劉曉明 丁軍 安志強(qiáng) 張鳳梅

摘要：通過對民航局氣象規(guī)章和部分其他生產(chǎn)運行規(guī)定進(jìn)行對比分析，指出民航氣象自動觀測系統(tǒng)運行中的幾個問題，并結(jié)合烏魯木齊機(jī)場實際情況，提出相應(yīng)解決方案。

關(guān)鍵詞：AVIMET;磁北;修正海壓;能見度;自動觀測系統(tǒng)

中圖分類號：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0065-02

0 引言

自動觀測系統(tǒng)做為我國民用機(jī)場的標(biāo)準(zhǔn)配置系統(tǒng)，其提供的氣象數(shù)據(jù)已成為機(jī)場運行管理的重要依據(jù)。隨著烏魯木齊機(jī)場實施III類運行改造實施，在自動氣象觀測系統(tǒng)中外場傳感器的安裝、軟件配置和使用方面存在一些疑惑，本文以烏魯木齊機(jī)場為例，對這些問題進(jìn)行討論。

1 飛行與氣壓的關(guān)系

1.1 定義

本站氣壓：測站氣壓表所在高度上的氣壓。

場面氣壓QFE：機(jī)場標(biāo)高處的氣壓。精密進(jìn)近跑道和跑道入口低于機(jī)場標(biāo)高2米或以上的非精密進(jìn)近跑道，場面氣壓的數(shù)值應(yīng)當(dāng)以該跑道入口的標(biāo)高為基準(zhǔn)。

修正海平面氣壓QNH：場面氣壓按國際標(biāo)準(zhǔn)大氣條件訂正到海平面的氣壓。

1.2 QFE與QNH在飛行中的使用

飛行與氣壓的關(guān)系就是飛機(jī)與地面高度的關(guān)系，在飛機(jī)起降過程中需要通過輸入QFE或QNH進(jìn)行修正高度。在使用中，一般民用機(jī)場使用QNH，軍用機(jī)場或軍民合用機(jī)場使用QFE，這主要是由使用習(xí)慣和機(jī)載設(shè)備決定。

軍用飛機(jī)與民航客機(jī)有個最大的不同點，就是軍機(jī)基本上在一個機(jī)場上活動，起降都在同一機(jī)場，所以飛行員通常只關(guān)心飛機(jī)和機(jī)場的相對高度就行了，這個一目了然，對經(jīng)常做危險飛行的戰(zhàn)斗機(jī)很方便。但民航客機(jī)卻是每天在多個機(jī)場間穿梭，這些機(jī)場的海拔高度相差很大的特別是飛行員飛不太熟悉地形的機(jī)場時，周圍的高山什么的在地圖上都是用海拔高度標(biāo)注的，用修正海壓對照查詢簡單直接，所以用修正海壓較好。

1.3 QFE與QNH的計算方式

以烏魯木齊機(jī)場為例，烏魯木齊機(jī)場單道安裝有兩套套氣壓測量裝置，分別位于跑道的兩端，如圖1所示。兩套裝置分別測量跑道兩端的本站氣壓值，因跑道25端為主降方向，在系統(tǒng)配置時主用25方向，備用07方向。

在舊版本自動觀測系統(tǒng)MIDAS IV軟件中，氣壓值的計算順序是用本站氣壓值，先計算出QFE，再修正到海平面計算出QNH。也就是說無論氣壓儀器安裝在什么位置，安裝高度如何，都需要在計算時訂正到跑道標(biāo)高。在新版本AVIMET7.2軟件中，氣壓值的計算順序為跑道兩端氣壓各自根據(jù)跑道入口端高度，計算出兩端QFE，修正海平面氣壓根據(jù)跑道標(biāo)高計算。明顯AVIMET7.2軟件中計算方式更符合規(guī)范，同時也符合航班運行實際情況。

