（新疆机场（集团）有限责任公司库车龟兹机场 842000）
摘要：近年来，随着计算机信息技术以及气象事业不断发展进步，数值预报模式愈来愈完善，预报精确性也在逐渐提升，数据预报产品在航空气象预报中所发挥的作用也越来越显著。本文主要根据数值预报产品运用实际，首先阐述了数值预报格点资料类别，接着重点探讨了数值预报产品在雷暴、飞机积冰、飞机颠簸预报等方面的气象预报的应用，以供相关部门参考借鉴。
关键词：数值预报产品；航空气象预报；应用
引言
数值天气预报是指结合大气实际情况，在一定的初值以及边值条件下，借助于大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态以及天气现象的方法。目前，全世界已有三十多个国家和地区把数值天气预报作为制作日常天气预报的主要方法。数值预报模式日臻完善，预报精确性也在不断提升，数据预报产品在航空气象预报中所发挥的作用也愈来愈突出。探讨数值预报产品在航空气象预报中的应用，对提升雷暴、颠簸、积冰等航空危险性预报的正确性，制作科学有用的数值预报产品，能够为航班安全、有序运行提供可靠的气象服务保障。
1.数值预报格点资料类别
由于航空飞机飞行极易受天气因素影响，所以航空气象预报特别重要。一般而言，航空气象预报包括：雷暴对流、飞机颠簸、飞机积冰等方面的内容。以往很长一个时期内，中国的航空气象预报通常是利用气象图以及传真内容接收气象中心所发布的天气信息内容。然而，尽管天气预报员收到了气象信息，但他们只能依靠自身主观经验来来判断天气状况出现的时间，物理量以及位置的变化。如今，随着通信技术的迅速发展，计算机成本大幅度降低，因此预报员能够通过更充足的数值预报相关产品对气象条件进行预测。中国当前WAFS数值预报NWP格点资料涵盖6~36h,每隔6h对亚洲地区的150、250、400、600等不同层次的风场、温度等格点场加以预报。另外，对流顶层、风速最大层高度格点资料具有400~900hpa的垂直速度和相对湿度类型，以及200~900hpa的高度场类型。
2.数值预报格点资料在气象预报中的应用
2.1对雷暴的分析预报
NWP系统参数并不固定。例如，若预报时间为10h的WAFS预报资料，预报员便能够计算出800hpa水汽运动散度数据，之后将其叠加在更详细的地形图上。当工作人员对水汽运动速率进行运算时，因为底部水汽的积累对雷暴会产生影响，所以可凭借计算水汽通量辐合的方法来预测，进而判断雷暴发生的时间以及地点。当850hpa升至250hpa高度层时，工作人员需要通过计算上升气体块与环境温度之间的差异来获取该气体块的浮力，为雷暴出现的高度、强度判断提供指导依据。
对流结构的预测产品判断雷暴对流有以下2个因素：若低层温度场的以及水汽场出现变化，表明白天对流稳定性较差；海陆温度不均匀，由于地形的原产生海陆风以及低层水汽通量辐合的影响。再者，气块浮力要对于低层温度、水汽以及对流层顶部构造的变化也会产生影响，当工作人员对雷暴发展的高度进行分析判断时，可以通过气块上升承受的的浮力计算获取。
2.2对飞机积冰的分析预报
飞机积冰会对飞机的外形造成很大的影响，严重影响飞行安全，特别是机翼结冰，会直接导致升力不足，使得飞机无法起飞，爬升，甚至无法保持飞行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若飞机在飞行中出现积冰现象，会降低飞机的气动性能，同时还会破坏流线型，增大正面阻力，减小升力和推力，对飞机的稳定性产生影响。导致飞机积冰的主要因素是：雨滴大小、运行状况和环境温度等。结合相关研究资料可知，飞机若在0℃~-14℃环境温度下，碰到较大且较冷的雨滴特别容易形成积冰的，而飞机若在-5℃~-9℃的环境温度运行时，这个时候飞机积冰的强度最大。
