基于AMDAR资料应用于中国周边海域飞机颠簸的统计分析

基于2002—2011年共10 a的AMDAR资料,用于中国周边海域(0~35°N,110~150°E)越洋飞行飞机颠簸的时空分布和变化规律分析。研究指出:南海比西北太平洋海域更容易发生重度以上的飞机颠簸;全年中6月最容易发生颠簸,而9月至次年2月发生重度和严重颠簸的百分率明显减小;5 km以下,发生轻度和重度颠簸的百分率随高度增大而减小,8 km以上重度颠簸的发生百分率稳定在0.2%左右,边界层顶和对流层顶附近容易发生严重颠簸,发生的百分率分别为0.27%和0.18%;随着风速增大发生颠簸的概率一般也增大,在对流层上层风速大于40 m/s时,发生重度和严重颠簸的百分率都明显增大,达到0.2%左右。冷半年风向为NNE以及暖半年风向为SSW时,发生重度颠簸的百分率达4%左右;严重颠簸发生在暖半年的概率较大,暖半年吹SSE至ESE风时,发生百分率为0.25%~0.3%,但暖半年吹正北风或冷半年吹正南风时,也易发生严重颠簸。     

飞机空中积冰的气象条件分析及数值预报试验

利用2000年3月至2005年6月山东飞机增雨作业季节,90架次飞机宏观观测资料,对飞机积冰的气象条件和积冰特征进行了分析;并利用PSU/NCAR MM5非静力数值模式,对2005年5月16日增雨作业过程进行了个例研究,在模式准确地预测出了降水的发展趋势和降水范围的基础上,用模式预报场计算的积冰指数和实际飞行观测资料进行了对比试验。结果表明,地面倒槽和冷锋,是山东飞机增雨作业季节的主要作业天气;低压倒槽出现轻度及中度以上积冰所占的比率最大,但南方气旋出现积冰的概率最高,达53.3%;MM5模式预报场计算的积冰指数和垂直上升运动场的叠加,能较好地反映最可能发生积冰的区域、时间及积冰强度,可作为确定飞机增雨作业安全飞行航线的依据。     

榆林至包头航路一次晴空颠簸分析

飞机颠簸是飞机飞经大气中的湍流扰动层而有的现象,因此,颠簸的预报,首先是对大气中湍流扰动的预报。晴空湍流一般出现在６～１５ｋｍ高度,湍流区常有明显的边界,飞机一旦进入,往往突然产生颠簸,特别是产生强颠簸时,对于飞机结构、操纵飞机、仪表指示、旅客安全都...     

拉萨航路一次颠簸过程的成因分析和数值模拟

颠簸是成都—拉萨航路影响飞行安全与正常的重要因素。本文分析了2009年10月23日发生在拉萨航路太昭航段的两例颠簸事件,并利用WRF模式进行了数值模拟预报。结果表明,这是一次典型的晴空颠簸过程,在高空急流区边缘,冷暖平流交汇的梯度带上,上升和下沉气流的转换区域内产生了飞机颠簸。分析WRF模式计算得到的L_P颠簸指数,能够确定飞机颠簸发生的区域、高度和强度,具有一定的预报指示意义。      

“2007.7.6”飞机颠簸事件数值模拟与成因分析

利用WRF模式模拟了2007年7月6日发生在菲律宾南部海域上空的一次民航飞机颠簸事件.结果表明,综合分析WRF模式计算得到的Ri和EI等预报指数,能够确定飞机颠簸发生的区域、高度和强度.飞机遭遇颠簸的区域是位于涡旋云系外围的螺旋云带的上空,飞机在飞越由重力波形成的螺旋云带时,在强烈的垂直上升和下沉气流的转换区域产生了急速的上抛和下降运动.     

我国高原地区产生飞机颠簸的大尺度云系及其分布

卫星云图上有很多特殊的云型都与飞机颠簸相联系,有的甚至会出现严重颠簸,对它们的识别,对保障飞行安全有重要意义。本文根据2006年的风云二号卫星云图资料,统计和分析了我国高原地区产生飞机颠簸的大尺度云系的出现和分布规律。分析表明:在我国高原地区,产生飞机颠簸的大尺度云系主要有高空急流云系、未闭合的细胞状云系、山地波中的波状云系和积云线。这些大尺度的云系主要出现在我国的青藏高原,在这些云出现的地区飞行,都会出现中度到强烈的飞机颠簸。      

一次高空槽过境引起的飞机颠簸系列事件分析

利用FNL再分析资料和卫星云图,对2015年1月11日至12日期间发生在中南管制区域的20次飞机颠簸事件进行分析,结果表明:(1)飞机颠簸事件是由高空槽过境引起,槽前有非常明显的高空急流,颠簸区域随着高空槽的东移而向东移动。(2)颠簸区垂直方向上主要发生在300hPa高度附近,水平方向上则位于急流轴的右侧风速切变的最大区域及不同风速的交界处。(3)此次系列颠簸事件多数发生在盾状卷云区,可结合卫星云图资料对颠簸区域进行识别和预报。     

一次较强飞行颠簸的成因分析及对策

分析了一次导致飞行颠簸的天气过程,其结果表明,导致飞机出现较强颠簸的主要原因是低空急流及其垂直风切变,并提出利用小球测风资料可有效地短时预报飞行颠簸,有效地预报飞行颠簸事故的发生.     

