方式及時收到預警信息，進而實現氣象信息和航空決策系統全面融合，實現氣象信息服務一體化。機場氣象臺還可以為管制部門提供面對面的天氣講解服務，重點就復雜天氣對機場重點區域及起飛爬升區域的影響進行詳細的講解，使用戶及時了解極端天氣信息，讓機場極端天氣預警更及時、更易懂，實現預警從“發得出”到“用得上”的轉型升級，最大限度地降低極端天氣的運行

風險。

2.3 提升航空氣象情報的準確性

航空氣象情報是各航空公司及氣象用戶獲取機場氣象信息的有效途徑，因而氣象情報的準確性對航空用戶的決策的影響較大（圖3）。航空氣象情報包括機場例行天氣報告（METAR）、機場特殊天氣報告（SPECI）、航空器觀測報告、機場預報（TAF）、著陸預報、起飛預報、區域預報、航路重要氣象情報（SIGMET、AIRMET）、火山重要氣象情報（SIGMET FOR VA）等。

而中小機場發布的航空氣象情報一般有機場例行天氣報告（METAR）、機場特殊天氣報告（SPECI）、機場預報（TAF）和著陸預報。

機場天氣報告是由持有民航氣象觀測執照的觀測人員在地面用儀器或目力對大氣狀態進行系統、連續的觀察和測定，包括地面風、云、能見度、露點溫度、氣壓等數據，并形成報告，發布頻率為1 h/次。氣象觀測員在遇到極端天氣時，應增加觀測次數，研判天氣狀況，可按標準不定期發布特殊天氣報告，為航空氣象用戶提供真實、準確的氣象實況數據。

圖3 "航空氣象情報

機場預報是指機場區域內的天氣預報，每3 h或6 h發布1次未來9 h或24 h本地區可能出現的天氣狀況，內容為機場的云層高度、能見度、風向、風速、降水等氣象要素在未來9 h或24 h內的變化。航空氣象用戶根據各機場發布的氣象情報對航班進行調整，減少因極端天氣造成航班備降等異常情況。氣象預報員面對復雜天氣時應按要求編發報文變化和2 h著陸預報，并細化預報時段，使復雜天氣的預報更加精細化。當發現預報結論有誤時，應及時修訂預報報文，在精細化的基礎上提高預報報文的準確率。此外，還應做好對氣象報文質量的控制、對發布情況的監控工作，減少錯報、遲報、漏報的發生，從氣象情報的編發、傳遞、報文的內容、報文的監控等方面層層把關，確保及時、準確地發布各類航空氣象情報，提升航空氣象情報的準確性，為航空公司和氣象用戶提供更精準、可靠、直觀的氣象信息支持，為航空安全運行更好地發揮氣象服務支撐作用。

3 結束語

在極端天氣頻發的背景下，中小機場需要加強對極端天氣的識別，不斷完善氣象探測體系和設備，并充分分析各類探測資料以提高極端天氣監測和預警能力，完善協同聯動會商機制等，提高對極端天氣的預報水平。通過完善預警發布產品、建立一體化服務平臺，提升機場預警的及時性和覆蓋率，實現更準確的預報和更及時的預警，滿足氣象預報預警精準化、定量化需求，提升航空氣象情報的準確性，最大限度地減輕極端天氣對民航安全運行的影響。

參考文獻

[1] 喬瑋紅.增強民航氣象極端天氣預測預警服務能力的思考[J].民航管理，2023（5）：65-67.

[2] 雷洋.機場復雜天氣預報預警系統的開發與實現[J].物聯網技術，2019，9（8）：78-79.

[3] 拓硯軍.關于提高天氣預報準確率的思考及建議[J].農家參謀，2019（16）：160，192.