数值预报产品在航空气象预报中的应用

张鑫

(交通运输部北海第一救助飞行队,山东蓬莱 265600)

数值预报产品在航空气象预报中的应用

张鑫

(交通运输部北海第一救助飞行队,山东蓬莱 265600)

随着科技的高速发展,计算机技术的普及和应用,互联网技术和气象观测活动均发生了较大的变化,数值预报模式得到了很大程度上的优化。数值预报产品在应用的过程中,表现出越来越高的精确度。数值预报方式自身存在的特性,使得NWP数值预报产品所能发挥的功效日渐增大。本文分析了格点材料的类别,解读了格点材料在气象预报中的应用,阐述了WAFS数值产品的应用。

数值预报产品 航空气象预报 应用

当代的数值预报对于民航事业的发展起到重要,因为在飞机航行的过程中,会遇到积冰、雷暴等引起的飞行阻碍的因素,对其进行准确的预报,会对民航飞机的安全性起到重要的作用。随着数值预报的方式发生变化,使得数值预报在对航空气象进行预报的过程中发挥出更加重要的作用。

1 格点材料类别

航空气象预报主要是根据航班的特殊要求来进行限定的,其主要内容是:颠簸、云高、雷暴等能够影响飞机飞行的各种气象因素[1]。在我国,对航空气象数据进行接收一般都是在气象图和传真机的辅助之下进行的,对于预报人员来说,对于天气状况的分析只能通过猜测的形式[2]。但是上述情况是发生在传统的背景下,对于现代而言,计算机和网络技术的发展,已经使得这种情况发生了根本性的改变。气象工作人员可以在有关技术的扶持下,获得更多与气象有关的数据,从而实现了对天气的更加精准的预测。对于我国而言,在WAFS中的NWP格点资料方面,都会控制在6h-36h的范围之内,具体的分割单位为6h,具体为针对亚洲的150、250以及400等差异层级、风场等因素组成的格点场展开预报,在流顶层和最高风速层面的格点数据[3]。

2 格点材料在气象预报中的应用

2.1 对雷暴对流进行的预报

NWP系统在应用的过程中是实现动态发展的,其所具备的各种参数具备不断变动的特性[4]。比如,在固定的时间段内,预报人员可以在固定气压条件下实现对水汽分布情况的判断,然后根据情况可以绘制出相应的地域分布图。其实,针对水汽的分布进行的测算,其主要的目的是为了估算出水汽凝聚的快慢。其中,对与雷暴对流的形成起到较为关键的作用的是处于低层的水汽,可以通过各种预报手段实现对雷暴的时空坐标的定位,也可以完成对雷暴产生的高度和强度的测算[5]。

2.2 积冰的预报

在民航航班进行中,积冰的出现意味着较为危险的信号,它会附着在飞机上,使飞机变得更加沉重,如果飞机的载重超过了其设计的极限,那就会造成较为严重的后果。此外,飞机的翅膀的流线是严格按照流体力学进行设计的,但是积冰的出现会导致其外表的线形发生改变,会使飞机在飞行的过程中出现上升或者沉降功能丧失的情况。积冰产生的影响因素主要是:雨滴尺寸以及周围的温度等。数据表明,当飞机在0-14℃的范围时,如果出现颗粒较大的雨滴,积冰的情况就很可能会发生。在WAFS的辅助下,根据测算出的相对湿度格点数据,可视实现对积冰参数的测算。一般的运算公式是积冰参数=((RH-50)×2)×(T×(T+14/-49)[6]。在上述式子中,RH代表的是参照湿度,T则代表温度。这个参数在数值上表现为正数,数值最高限度可以达到100。在飞机进行飞行的过程中,对于积冰的信息掌握的更加清晰,就可以实现对安全系数更高的掌握,因此必须对积冰的空间位置进行定位,并针对航班信息进行积冰产品的安置,以使得积冰数据得到更好地展示[7]。

2.3 颠簸情况的预报

对于飞行过程中遇到的气象问题进行预报的方法一般都是通过运算的形式进行的,而且得出的结果都是以概率的形式进行考虑的。飞机的颠簸概率为Ri=(g/θ)(αθ/αz)/|αv/αz|2。在上述式子中,(g/θ)(αθ/αz)代表的是大气的安稳程度,|αv/αz|2则是用来表示竖直方向的风速二次方值。针对上式进行分析可知,当天气晴朗的时候,如果竖直方向的风速值发生变大的情形时,就会导致飞机出现颠簸的状况。当飞机颠簸的空间较小,而持续时间不长,就会导致NWP的预报值与理论极限不符的状况,这种现象出现的原因通常是NWP只能够对某刻特定区域的天气状况平均值进行测算,无法实现对极限值的测算。此外,系统没能添加参数化方法,致使其自身的运作动能不足。

3 WAFS数值产品的应用

WAFS在我国应用最广的方面是温度以及高空风方面的预报。它可以在全世界范围内实现应用,民航公司可以根据自身的需要而测绘出任意区域的预报图。当然它还被应用在对流层与急流轴方面的预告图。在航站中它也有着广泛的应用,可以用来测绘形势场、温度平流等方面的预告图。还可以参照温度和高处风速等参数测绘航线的剖析图。

4 结语

伴随着社会的发展,计算机网路技术随之出现了巨大的进步,其在航空气象领域的应用使得航空气象预报发生了较大的变化,数值预报的方式也发生了较为重大的变化。为了适应现实状况的变化,数值预报的模式正朝着更加精准的方向发展。本文分析了格点材料的类别,解读了格点材料在气象预报中的应用,阐述了WAFS数值产品的应用。

[1]温兴平,贾朝阳,杨晓峰,李月莲,申建华.日本气象厅(JMA)数值预报产品在气象业务中的应用[J].山西气象,2003(02):112-113.

[2]张莉,薛梅.数值预报产品在阿克苏一次降水强度预报中的应用[J].新疆气象,2005(S1):114-117.

[3]谭健,黄红.数值预报环流形势场在一次强降水天气过程中的应用[J].贵州气象,2003(01):115-116.

[4]孙忠欣,侯淑梅.数值预报产品在山东“4·18”暴雨预报中的应用[J].安徽农学通报(上半月刊),2009(05):116-118.

[5]王艳兰.数值预报产品和卫星云图在“98.6”暴雨过程中的应用[J].广西气象.2002(01):156-159.

[6]寗春蓉,冯汉中.基于卡尔曼滤波方法的MOS与PP法在德阳温度预报中的效果评价[J].四川气象,2005(03):169-170.

[7]段修荣.Ecmwf数值预报产品变量的计算和应用[J].四川气象,2003(03):165-168.