烏魯木齊機(jī)場屬于民用機(jī)場，通常向機(jī)組報告QNH，但是在特殊情況下，也會有機(jī)組使用QFE，以往在自觀系統(tǒng)顯示界面只有一個QFE值，無論飛機(jī)使用跑道哪一端起降，報告該數(shù)據(jù)即可，在新版自觀軟件更新后，系統(tǒng)可以結(jié)算跑道兩端的QFE，航班在跑道哪一端起降，使用哪一段的QFE值更合理。

2 能見度的參考使用

2.1 關(guān)于能見度的定義

在自觀系統(tǒng)提供的各種氣象數(shù)據(jù)中，能見度及通過其計算出的RVR，是機(jī)場最低運行標(biāo)準(zhǔn)報告中的基本元素，在機(jī)場運營管理中，尤其是在低能見度情況下，飛機(jī)起降、機(jī)場關(guān)閉的指揮決策等都需要用該數(shù)據(jù)作為依據(jù)。

能見度定義：白天，正常人的視力在地平線附近的天空背景下，能看到合適的黑色目標(biāo)物的最大水平距離。在夜晚，無光的背景下，能夠看到和辨認(rèn)出光強(qiáng)為1000cd的燈光的最遠(yuǎn)距離。影響能見度的三個因素：目標(biāo)物與背景之間的亮度對比以及視覺對比感閾（視覺對比感閾平均約為0.02，視力好的可小至0.005）和大氣透明度。

2.2 能見度的計算方式

在《民用航空氣象地面觀測規(guī)范》（AP-117-TM-02-R1）第七十九條規(guī)定 當(dāng)自動觀測設(shè)備能夠輸出主導(dǎo)能見度值時，可以將該設(shè)備輸出的主導(dǎo)能見度值作為確定主導(dǎo)能見度的參考。在烏魯木齊機(jī)場自觀系統(tǒng)升級之前，MidasIV系統(tǒng)并不具備輸出能見度VIS值，按規(guī)定使用光學(xué)視程MOR做為能見度參考，在升級為Avimet后系統(tǒng)可以輸出單端能見度值VIS和主導(dǎo)能見度值PRE VIS。

AVIMET中VIS計算規(guī)則為，使用阿拉德定律（Allards Law）計算[1]。

其中σ消光系數(shù) 由MOR得出、照度閾值E通過背景光亮度估算出和跑道燈光強(qiáng)度I使用1000cd，得出R值在系統(tǒng)內(nèi)記錄為VIS 1K。再由VIS 1K和MOR進(jìn)行比較，較大值為VIS[2]。該計算方法符合關(guān)于能見度的定義。

通過公式計算得知，在白天MOR>=VIS 1K，即VIS=MOR，在夜晚MOR<VIS 1K即，VIS=VIS 1K。在參考使用能見度時VIS比MOR更具有代表性，更接近人工觀測目視能見度值。

3 真北風(fēng)與磁北風(fēng)的討論

3.1 真北方位、磁北方位與磁偏角

真北方位（True North，TN）是指地球上一點指向地理北極的方向，真北方向通常采用天文測量的方法測定，或者使用陀螺經(jīng)緯儀測量;

磁北方位（Magnetic North，MN）是指地球上一點指向地球磁北極的方向，磁北方向使用指南針測量;

磁偏角是指磁北方位與真北方位的夾角，相對真北方位而言，磁北方位在在真北方位東邊，磁偏角為正，反之為負(fù)。

3.2 真北風(fēng)與磁北風(fēng)在民航氣象中的使用

民用氣象觀測中是以北斗星的方位為正北，在《民用航空機(jī)場氣象臺建設(shè)指南（AP-117-TM-2012-01）》第二十八條第六點中對電傳風(fēng)向風(fēng)速儀的安裝要求中明確規(guī)定指北桿對準(zhǔn)正北方[3]，《民用航空氣象地面觀測規(guī)范（AP-117-TM-02-R1）》第一百四十七條規(guī)定風(fēng)向為正北時記360[4]。同時，在“附錄一 術(shù)語和定義”中對風(fēng)向的定義為風(fēng)向：風(fēng)的來向，單位為度，以真北為準(zhǔn)。

