机场多普勒激光雷达风切变探测与识别

张曦 张建军 丁媛媛 刘晓英 何志强

(1 民航华北空管局，北京 100621; 2 中国海洋大学，青岛 266100)

引言

风切变是一种大气现象，即风矢量(风向、风速)在空中水平和(或)垂直距离上的变化。产生风切变的原因主要有2大类，一类是大气运动本身的变化所造成的；另一类则是地理、环境因素所造成的,有时是两者综合而成。风切变对民航飞机起飞和进场着陆的危害已为国际航空和气象学界所公认。据不完全统计，1970—1985年的15年间，在国际定期和不定期航班以及其他飞行任务中，至少发生与风切变有关的飞行事故28起，死亡人数近700人，受伤人数近300人。

据统计，2013年首都国际机场仅因受到西跑道风切变影响而复飞的飞行架次为33架次，因风切变而中止进近的飞行架次为28架次，2架次因为风切变而中断起飞；同样在2014年因风切变影响而复飞、中止进近的架次分别为26架次、27架次，由此可见西跑道风切变对飞行的严重影响。近年来首都国际机场高峰时段在一分钟的时间内有将近两架次的飞机起降，在如此密集的起降里，遭遇风切变的概率也大大增加。

然而，目前首都国际机场配备的测风手段如：风杆、双偏振多普勒天气雷达、风廓线雷达等，仍不能直接有效地探测飞机起飞下降区域(起飞区域为从地面至500 m高度的范围；下降区域为从500 m高度至地面，与跑道成3°夹角的空间范围)内的三维风场，也不能有效探测机场边界层晴空条件下的风场情况。因此，民航局空管办成立了安全能力建设项目《基于相干多普勒激光雷达的首都机场西跑道风切变的探测与预警研究》，本项目主要利用多普勒激光雷达(LIDAR)扫描跑道起降区域内三维风场，获取实时资料，以此来进行风切变的自动识别和预警。……