气象雷达型号(气象雷达型号大全)
气象雷达型号CCD
凡是不具有多普勒性能的雷达称为非相干雷达或常规气象雷达,具有多普勒性能的雷达称为相干雷达或多普勒雷达。主要的气象雷达有:测云雷达是用来探测未形成降水的云层高度、厚度以及云内物理特性的雷达。其常用的波长为1.25厘米或0.86厘米。工作原理和测雨雷达相同,主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时,还能测出各层的高度。由于云粒子比降水粒子小,测云雷达的工作波长较短。测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。对于含水量较大的低层云,如积雨云、冰雹等,测云雷达的波束难以穿透,因而只能用测雨雷达探测。测雨雷达又称天气雷达,是利用雨滴、云状滴、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中大滴的浓度、分布、移动和演变,了解天气系统的结构和特征。测雨雷达能探测台风、*部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云体等,并能监视天气的变化。测风雷达用来探测高空不同大气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。测风雷达的探测方式一般都是利用跟踪挂在气球上的反射靶或应答器,不断对气球进行定位。根据气球单位时间内的位移,就能定出不同大气层水平风向和风速。在气球上同时挂有探空仪,遥测高空的气压、温度和湿度。圆极化雷达一般的气象雷达发射的是水平极化波或垂直极化波,而圆极化雷达发射的是圆极化波。雷达发射圆极化波时,球形雨滴的回波将是向相反方向旋转的圆极化波,而非球形大粒子(如冰雹)对圆极化波会引起退极化作用,利用非球形冰雹的退极化性质的回波特征,圆极化雷达可用来识别风暴中有无冰雹存在。调频连续波雷达它是一种探测边界层大气的雷达。有极高的距离分辨率和灵敏度,主要用来测定边界层晴空大气的波动、风和湍流(见大气边界层)。
气象雷达型号怎么看
简单回答如下:
1.我国早期自行研制的雷达型号在网上查得到的包括:714、716、718等等,多数属于非相参测雨雷达。
2.近年来国家气象*和其他研究所相继开发了全相参多普勒气象雷达、双偏振气象雷达以及风廓线雷达等,其中以敏视达公司产品为代表。
3.由于国内民用航空基本都是采购国外民航飞机,因此机载气象雷达基本都是国外产品比如科林斯等。
总之,国产地面气象雷达已经达到国际水平,民用航空器载气象雷达基本被国外垄断,当然这也有民航适航标准认证被西方垄断的因素在内。
气象雷达型号规格
全国气象台站主要有以下这些型号的气象雷达:
1.我国早期自行研制的雷达型号在网上查得到的包括:714、716、718等等,多数属于非相参测雨雷达。
2.近年来国家气象*和其他研究所相继开发了全相参多普勒气象雷达、双偏振气象雷达以及风廓线雷达等,其中以敏视达公司产品为代表。
3.由于国内民用航空基本都是采购国外民航飞机,因此机载气象雷达基本都是国外产品比如科林斯等。
气象雷达参数
1 天气雷达是什么
雷达是英文Radar的音译,是radiodetectionandranging的缩写,意思是无线电探测和测距。气象雷达,是专门用于大气探测的雷达,其中用于探测云雨降水、监测强对流天气的分支被称为天气雷达。天气雷达是探测降水系统的主要手段,是对强对流天气(冰雹、大风、龙卷和暴洪)进行监测和预警的主要工具之一。
2 天气雷达发展简史
从第二次世界大战后雷达技术引用到气象部门至今已有50多年历史,目前已有1000部以上的气象雷达布设在世界各地,为各国气象部门提供探测和监测服务。天气雷达的发展大致经历了四个阶段:
(1)20世纪50年代以前,用于气象部门的雷达主要是由军用的警戒雷达改装而成,使用电磁波的波长主要用X波段和少量S波段,性能与军用警戒雷达相差无几。国内也曾在1950年引进英国生产的Decca41雷达用于监测天气。
