10第10章-风切变预警系统

2018年03月第10章风切变预警系统低空风切变主要内容一、低空风切变的定义二、产生低空风切变的条件三、低空风切变对航空器的影响四、低空风切变的探测五、低空风切变气象服务一、低空风切变的定义低空风切变的定义风切变：风速和（或）风向在空间的变化，包括上升气流和下降气流的变化航空器对风切变的反应相当复杂，与航空器类型、飞行阶段和风切变的作用尺度有关发生在低层（距地面500米）的风切变严重影响航空器的起降，将发生在这一气层中的风切变称为低空风切变二、产生低空风切变的条件（一）强对流天气（阵风锋、下击暴流、微下击暴流）（二）锋面（三）地面大风（四）地形（五）辐射逆温型的低空急流（六）尾涡（一）强对流天气下沉气流阵风锋雷暴中有强烈的下沉气流，到达地面后向四周散开，形成强烈的冷性外流向四周传播1、下击暴流与微下击暴流下击暴流：距地面90米，下降速度超过3.6米/秒的局地强下沉气流微下击暴流：能够在地面诱发灾害性水平大风的下击暴流，水平范围0.4—4公里。下沉气流的速度更强下击暴流微下击暴流模型图微下击暴流特点空间尺度很小，常规业务观测系统完全探测不到生命史很短，一般10分钟内达到最强强度大伴有或不伴有降水常与强雷暴相关，但任何对流云都可能产生微下击暴流微下击暴流生命史下击暴流产生的灾害性大风逆风增强-下沉气流-顺风增加微下击暴流产生的低空风切变2、阵风锋雷暴中下沉气流到达地面后向四周散开，形成强烈的密度较大的冷性外流向四周传播。冷空气的前端称为阵风锋。阵风锋阵风锋特点阵风锋通常在晴空中形成和传播阵风锋在雷暴母体前大约20公里处，飑线形成的阵风锋可远达35公里阵风锋特点（续）经过时，气压涌升，温度骤降，地面风向变化常常可达180°，阵风风速能超过100km/h暖空气足够湿润时，在阵风锋前沿会产生一列光滑发亮的滚轴云，紧挨雷暴底部并在雨带前方移动阵风锋阵风锋产生的风切变顺风-逆风（二）锋面是不同温度、不同密度的气团的过渡区两侧的风场不连续，本质上就是一个风切变区锋面附近的低空风切变（三）地面大风YEARMONTHDAYGMTTIMEWDWSGUST纪要栏201013185030010201014005033010201011204503301520330/20(04:13)2010120115032010201012116502901015201012203503001116201012410503401540/22(14:15)2010128065030010152010130055031010201023075030010201021703503401217330/18(04:42)201031117002901522地面大风产生的风切变（四）地形在这些地理环境下的机场，常由于障碍物对气流的引导、阻挡、绕流、和抬升等产生低空风切变海陆风冷冷暖暖海陆风产生的风切变顺风—逆风（五）辐射逆温型的低空急流（六）尾涡自空客380投入运行后，航空界更加重视尾涡对飞行的影响，并开展了一系列的研究三、低空风切变对航空器的影响视频空速迎角在一定迎角内，升力∝空速2×迎角升力风切变可同时影响迎角和空速，从而影响航空器的升力，导致航空器的航径改变顺风切变（顺风增大或逆风减小）航径降低（undershooteffect）逆风切变（顺风减小或逆风增大）航径抬高（overshooteffect)侧风切变偏航、侧滑、滚转微下击暴流对航空器的影响逆风切变-下沉气流-顺风切变微下击暴流对航空器的影响阵风锋对航空器的影响逆风切变，航径抬高海陆风对航空器的影响逆风切变，航径抬高风速和风向的快速变化，将导致飞机颠簸四、低空风切变的探测低空风切变的探测（一）目视（二）仪器探测低空风切变告警系统（LLWAS）终端区多普勒天气雷达（TDWR）激光雷达风廓线雷达集成式低空风切变业务告警系统（一）目视向不同方向移动的邻近云层；飑线前面的滚轴云；强地面阵风；机场