3.3 磁北在民航氣象中的使用

磁北是依靠地磁場來確立方位，但是地磁場并不是穩(wěn)定不變的，地磁北極與地磁南極在隨著時間相互獨立的移動，同時地表上的地磁場強(qiáng)度并不均勻，會因地理位置地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地理面貌而有所變化，所以各個地方的磁偏角是不一樣的，甚至在同一地方的不同時刻都會有細(xì)小差別。

而相對磁北，真北是不會隨著位置差異而有所指向性改變的問題，因為地理北極是固定不變的。既然磁偏角是變化不準(zhǔn)確的，那么在民航自動氣象觀測中使用意義和合理性何在呢？個人觀點：

首先，民用航空氣象使用的范圍具有特殊性。民航氣象僅僅服務(wù)于特定的機(jī)場，范圍有限，在這個有限的范圍，磁北的變化并不明顯，不影響使用，磁偏角也是基本不變的，例如烏魯木齊機(jī)場的磁偏角為3度;

其次，民航氣象服務(wù)的對象是管制指揮和飛行。飛機(jī)飛行時，除了管制員提供導(dǎo)航信息外，飛行員使用航圖來確立自己的位置。在《國際民用航空公約·附件 4》中明確規(guī)定：在另有規(guī)定外，方位、航跡和徑向方位必須以磁北為基準(zhǔn)。如此，為了更好的服務(wù)飛行和指揮，《民用航空氣象地面觀測規(guī)范》中對一些場合規(guī)定使用磁北風(fēng)向就顯得合情合理了。這些具體的場合如下：

氣象觀測室、管制部門及其他用戶的自動氣象觀測系統(tǒng)（以下簡稱自觀）顯示終端風(fēng)向以磁北為準(zhǔn)，匯交于民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的自觀風(fēng)向以磁北為準(zhǔn)。

3.4 真北在民航氣象中的使用

真北在民航氣象自動觀測系統(tǒng)中的使用有：傳感器安裝朝向為真北，METAR/SPECI風(fēng)向以真北為準(zhǔn)。

4 結(jié)語

本文對機(jī)測能見度的計算方法和使用方式進(jìn)行了分析;對氣壓使用的適應(yīng)情況做出了詳細(xì)的說明;同時，對風(fēng)向使用真北、磁北方位的情況進(jìn)行梳理探討。民航氣象作為民航運行的一個重要環(huán)節(jié)，對數(shù)據(jù)理解的差異有可能造成對飛行安全的影響，結(jié)合相關(guān)運行規(guī)范，分析討論這幾個自觀系統(tǒng)的問題，為今后自觀系統(tǒng)升級安裝及配置提供依據(jù)，從而更精細(xì)的航空氣象服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張英華，臺琪榮.MIDAS_Ⅳ系統(tǒng)中跑道視程RVR算法分析[J].《氣象水文海洋儀器》，2011（03）05-08.

[2]VAISAL公司技術(shù)手冊[M].

[3]民用航空機(jī)場氣象臺建設(shè)指南（AP-117-TM-2012-01）[M].

[4]民用航空氣象地面觀測規(guī)范（AP-117-TM-02-R1）[M].

Research on Several Problems about Automated Weather Observing

System of Urumqi Airport

LIU Xiao-ming，DING Jun，AN Zhi-qiang，ZHANG feng-mei

（Meteorological Center of Xinjiang Air Traffic Management Bureau， Urumqi? Xinjiang? 830016）

Abstract：Compared to CAAC meteorological rules and some other production operation rules， points out several problems in Automated Weather Observing System， and combined with the actual situation of Urumqi airport， put forward the corresponding solutions.

Key words：AVIMET;magnetic north;qnh;visibility;AWOS