(2)20世纪50年代中期开始,由于气象探测的需求,各国开始设计专门用于监测天气和估测降水的雷达,命名为天气雷达。这阶段的天气雷达,为了适应气象台测的要求,主要在波长上做了较多的考虑,在回波信号强度测量和图像显示方面也做了不用于军用的要求。国内生产的713天气雷达、714天气雷达就是这一阶段的产品。
(3)20世纪70年代中期以后,数字技术和计算机开始广泛使用。为了适应气象部门对天气雷达定量估测降水和对观测资料做进一步处理的需求,天气雷达开始采用数字技术和计算机处理。天气雷达与计算机连接,形成数字化天气雷达系统,同时数字技术和计算机处理也用于对原有天气雷达进行改造,使其具有数字化处理功能。数字化天气雷达系统不仅在技术上采用了数字技术,提供了数字化的观测数据,更重要的是应用计算机对探测数据进行再处理,形成多种可供观测员和用户直接使用的图像产品数据。
(4)20世纪80年代初,美国开始设计为气象业务使用的多普勒天气雷达,称为新一代天气雷达(NEXRAD)。新一代天气雷达不仅有强的探测能力,较好的定量估测降水的性能,还具有获取风场信息的功能,并有丰富的应用处理软件支持,可为用户提供多种监测和预警产品。近年来,随着探测技术和网络技术的发展,新一代天气雷达也在进一步的开发和发展,双偏振探测功能开始投入使用。改进后的系统仍称为新一代天气雷达,但事实上性能得到了大幅度提高。
3 我国新一代天气雷达网
新一代天气雷达系统建设是我国20世纪末、21世纪初的一项跨世纪的气象现代化工程。我国新一代天气雷达业务组网的建设目标是:在我国东部和中部地区,装备先进的新一代S频段(10cm)和C频段(5cm)多普勒天气雷达系统,对强对流、热带气旋和暴雨等重要天气系统进行有效的监测和预警,并对降水量进行估测。
1999年9月28日,中美合资组建的北京敏视达雷达有限公司生产的我国第一部SA型新一代天气雷达在安徽省合肥市建成。从1997年开工建设到1999年建成,这座128米高的“庐阳银珠”见证了合肥雷达建设的“加速度”,成为淮河流域防灾减灾工作的重要支撑力量,同时也标志着我国新一代天气雷达系统建设的“开门红”。
图1我国第一部新一代天气雷达“庐阳银珠”
我国正在研制、生产和投入使用的新一代天气雷达称为CINRAD,共有7种型号。包括S波段的SA、SB、SC型天气雷达,主要布设在我国沿海和多强降水的地区,即我国第三地形阶梯地域(黑龙江、吉林省除外)和四川盆地的大部地区;C波段的CA、CB、CC、CD型天气雷达,主要布设在我国强对流天气发生和活动较频繁的中部地区,即我国第二地形阶梯地域和黑龙江、吉林省。
截止到2018年年底,我国共有208部新一代天气雷达投入业务运行,还将对103部已建新一代天气雷达进行双偏振技术改造,增补37部双偏振新一代天气雷达,我国基本建成了当今世界上技术先进、规模最大的新一代天气雷达监测网。除第一地形阶梯地域的青、新、藏等地域以及东北地区部分边境区域外,我国新一代天气雷达网基本实现了国土全覆盖。
4 新一代天气雷达的应用
新一代天气雷达系统的应用主要在于对灾害性天气,特别是与风害和冰雹相伴随的灾害性天气的监测和预警。它还可以进行较大范围的定量估计,获取降水和降水云体的风场结构。
简单总结为以下四个方面:
(1)对灾害性天气的监测和预警
(2)定量估测大范围降水
(3)风场信息
(4)改善高分辨率数值天气预报模式的初值场
例如,2019年8月登陆我国的台风利奇马,在我国新一代天气雷达网的监测下无所遁形。下图是8月10日凌晨利奇马台风登陆前后的雷达回波图,台风眼区结构清晰,同时外围螺旋雨带特征明显,为气象部门和普通百姓提供了最直观易懂的探测信息,为台风的预报和防御提供了重要参考信息。
图2台风利奇马登陆前后雷达回波图
5 天气雷达数据如何使用
既然天气雷达对于科学研究和天气预报来说非常重要,那么我们应该如何使用呢?