周围指示不同方向的风袋；对流云下方的下沉气流扬起的微尘；阵风锋里扬起的微尘；雨幡，特别是伴随对流云的；标示驻波的荚状云；漏斗云；龙卷滚轴云雨幡（二）仪器探测低空风切变告警系统（LLWAS）终端区多普勒天气雷达（TDWR）激光雷达风廓线雷达集成式低空风切变业务告警系统低空风切变告警系统（LLWAS）原理探测效果1、利用安装在机场周围的测风仪探测近地面风场0927辐散辐合站-站之间的风差异2、基于测量的地面风，使用LLWAS算法推算出地面风切变和下击暴流的存在AlphanumericDisplayMode/文字显示模式MapDisplayMode地图显示模式ArchiveDisplay/Replay文档显示/重放3、风切变告警信息产品多普勒天气雷达探测到的阵风锋终端区多普勒天气雷达（TDWR）5公分微波Raindrop,Ice,snow,hail探测雷暴和降水条件下的风切变激光雷达用于探测晴空条件下的风切变SeabreezefrontBackgroundflowSeaBreeze风廓线雷达提供高时空分辨率的探空资料可以探测和监视与低空急流有关的风切变可以探测地形诱导的风切变不适合探测对流性风切变2007年3月12日九黄机场风廓线集成式低空风切变业务告警系统设备名称优点缺点低空风切变告警系统1、业务化程度高2、操作简单1、安装位置选择和保护困难终端区多普勒天气雷达1、探测较大范围风场2、应用成熟，有可借鉴的方法和模型1、晴天不能使用2、风场反演算法不确定3、安装位置要求高4、需要专业人员风廓线雷达1、晴天可用1、单部不能反演整个风场2、雨天效果差3、需要前期经验积累激光雷达1、晴天可用2、安装要求相对简单1、雨天效果差2、造价较高集成的业务化风切变警报系统1、全天侯、全方位测量2、产品可信度高1、造价昂贵2、技术含量高，维护成本大低空风切变探测设备优缺点五、低空风切变气象服务起降阶段的航空器空中报告专用风切变探测设施或系统地面直接目视观测基于综合气象信息编制的预报注：由于缺乏探测低空风切变的设备，在大多数机场，风切变信息主要基于航空器空中报告机场低空风切变资料，来自低空风切变气象服务（一）机场天气报告中的低空风切变情报（二）低空风切变警报（三）低空风切变告警（四）预报（一）机场天气报告中的低空风切变情报当确实证明风切变存在时，气象部门将把风切变情报加入到本场例行和特殊报告、METAR和SPECI中（作为补充情报）METARZBAA120530Z33013MPSCAVOKM11/M23Q1029WSALLRWYNOSIG=（二）低空风切变警报当观测或预期出现：在跑道上空500米以下对进近、起飞的航空器可能造成不利影响的风切变；对跑道上进行着陆滑跑或起飞滑跑的航空器可能造成不利影响的风切变。相关气象部门必须提供风切变警报注：当明显是由局地地形造成跑道上空500米以上出现风切变时,则不受500米的限制。首都机场气象台发布的风切变警报2010年01月12日07时37分（UTC），目前本场西北风10-14米/秒，阵风16-18米/秒，预计夜间本场维持西北风9-12米/秒，阵风15-18米/秒，管区及本场有风切变和中度以上颠簸；明天上午本场西北偏西风7-10米/秒，下午转小。（三）低空风切变告警使用自动地基风切变探测设备探测风切变的机场，可以发布由这些系统生成的风切变告警。低空风切变告警低空风切变告警报文示例09AMBA35k-3MF跑道名称告警类型强度位置Eva555跑道，微下击暴流告警、35节空速损失、距离跑道端3英里（四）产生低空风切变天气的预报预报低空风切变极其困难——风切变时空尺度小，缺乏有效探测手段目前可行的途径是预报可能产生风切变的天气现象的出现风切变气象服务规章标准文献《国际民用航空公约》附件3《国际航空气象服务》国际民航组织《低空风切变手册》（Doc.9817）（民航局空管局已组织完成翻译工作，将于今年下发）民用航空气象标准谢谢！