一次较强飞行颠簸的成因分析及对策

分析了一次导致飞行颠簸的天气过程 ,其结果表明 ,导致飞机出现较强颠簸的主要原因是低空急流及其垂直风切变 ,并提出利用小球测风资料可有效地短时预报飞行颠簸 ,有效地预报飞行颠簸事故的发生。     

双流机场秋季飞机颠簸的规律及云图特征分析

本文根据四川航空公司A319、A320机队在双流机场起降的飞机记录的QAR资料,研究了成都双流机场秋季起降飞机出现颠簸的规律,并分析了其形成颠簸的气象原因,根据产生颠簸时风云二号卫星云图,分析了飞机颠簸与卫星云图上的云状的关系。     

地形影响的飞机颠簸及其数值仿真实验

首先利用中尺度数值模式ARPS模拟气流过山生成飞行数值仿真所需要的风场，然后利用飞机载荷因数变量方程进行飞机飞行的数值仿真试验。研究结果表明，气流过山产生的山脉重力波由于风切变临界层破碎，一方面能在对流层产生较强的湍流引起晴空飞机颠簸，另一方面也能在山脉背风面产生强烈下坡风，背风转子环流及低空湍流，影响飞机的起飞和着陆。揭示了飞机在过山脉地形背风面所产生的大气湍流中飞行时引起飞机颠簸的物理机制，有助于增强飞机颠簸的预测能力和飞行气象保障能力。     

Increased Light,Moderate,and Severe Clear-Air Turbulence in Response to Climate Change

Anthropogenic climate change is expected to strengthen the vertical wind shears at aircraft cruising altitudes within the atmospheric jet streams. Such a strengthening would increase the prevalence of the shear instabilities that generate clear-air turbulence. Climate modelling studies have indicated that the amount of moderate-or-greater clear-air turbulence on transatlantic flight routes in winter will increase significantly in future as the climate changes. However,the individual responses of light,moderate,and severe clear-air turbulence have not previously been studied,despite their importance for aircraft operations. Here,we use climate model simulations to analyse the transatlantic wintertime clear-air turbulence response to climate change in five aviation-relevant turbulence strength categories. We find that the probability distributions for an ensemble of 21 clear-air turbulence diagnostics generally gain probability in their right-hand tails when the atmospheric carbon dioxide concentration is doubled. By converting the diagnostics into eddy dissipation rates,we find that the ensembleaverage airspace volume containing light clear-air turbulence increases by 59%(with an intra-ensemble range of 43%–68%),light-to-moderate by 75%(39%–96%),moderate by 94%(37%–118%),moderate-to-severe by 127%(30%–170%),and severe by 149%(36%–188%). These results suggest that the prevalence of transatlantic wintertime clear-air turbulence will increase significantly in all aviation-relevant strength categories as the climate changes.     

四川盆地低空飞行的气象条件分析

根据2011～2018年四川省152个站点逐日08、14、20时的常规地面观测资料、逐小时加密自动站资料，以及3个探空站08时探空资料，详细分析了四川盆地低空(3000m以下)飞行的气象条件，包括不同高度层风场、温度、低云等气象要素的时空分布特征，以及对通用航空飞行器的影响。结果表明:四川盆地一年之中春季以及一日之中下午地面风对通航飞行的影响最大，秋季最小；盆地西北地区850hPa以下存在逆温层以及风向的切变，因此容易产生飞机颠簸，700hPa高度层因风向均匀而受到切变的影响最小；冬季盆地西北地区最易产生飞机积冰，且850hPa高度最容易发生中度积冰；盆地中部低云对飞行的影响最小。      

A comparison of tropical oceanic heat fluxes determined by airborne eddy correlation and shipboard bulk aerodynamic techniques

Vertical turbulent transports of latent and sensible heat through the tropical marine boundary layer were measured with ship and airborne instruments in the GATE experimental area. The measurements from the two systems are compared for cases of simultaneous sampling in the same locations during undisturbed weather and during the wakes of convective disturbances. The paired average fluxes from the airborne eddy correlation measurements and the shipboard bulk aerodynamic measurements, for undisturbed weather, are related with correlation coefficients in the range of 0.6 to 0.9; the correlations depend primarily on stratifications of the aircraft data according to sampling altitude (15–153 m msl) and flight pattern relative to the mean wind. The agreement between the two types of measurements is best for ship data paired with aircraft samples from the lowest altitudes (15 and 30 m) and from alongwind rather than crosswind flights, as is appropriate since the stationary ships monitor the alongwind characteristics of the turbulence. The use of long (1–3 hr) versus short (10 min) ship samples did not significantly affect the comparability with the aircraft samples during undisturbed periods.The good baseline comparability demonstrated by the undisturbed-weather comparisons was applied to interpret the results from the wakes behind showers. Although these paired measurements were few, not only the sensible heat, but also the latent heat flux was shown to decrease substantially with altitude from 10 m to at least 150 m in the wakes, where the mixing was relatively intense. Variations in the fluxes were much greater at the higher level than nearer the sea surface.     