雷达基数据通常采用二进制格式存储,根据对应的数据说明文档进行解码和后续处理,就能够生成雷达产品。如果你会使用python语言就简单了,目前已经有很多的python库可以用来处理气象雷达数据,比如PyART、wradlib、PyCINRAD等。
但是只会解析雷达数据还是不够的,想要进行高精度的强对流天气识别和降雨估计,还需要对数据进行严格的质量控制。由于地物杂波、超折射、距离折叠和速度模糊等原因,雷达数据中会混入大量无效数据或错误数据,表现到回波图上就会产生线状、环状、扇形、噪点等形态的异常回波,对强对流天气识别和降水估计产生影响。因此,对雷达数据的质量控制是使用雷达数据过程中必不可少的一个步骤。目前已经有一些比较成熟的质控方法投入使用,而精度更高的质控算法也正在紧锣密鼓地研究中,由于篇幅原因这里不做赘述。
6 结语
经过几十年的发展,我国雷达技术已逐渐跻身国际先进行列,新一代天气雷达网基本组建完成且仍在不断完善,能够满足我国气象监测和预警的要求。除此之外,随着雷达技术和信息技术的高速发展,天气雷达在追求更高精度的同时,也在实现向通俗化、大众化的转变。雷达回波图等低专业门槛的产品随之产生,无需气象知识背景,人们就能“夜观天象,知天下大势”。气象科学与公众间的距离被逐步拉近,雷达产品开始飞入寻常百姓家,为各家各户的日常生活提供参考信息。
责编:小综
审核:天成
气象雷达 dbz
任务占坑
气象雷达型号大全
雷达背后的基本想法很简单:一个信号传输,遇到它反弹的对象,信号反弹,接收器接收反弹的信号。这是如同声音远传遇到墙有回声。
气象雷达ppi
安静地做一个接地气有情怀的工程师。
机载气象雷达系统是飞行员评估飞机前方对流天气强度的重要工具。飞行员可基于气象雷达显示,选择和规划相对安全的飞行路线。
气象雷达技术在过去几年里有了很大的发展,现在有了一系列增强型产品。如果使用得当,它们可以显著减少飞行员的工作量,同时大大减少遭遇恶劣天气的机会。
本文概述了现有的气象雷达技术,并提供了有关如何调节系统的提示和正确理解显示的信息。
安装在飞机上的气象雷达系统为飞行员提供必要的信息,以避开——而不是穿过——恶劣天气。
机组人员需要仔细优化气象雷达系统的使用,才能发挥出气象雷达系统的最大作用。这主要依赖于对天气现象的良好气象知识,以及对雷达功能的良好理解。
航空业的历史事件表明,尽管飞机配备了先进的机载气象雷达,但仍会遭遇严重对流天气,造**员伤亡或飞机严重损坏(图1)。
这些事件使我们不禁要思考为什么会发生这样的遭遇,同时清楚地表明,预防措施是必不可少的。
要理解为什么装有先进气象雷达的飞机,最终会飞行到如此恶劣的天气条件下,我们必须考虑到,让飞机上的技术发挥最佳效果只是答案的一部分。除了最佳使用气象雷达和正确理解所显示的信息外,恶劣天气规避策略的一个关键因素是,机组人员还应积极监测整体气象情况。我们始终要牢记,气象雷达有帮助作用,但机组人员对天气情况的全面评估起着核心作用。
积雨云,通常被称为“雷暴”,是如何形成的?
