美国的航天气象保障工作

本文介绍美国航天气象保障工作简况。内容包括航天活动对气象条件的要求,航天气象保障工作的组织和实施,以及改进航天气象保障的各项技术措施。     

民用飞机机载跑道入侵预警系统仿真验证

民用飞机在低能见度的机场跑道滑行时,存在发生跑道入侵的风险。国内外民航史记载了数次因跑道入侵事件导致的飞机在机场地面相撞而机毁人亡的严重事故。近年来,越来越多的人选择飞机作为长途出行的交通工具,使得全球大型国际机场的年吞吐量剧增,导致跑道入侵事件时有发生。各国民用航空管理组织对跑道入侵事件的关注度持续上升,航空公司需要在机上安装一套地面避撞系统,来避免跑道入侵事件的发生。本验证项目基于某大型机场的动态地图建立了一个机载跑道入侵预警系统原型,建立了飞机在机场滑行的平面四向运动模型,设定了不同安全等级的跑道入侵预警算法,定义了多种飞机跑道入侵场景,最终在MATLAB/Simulink和FlightGear中进行二维平面仿真和三维立体仿真,验证了系统解决方案的有效性和算法的正确性。     

2009-2018年新津机场低能见度和雾特征分析

利用2009-2018年新津机场气象台地面逐小时观测资料,结合新津机场飞行起降标准和气象预报需求,分别对能见度低于1.8 km、1 km和0.8 km 3个等级进行统计分析。结果表明:能见度低于1.8 km天气逐年减少,能见度低于1 km天气呈现3-4年周期性变化,能见度低于0.8 km天气年变化幅度小。各级低能见度冬季出现日数最多、持续时间长,其次为秋季和春季,夏季出现日数最少、持续时间最短。日变化呈现“先减少,后增加”,能见度低于1 km和0.8 km变化集中在08-13时。     

积极谋求发展的印度航天——印度航天近期发展概述

1引言□□为了增强和拓展航天业务,印度航天局(DOS)正在继续探索、发展新的航天技术和系统。目前,印度主要拥有2个正在运行的卫星系统,即用于提供通信、电视广播和气象业务的“印度卫星”(IN-SAT)和用于环境监测、管理的“印度遥感卫星”(IRS)。印度还拥有2个正在运营的运载火箭系统,分别是主要用于发射遥感卫星到极轨道的“极轨卫星运载火箭”(PSLV)和主要用于发射通信和气象卫星到地球同步转移轨道的“地球静止轨道卫星运载火箭”(GSLV)。2航天运输系统2.1PSLV火箭技术性能提高2007年1月10日,印度PSLV-C7火箭执行了PSLV火箭…     

基于VRT的气象粒子群时域回波仿真研究

随着雷达使用频段提升,降雨、云雾等气象因素对雷达探测的影响逐渐不可忽视。为研究气象粒子群对雷达探测工作产生的影响,文章总结了电磁波在不同类型气象粒子群下的谱分布与衰减特性;再根据粒子谱方程给出气象粒子群的模型信息;最后基于矢量辐射传输方法,提出了一种改进的气象粒子群时域回波快速仿真的方法,包括分区加速、传播路径判断的优化,在大体量粒子群回波建模中的优化效果可达到普通方法的20倍左右。结果表明,雨粒子群对雷达探测工作会造成较大的杂波,其杂波幅值约为发射功率的10-4倍;云粒子群的时域结果存在较强的随机性;雾粒子群时域结果均匀且幅值较低。文章针对不同类型气象粒子群时域回波的仿真结果与分析,对雷达的精准探测研究具有一定参考价值。     

厦门机场2006～2019年低能见度变化特征分析

本文选取厦门高崎机场2006～2019年的逐时地面观测资料,运用最小二乘法、多项式曲线拟合方法和等级划分法等统计学方法,并针对低能见度划分等级,分析主导能见度和低能见度的多时间尺度变化特征,并对各气象要素进行相关性分析。结果表明,2006～2019年的年平均能见度表现特征为总体震荡上升的趋势,且明显分为3个变化阶段：增长期、明显下跌后的震荡增长期和大幅增长期;夏秋季能见度相对较好,冬季次之,春季最差;低能见度日数随年份呈波动下降趋势,各级低能见度日数在2～4月达到最值,低能见度天气大多在入夜后出现,至日出前达到低能见度峰值;本场主要影响能见度低于1 000 m的天气现象是雾其次是雨;当风速在0～3 m/s的微风状态下,相对湿度达92%以上,气温在12℃～21℃,修正海压在1 006～1 015 hPa,总云量和低云量占天空5/8以上,本场较易出现低能见度天气。     

