氣象雷達在民航中的運用

2021-09-02 01:40:38 字數 1927 閱讀 2644

一、氣象雷達簡介

氣象雷達作為重要的大氣探測工具,其發展至今經歷了模擬,數字到以美國nexrad為代表的新一代氣象雷達的三個發展階段,目前已經廣泛應用於天氣預報以及農業、水文、林業、交通、能源、海洋、航空、航天、國防、建築及旅遊等領域。隨著氣象雷達探索技術的改進與發展,氣象雷達在航空領域的作用也越來越重要,現代氣象雷達不僅可以探測雷雨、強風、雲霧等災害天氣,還可以對風切變、湍流和鳥擊危害等嚴重影響航空領域的因素進行有效探測和預警。為降低這些危險因素為民航安全帶來的隱患做出了巨大貢獻,是民用航空運輸事業能夠安全、經濟、舒適、快捷的強有力保障。

二、氣象雷達在民航安全中的應用

(一)氣象雷達風切變探測

風切變是航空氣象學中的概念,指的是小尺度風向或者是風速突然發生變化的現象,由於飛行過程要求極高的精準度,不容許出現閃失,一旦有差池可能就會機毀人亡。飛機在高空行駛面臨的最大阻礙就是風向和風速,飛速瞬間就會發生改變,單靠人的力量是無法尋找到規律的,氣象界根據眾多飛行例項將600公尺以下的風切變現象稱作是飛機起飛和著陸過程中的「無形殺手」,因為低空風切變會嚴重影響飛機的安全,因此機場都會安裝低空風切變預警系統、終端都卜勒雷達系統以及測風雷射雷達提前預警和迴避風切變。都卜勒氣象雷達技術是根據雷達回波以及反演的風場監測機場上空的風切變,值得注意的是,與雷電天氣相比,晴空萬里的風切變更難掌握,這主要是因為普通的微波型在晴天的解析度非常低,訊號處理也會受到限制,這時候雷射雷達就會發揮出更加顯著的作用。

(二)氣象雷達湍流探測

氣象雷達將湍流解釋為微粒速度偏差較大的氣象,速度偏差就是速度的範圍或者頻譜,而湍流會隨著頻譜的變化發生變化,頻譜的寬度會對飛機的安全產生直接的影響。大氣湍流即大氣的不規則快速運動,表現為氣流向四面八方高速運動,普通的氣象雷達通過大氣湍流和降雨量、無規律的回波形狀等現象判斷是否出現大氣湍流,速度比較慢,精確度也比較低,因為實際情況中的湍流可能並不伴隨上述現象出現,也是變幻莫測,直接測量存在著很大的難度。20世紀80年代,氣象雷達主要依賴都卜勒技術,根據都卜勒原理,當雷達波束照射到湍流區域時,就會形成回波,加上湍流具有急速和多變的特性,就會形成乙個偏離雷達發射頻率並且頻率較寬的頻移,然後顯示出湍流區域,以此保證飛機的航行安全。

觀察湍流區域有無降雨雨滴,可以把大氣湍流分為濕性湍流和晴空湍流,從目前的技術發展現狀來看,濕性湍流可以被都卜勒氣象雷達探測到,但是晴空湍流就要適用雷射都卜勒雷達技術,這也是目前應用最為寬泛的探測手段。近幾十年來,國內外的專家學者也針對晴空湍流的探測做了大量的實驗研究,與先進的數值模式和湍流數值模擬研究就會是未來探測晴空湍流的主要方向。

(三)氣象雷達鳥情探測

當我們用肉眼觀察時,覺得飛機是非常堅固的,但是在飛行途中,乙隻鳥或者乙隻蝙蝠都可能使得飛機發生墜毀,自飛機問世以來,鳥擊事件就對飛機的安全造成了極大的威脅,因此icao也將鳥擊災害定義為a類航空災難,由於空中的飛行物也具有不可**性,面對自由飛行的鳥類,人們對雷達進行了改造,使其具備識別鳥類的功能,同時還針對性地建立了鳥擊預警,探鳥雷達可以根據不同的鳥類體型或者鳥類的活動進行精準的探測,確保飛機的安全。

三、總結

民航事業的快速發展使得人民對飛機飛行的安全需求日趨提高,對安全、經濟、高效的要求也越來越嚴苛,這就對航空用氣象雷達提出了更高標準的要求。未來的航空氣象雷達,為了讓飛行器能夠適應更複雜多變的航空氣象;開闢出更加經濟安全的飛行路線;以及更加及時準確的**影響飛行安全的氣象因素,一定進一步應用計算機技術,以提高訊號處理能力,提高對資料、影象的實時處理能力和測量精度,以不斷提高氣象雷達的資料採集和處理能力,來為民航安全保駕護航。

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