对飞机的三种常见威胁是湍流(当两团空气以不同速度碰撞时引起)、冰雹和风切变。这三种都是积雨云的衍生品。
了解积雨云是如何形成和演化的,是避开相关对流天气的关键。
湍流
Turbulence
与积雨云有关的湍流并不*限于云内。因此,在积雨云正在形成地区飞行时,有必要采用本文总结的天气回避建议。
冰雹
Hail
积雨云中冰雹的存在随高度和风的变化而变化:
在FL100以下,冰雹同样可能在风暴云之下、云中或其周围(高达2海里)遇到。
在FL100到FL200之间,大约60%的冰雹是在积雨云中遇到的,40%是在风向下的云外遇到的。
在FL200以上,冰雹最有可能出现在云层内部。
▲相对于积雨云位置遭遇冰雹的风险
在云外遇到冰雹时,积雨云的下风处通常会有更大的冰雹威胁,因为强风会使云内的水汽上升。然后结冰,变成冰雹,再被吹到下风处。矛盾的是,在潮湿的空气中冰雹的风险比在干燥的空气中要低。实际中,空气中的水分起着热传导的作用,有助于冰雹的融化。
了解雷达原理对于精确调整系统和正确理解气象雷达显示至关重要。
气象探测基于水滴的反射率(图2)。气象回波显示在导航显示屏(ND)上,颜色范围从红色(高反射率)变为绿色(低反射率)。
一些气象雷达带有湍流显示模式。该功能(TURB功能)基于多普勒效应,对降水活动敏感。与气象雷达一样,TURB功能需要最少的降水量才能有效。在正常模式下用绿色表示小雨区域,在有高湍流活动时用洋红色表示。
TURB功能在大多数气象雷达上仅在40海里(多普勒测量能力)范围内有效,且只能在潮湿的湍流中使用。
机组操作使用雷达的四种功能:
天线倾斜:这是波束中心和地平线之间的角度(图3)。
ND的范围控制:这对最佳倾斜设置有重要影响。
增益控制:这可以调整接收机的灵敏度。
雷达模式:天气(WX)或天气+湍流(WX+T)。
每种气象雷达都有自己的特点。为了获得每种气象雷达型号的特性、*限性和操作建议的所有信息,需要研究雷达制造商的用户指南。
气象雷达的一个*限性是,它只能显示液态水的存在。其结果是,雷暴在其高度范围内没有相同的反射率,因为大气中液态水的数量随高度而减少(图4)。然而,对流云和相关威胁可能会大大超出气象雷达的探测上限(称为“雷达顶部”)。这意味着反射率与可能遇到的风险水平不成正比:即使雷达回波较弱,对流云也可能是危险的。
▲图4:积雨云的反射图像
对于赤道地区来说尤其如此,在那里,会聚的风会产生大规模的上升的干燥气流。由此产生的气象体的反射率比中纬度对流体的反射率低得多。然而,在这些云层或云层以上的湍流可能比气象雷达显示的图像显示的强度更高。
另一方面,靠近海洋的空气可能非常潮湿。在这种情况下,热对流将产生充满水的云:这些云将具有高反射率,但不一定是高威胁。
因此,必须充分了解气象雷达的*限性,并辅之以机组人员的基本气象知识,并在可能的情况下进行目视观测。
气象雷达的另一个*限称为“阴影区”或“衰减”。气象雷达的显示取决于回波信号:降水越强烈,雷达能看到的距离越短。因此,当雷达回波无法穿越透降水进行双向传播时,就会产生“阴影”效应。
结果是两方面的。首先,这种天气的大小、形状和强度可能无法准确地显示给飞行员。看起来很薄或不存在的降水带(图5),实际上可能是一个更大的降水区域的前沿。其次,这样的强阴影区后面的任何天气都不会被探测到,在ND上也会显示一个没有回波的阴影区。这可能会导致意外的天气展开后,飞机就被包围了。
▲中度至极端降水引起的衰减
译者注:上述两个雷达的*限在后续雷达设计中已经考虑进去了,针对第一个问题,回波进行了补偿修正,包括高度上的补偿,还有不同地区气候特点的补偿。对第二个问题,PAC功能会在ND边缘用绿色弧形提示机组。
空客与其供应商合作,多年来一直积极支持气象雷达技术的发展。这些持续改进,给机组人员提供优化的观测功能和天气威胁评估功能。
早期的雷达没有自动倾斜功能,因此需要机组根据飞机的高度、航路上的预报天气和ND距离来选择天线倾斜,并在飞行过程中手动上下调整。然后飞行员需要分析和理解雷达天气显示的各个切片,才能得到一个整体的画面。
早期不带自动倾斜的全手动控制雷达有:
RockwellCollinsWXR-701X系列气象雷达,收发机件号622-5132-624
HoneywellRDR-4B系列气象雷达,收发机件号066-50008-0407。
霍尼韦尔推出了第一款具有自动倾斜计算功能的气象雷达,称为“自动倾斜”。