不同云微物理方案对飞机结冰气象条件预测评估分析（英文）

飞行安全在复杂气象条件下易受结冰影响而受到威胁。能够结合地形特征并准确预测结冰气象条件是保障飞行安全的重要因素。本文利用中尺度天气预报模型模式，以4种不同的云微物理方案组合对美国华盛顿山地区的两次结冰事件进行了数值模拟。结果表明：预测的液态水含量和温度与现有文献匹配较好，而Morrison方案组合在误差分析中表现最佳。此外，讨论了水平分辨率和云微物理方案对液态水含量和云中液滴平均有效直径预测的敏感性。由于地形所引起的垂直运动是产生云水的主要动因，较高的水平分辨率能够做出更为准确的预测。最后利用IC指数对结冰强度进行了分析，表明结冰严重程度具有明显的时空多变特性，以及对云微物理方案的敏感性。本文工作有望加强对云微物理方案的理解和认识，并为选择适合的云微物理方案进行结冰天气预测提供了依据。     

复杂气象条件下考虑结冰风险的无人机飞行策略

为解决无人机在复杂气象条件下易受结冰影响而威胁其飞行安全的问题，提出了一种考虑结冰风险的无人机航迹规划方法。首先，构建基于中尺度WRF (Weather Research and Forecasting)模式的结冰气象预测模型，通过最佳参数化方案组合的结冰气象模拟获得模拟时段内海南乐东地区的温度、压力、液态水含量（LWC）空间分布及时序变化。其次，构建基于代理模型的水滴收集质量快速预测方法。在获取美国联邦航空条例（FAR）25部附录C中连续最大结冰条件下40个采样点处水滴收集质量分布的基础上，利用本征正交分解（POD）降阶模型和Kriging插值算法，建立温度、压力、LWC、平均有效水滴直径（MVD）等结冰气象参数与水滴收集质量之间的代理模型，可快速预测出目标区域内水滴收集质量的空间分布与时序变化。最后，根据飞机结冰强度划分等级，以不同结冰强度下水滴收集质量阈值为结冰安全约束，利用基于粒子群优化（PSO）的结冰容限航迹规划方法进行考虑结冰风险的无人机飞行策略研究。研究结果表明：利用WRF模式可获得温度、压力、LWC等结冰气象参数，预测值与观测值匹配良好；基于POD降阶模型和Krigin...     

2000-2019年浦东机场能见度特征分析

利用2000-2019年上海浦东机场逐时地面观测资料，分析了机场低能见度现象发生的时间分布特征，并与地面其他气象要素进行相关性分析，归纳低能见度天气下各类气象要素的阈值。结果表明：浦东机场能见度月分布呈双峰值特征，峰会出现在9月，1月能见度最低。出现低于2 000 m及以下的能见度时，除12月，其他11个月平均相对湿度均超过了90%。能见度分布具有明显的日变化特征，13:00-17:00为能见度的高值区，05:00前后为低值区，冬季低能见度持续时间最长。分析不同等级低能见度与气温、风速、相对湿度之间的关系，发现气温在不同月份有较大差异，两者间的相关性最差，其次为风速，相关性最好的气象要素是相对湿度。     

低能见度天气对飞行的影响及应对措施

本文从低能见度天气对飞行基本状态的影响、空中领航的影响、飞行员情景意识的影响、飞行员负荷的影响、飞行员决策的影响、导航设备使用的影响几个方面进行了分析，据此提出以下应对措施：（1）强化飞行员的自我学习和训练；（2）强化飞行前的地面准备；（3）强化空中偶遇低能见度天气的应对措施；（4）强化管制员对低能见度天气的应对措施；（5）强化运营单位对低能见度天气的应对措施，以期降低低能见度天气对飞行的影响，保证飞行安全。