结合WAFS的相对湿度格点预报信息能够对飞机积冰的指数进行预算。运算公式具体如下：飞机积冰指数=((RH-50)×2)×(T×(T+14/-49)。其中RH指的是相对湿度，T代表的是环境温度。飞机积冰指数为正，表示可能出现积冰的位置以及潜在积冰位置，其指数最大值可为100。为了能够清晰的获悉飞机积冰的位置、高度和航线，可通过航线剖面图进行分析，同时在每条航线上设置积冰预报产品，对积冰预报信息进行显示。飞机垂直上升也会使飞机积冰的因素之一，特别是当飞机从高上升运动转变为较弱的垂直运动时，则极易出现飞机积冰。飞机垂直上升致使较冷雨滴增加，同时在飞机垂直运行很弱以及环境温度较低情况下积冰悬浮。将飞机垂直运行图与上诉参数进行结合，完善飞机积冰指数剖面图，为飞机积冰的判断给予主要依据。
2.3对飞机颠簸的分析预报
2.3.1晴空环境下飞机颠簸的分析预报
在晴空环境下，飞机颠簸的概率运算公式为：Ri=(g/θ)(αθ/αz)/|αv/αz|2。在该公式中(g/θ)(αθ/αz)指的是气层大气的稳定度，Ri指的是气层大气处于垂直风速切变上升条件，且大气稳定度较差时，飞机便会产生颠簸；|αv/αz|2指的是大气垂直风速切变的平方值。依据上述运算原理，气层间产生的风速切变具有极大值与极小值，若气层风速切变达到极限值状态，气层间便会发生垂直翻转的状况，从而使垂直风速切变的数值有所下降。若飞机位于急流周边，飞机垂直风速切变值比较大，飞机便极有可能会发生晴空颠簸的状况或者接近低层区域有大风且气层最低处处于不稳定态势时，其边界层也会因受热而可能发生飞机颠簸的状况。相关研究显示，通过预报报公式计算获取的Ri值是5或稍微小于5，但其极限值却要比1小。这主要是由于飞机颠簸范围较小，且出现的时间也很短，导致NWP预报自身无法呈现区域气象的变化；通常来说，NWP仅仅可以对某个时刻区域气象的平均值进行预报，无法对极限值加以预报。
2.3.2其他环境状况下飞机颠簸的分析预报
当山脉背风坡发生断裂时，会形成巨大的重力波，对飞机的上升以及下降高度均会产生很大影响，尤其是山谷地区机场的航空设备受的破坏力度较大。该飞机颠簸状况通常在相对稳定的气体层周围发生，从急流气体层中的高速气流延伸到山顶，产生很大的重力波。然而，目前的NWP系统不能准确预测重力波，但它能够为重力波的判断提供重要依据，且可以显示重力波可能存在的位置。此外，还有产生在雷暴对流区的情况，故可通过预测雷暴对流来预测雷暴对流进而对飞机颠簸区域进行判断。
2.4航空气象预报中WAFS产品的应用
当前，航空气象预报WAFS数值产品在温度以及高空风的预告方面应用作为广泛。WAFS数值产品垂直分层十分丰富，主要涵盖温度以及高空风的预告图，能够在全球范围内加以应用。航空公司主要结合自身需求，随意制定若干个区域的高空风、温度气象还有对流顶层的预报图，WAFS数值产品资料还能够结合自身所需制成速度、降水场以及垂直速度等各个方面的预报图。
3.结语
总体来说，我国的航空气象预报工作起步还比较晚，但是随着社会的不断发展进步，中国航空气象数据库资料会逐步健全，航空气象数值预报产品也会呈多样化态势发展，这会不断提升航空气象预报的精准性，为航班的安全、正常运行以及确保旅客飞行安全提供更加可靠的气象预报服务保障。
参考文献：
[1]刘永春.数值预报产品在航空气象预报中的应用研究[J].科技与企业，2012（24）：289.
[2]李帮英.数值预报产品在气象预报中的应用[J].农业与技术2018（4）.
作者简介:买买提江·赛提尼牙孜 (1988.8),男，维吾尔族，新疆维吾尔自治区阿克苏市人，本科学历，助理工程师，从事航空气象预报工作。
论文作者:买买提江·赛提尼牙孜
论文发表刊物:《科技研究》2018年7期
论文发表时间:2018/9/11
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