常躍華 鄭道龍 梁鑫星

摘 要：氣象雷達在現(xiàn)階段的民航領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，有效的提高了民航飛行的安全性、穩(wěn)定性，在一定程度上減少了民航領(lǐng)域的潛在風險。本文闡述了民航安全保障領(lǐng)域氣象雷達技術(shù)的應(yīng)用概況，簡單的分析在民航領(lǐng)域中國的一些氣象雷達的技術(shù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：民用航空；安全保障；氣象雷達

氣象雷達是雷達領(lǐng)域中的一個重要的組成部分，在發(fā)展的過程中逐漸的被應(yīng)用在天氣預報、農(nóng)業(yè)、能源以及交通等多個領(lǐng)域之中。在民航的發(fā)展過程中，要想有效的保障航線的安全性，就要充分的應(yīng)用雷達，對于低空風切變、湍流等危險現(xiàn)象也可有效的探測，為民航的安全航行做好保障。

1 氣象雷達風切變探測

風切變就是指在航空運行過程中出現(xiàn)的小尺度或風速突然改變的一種現(xiàn)象，在航行的過程中風速的突然改變會給飛機的剪切帶來一定影響，造成飛機出現(xiàn)舉升力異常變化的狀況，會導致飛機機體受到損壞，嚴重的甚至會造成飛機的失事事故，在風切變中600m以下的現(xiàn)象屬于低空風切變（LAWS），這在航空領(lǐng)域中被認為造成飛機事故的“無形殺手”，在現(xiàn)階段的民航領(lǐng)域中為了有效的對風切變進行檢測和規(guī)避，就要在民航機場安裝針對風切變探測設(shè)備，主要由風廓線儀、低空風切變預警系統(tǒng)（LLWAS）、機場終端多普勒雷達系統(tǒng)、測風激光雷達和集成業(yè)務(wù)化風切變警報系統(tǒng).在風切變中主要有微波雷達風切變探測以及激光雷達風切變探測，在民航的實際雷達探測過程中，低雜波很容易對飛機造成干擾，多普勒氣象雷達可以有效的控制地雜波干擾、克服雨衰減以及檢測低反射率的風切變信號微弱的技術(shù)難點，對此要采取有脈沖對法、快速傅里葉變化法、自適應(yīng)濾波法以及頻譜模式分析法來探測分切變雷達信號的方法。

2 氣象雷達湍流探測

在氣象雷達的探測領(lǐng)域中，湍流就是指在民航飛行過程中存在的微粒速度差異性較大的氣象目標，這里所說的速度差異性就是指微粒速度的范圍頻譜，頻譜與湍流是成正比的，在民航領(lǐng)域中湍流對飛機的安全造成了極大的影響，首先就是大氣湍流探測，是由于大氣快速的、不規(guī)則的運用引起的一種現(xiàn)象，最為常見的表現(xiàn)就是大氣氣流運動過于迅速多變，且方向變化不穩(wěn)定。在早期的氣象雷達監(jiān)測過程中，并不能直接的對大氣湍流進行檢測，一般都是通過對大氣湍流現(xiàn)象以及具體的降雨量、無規(guī)律的回波形狀以及急劇升降的雨梯度現(xiàn)象進行有效的連接，通過這種間接判別的方法對大氣湍流進行預測，但是在實際的過程中，存在很多的缺陷。在20世紀80年代中，多普勒技術(shù)在氣象雷達中被廣泛的應(yīng)用了起來，人們也就開始了多普勒湍流檢測，這是一種基于多普勒原理從頻域提取湍流目標的具體信息的相參檢測技術(shù)，在實際的監(jiān)測過程中，雷達波束會在湍流區(qū)域形成雷達回波，在通過湍流自身急速多變的流動性特性，形成的偏離雷達發(fā)射頻率、頻譜寬度略寬的多普勒頻移。在探測的過程中我們往往會根據(jù)湍流區(qū)域中有無雨滴來判定湍流是屬于濕性湍流還是晴空湍流范疇，在現(xiàn)階段的氣象雷達探測過程中，多普勒氣象雷達只能監(jiān)測出濕性湍流，通過激光多普勒雷達技術(shù)對晴空湍流進行探測。在現(xiàn)階段的發(fā)展過程中，國內(nèi)外學者通過大量的方法進行研究，將雷達技術(shù)與衛(wèi)星資料進行有效的結(jié)合，通過最為先進的數(shù)值模式產(chǎn)品以及湍流數(shù)值模擬系統(tǒng)的研究，對于如何有效的進行晴空湍流探測的預測是未來的主要發(fā)展.其次就是機尾流探測，就是指在飛機的飛行過程中，由于飛行器經(jīng)過后造成的空氣的不規(guī)則運動，對后機造成的一種機身抖動、下沉、飛行狀態(tài)不穩(wěn)定的狀況，嚴重的會造成飛機的發(fā)動機停止現(xiàn)象，對飛機的安全飛行造成了一定的影響，在現(xiàn)階段的飛行管理過程中，為了有效的避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，民航的航空交通管理制定了相關(guān)的安全尾流間隔標準，這在一定程度上降低了這種風險的出現(xiàn)。

3 氣象雷達鳥情探測

在人類通過機器設(shè)備進行空中飛行的發(fā)展過程中，就一直存在著鳥擊現(xiàn)象，所謂的鳥擊就是指在航空器在起飛或者降落的過程職工，出現(xiàn)的各種鳥類、蝙蝠以及其他飛行物體相撞的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對于飛行安全造成了十分嚴重的威脅。

國際民用航空組織已經(jīng)把鳥擊災害歸為A類航空災難。所以在民航的雷達探測領(lǐng)域把鳥擊危害作為重點的雷達監(jiān)測對象。要充分的通過雷達對鳥類進行識別，構(gòu)建一個完善的鳥擊預警模型，在飛機起飛和降落的過程中有針對的進行驅(qū)散鳥群，也可以根據(jù)鳥群的規(guī)律有計劃的避開鳥群，在最大程度上保障飛行的安全性，有效的降低鳥擊的危害。目前已經(jīng)有著較為成熟的氣象雷達探鳥系統(tǒng)，其中以美國鳥擊危害咨詢系統(tǒng)（AHAS）最為突出，在雷達探鳥系統(tǒng)的研究過程中取得顯著的效果。氣象雷達探鳥系統(tǒng)在探測的過程中對十千米到六十千米的探測范圍進行勘察，存在著成本高、信息更新較慢、操作較難的弊端，所以并不是十分的適合民航安全保障領(lǐng)域的鳥情探測，在現(xiàn)階段的民航安全保障領(lǐng)域中可以采用“機場雷達探鳥系統(tǒng)來進行鳥情探測，通過對鳥類目標進行追蹤檢測，對背景差分、雜波抑制、量測信息提取、目標跟蹤以及數(shù)據(jù)疊加的5個基本流程，有效的把鳥類信息從雷達圖像檢索出來，對民航安全保障領(lǐng)域提高自身的安全性能奠定了一定的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

在民航安全保障領(lǐng)域充分的運用氣象雷達技術(shù)可以有效的保障民航航行過程中的安全性，可以有預測的對風切變探測、湍流探測以及鳥情探測，提高了民航航行的穩(wěn)定性，有效的促進了民航企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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（作者單位：中國民用航空飛行學院）