北京地区3000 m以下低空颠簸的统计特征及其气象条件分析

低空颠簸（3000 m以下）由于可供飞行员判断和处置的时间短,一旦发生容易造成重大安全事故。气象条件是引发低空颠簸最直接、最重要的因素。本文采用北京地区8部风廓线雷达测得的高时空分辨率资料,结合华北空管局气象中心记录的2016年北京地区20个低空颠簸个例,分析了低空颠簸的统计特征和影响低空颠簸的气象条件。结果表明：北京地区低空颠簸在冬季发生频次高,其中2月颠簸发生频次最高,在夏季发生频次低。影响低空颠簸的气象指标包括水平风速、水平风的垂直切变,水平风的水平切变、水平风的时间切变和垂直风速。通过计算各气象指标的数值,尝试给出了造成低空颠簸的气象指标阈值,即水平风速大于18 m·s^-1,水平风的垂直切变大于10 m·s^-1·km^-1,水平风的水平切变大于0.1 m·s^-1·km^-1,水平风的时间切变大于10 m·s^-1·h^-1以及垂直风速大于2 m·s^-1,以上气象指标任意一个达到阈值,即满足造成低空颠簸的气象条件。此项工作对低空颠簸的预报具有一定参考意义。     

一种新的预报晴空湍流综合算法

介绍了晴空湍流及其相关的湍流指数,以及通过对9个指数进行加权综合得到的一个综合预报算法。利用T213模式资料,计算了9个湍流指数,并分别用12个北京地区的飞机颠簸个例进行验证,得到各湍流指数的预报结果;在此基础上,应用新的综合算法,得到一个综合预报结果。计算结果表明,虽然理查孙数和风相关指数、MOSCAT概率预报因子指数的预报效果相对较好,但是这三个指数的预报范围和强度均偏大,容易出现空报;综合算法则较好地综合各个指数,预报区域相对集中,预报强度也较符合实际情况,空报的情况也得到了相应的改善,总体预报效果较好     

A STUDY OF NEAR SURFACE WIND PROFILES IN THE HEBEI COASTAL AREA BASED ON OBSERVATIONAL EXPERIMENTS

In order to provide wind profiles for the microscale numerical simulation of wind farm with complex terrain,using the 100 m tower atmospheric turbulence observation experiment data in 2010 in Hebei Province offered by National Climate Center, the variation characteristics of wind profile under the different atmospheric stability conditions are analyzed, and the wind profile expression based on the local similarity theory is established. The results show that:(1) In spring, the occurrence probability of unstable stratification in the Hebei coastal area is as high as 28%, and the probability of stable stratification is more than 43% while, in summer, the probability of occurrence of unstable stratification is as high as 80% with a lower probability for stable stratification; and(2) for stable stratification, the characteristics of atmosphere change is dramatic in terms of the vertical direction, which need to be treated layer by layer.According to the atmospheric turbulence observation experiment data above, under stable stratification, the relationship between the dimensionless velocity gradient and the stability ζ can be expressed as 1 +βmζ, with βm changing with the height: βm takes 4.1-4.3 under 30 m, βm takes 4.6-4.7 between 30-50 m, and βm takes 6.3-6.7 over 50 m.     

民机阵风载荷测量试飞颠簸潜势诊断技术研究

为确保民机阵风载荷测量试飞的质量和效率,规避风险,保障安全,解决“找风难”问题,从飞行员飞机颠簸报告入手,利用欧洲中期天气预报中心提供的ERA5全球大气再分析资料,基于10个预报效果较为理想的颠簸指数,通过加权集成算法给出了高空急流背景下的颠簸潜势综合指数。综合指数中单一指数的权重是通过发生颠簸的预报准确率PODY、未发生颠簸的预报准确率PODN、总体预报准确率PODA及TSS评分及中度以上颠簸所占面积fMOG五项评价指标共同确定的。同时评估了颠簸潜势综合指数性能对单一指数数量的敏感性以及对参与建模样本量的敏感性。结果表明:Dutton指数因预报得分φ达1.043,是这10个单一指数中总体预报效果最好的,Brown指数、L-P指数次之。由Dutton指数、Brown指数、L-P指数、TI1指数及风相关指数加权集成的综合指数,较好地集成了各单一指数的优点,各项指标均较为优秀,PODA达90%,TSS达0.80,fMOG达9.2%,预报得分φ达1.225,总体效果最好。随着单一指数数量的增加,综合指数的诊断效果先增大后减小,当单一指数增加到5个的时候,效果最优。随着参与建模的飞机颠簸样本量增加,综合指数性能逐步提升。该综合指数能较好地解决民机阵风载荷测量试飞潜在颠簸区域寻找的问题。