当处于自动倾斜模式时,雷达使用EGPWS地形数据库,并根据飞机位置、高度和选定的ND距离自动调整天线倾斜(图6)。
▲图6:霍尼韦尔自动倾斜
下一代雷达包含的自动功能:
多波束扫描飞机前方空域
具有三维(3D)缓冲区以存储天气数据
自动的计算和调整天线倾斜
提供独立的飞行员控制和显示选择。
这些新雷达优化了天气探测,大大减少了飞行员了解未来天气全貌所需的工作量。
霍尼韦尔RDR-4000型号是一种新一代气象雷达,包括一个3D立体缓冲器。
它可以探测前方数百英里(在A320和A330系列飞机上可达320海里,在A350和A380上可达640海里),并显示途中的天气图片,还可以从地面自动扫描到60000英尺,以提供针对不同高度的信息。然后从3D缓冲器获取所需的显示数据(图8和9)。
▲图8:A320和A330上的霍尼韦尔RDR-4000控制面板
▲图9:A350和A380上的霍尼韦尔RDR-4000控制面板
当在自动模式下激活时,雷达RDR-4000根据飞行轨迹角,评估沿飞机垂直飞行轨迹的垂直轨迹包络线(名义上为+/-4000ft)。然后,根据飞行剖面,它定义天气回波是否在该包络线内(相关的“ONPATH”)或不在该包络线内(次要的“OFFPATH”)。沿飞机轨迹的天气状况以纯色显示,而较远的垂直回波则以条纹模式显示,以帮助飞行员确定是否有必要进行天气规避机动或改道(图10)。
▲图10:霍尼韦尔RDR-4000显示
RDR-4000也可以在人工模式(仰角模式)下,用作分析用户选择高度上的天气的工具,从而评估对流云的垂直扩展和结构。
该系统可在A380和A350上使用,并具有额外的“天气预报”警报功能。在这些飞机上,显示的天气是一个计算图像:
ND上:垂直飞行路径视图(自动模式)或选择高度视图(垂直模式)或选择倾角视图(倾斜模式)
以及垂直显示器(VD)上:沿横向飞行路径(自动模式)或沿选定方位角(方位角模式)的视图(图11)。
这些增强型气象雷达在新飞机(A380、A350)投入使用时提供,并作为A320和A330系列飞机的改装选择。
继RDR-4000和MultiscanWXR-2100之后,最近又有了新的发展:
冰雹和闪电预报
天气信息的改进。
雷电和冰雹预报
雨回波衰减补偿技术(REACT):该功能指示雷达回波强度因干扰天气而衰减的区域
扩展湍流检测(高达60海里而非40海里)。
▲图12:霍尼韦尔RDR-4000显示
这种新雷达还提供危险功能,即:
闪电及冰雹预报
预测飞越(该功能提醒机组人员注意可能在飞机轨迹上的天气形成)
改进的湍流检测,能够显示额外级别的中度湍流。
▲图13:柯林斯多扫描V2威胁探测和分析
霍尼韦尔RDR-4000V2和柯林斯WXR-2100V2气象雷达于2015年7月获得A320和A330/A340系列的认证,可作为改装选择。
空中客车公司与气象雷达供应商合作,继续致力于设计和开发新的气象监视功能。现如今,在研究层面上,重点主要放在三个方面,目的是提高飞行员对未来天气的认识。
冰晶会造成多种威胁,例如发动机振动、发动机功率损失、发动机损坏或大气数据探头结冰。事实上,高空冰晶的形成及其对飞机性能的影响已被公认为是一个全行业的问题。
特别是空客与几个合作伙伴一起领导了HAIC研究项目。该项目旨在描述和识别冰晶的环境条件,通过开发适合飞机的探测和感知技术来改善飞机的运行。下一代气象雷达有望受益于这项研究工作,使冰晶能够探测,以避开有冰晶的对流天气。
目前正在研究收集所有“机上天气”信息以及雷达收集的天气信息(反射率、湍流和危险)并将它们合并到一起显示的可行性。
此外,还正在开展工作,以便根据实际天气(机上天气和雷达数据)、正在进行的飞行和存储的飞行计划,自动计算优化的绕飞路径。这样的功能,预计在需要的时候将有助于飞行员的决策和重新规划航线。此外,它还更方便使用。
气象雷达是探测、分析和避开恶劣天气和湍流的工具。像其他工具一样,雷达的有效使用也需要机组具有足够的知识以及主动的参与。事实上,恶劣天气的管理仍然主要依靠机组人员在整个飞行过程中积极监测气象情况,并充分利用现有技术,需要做到以下几点:
根据FCOM和制造商用户指南中概述的特性,了解气象雷达的能力和*限性
飞行前简报(了解航路气候情况和天气预报-图表和在线模拟)和飞行中(更新天气信息)
适应使用气象雷达,机组定期评估距离、增益和倾斜,并在可用时使用天气威胁评估功能,以便在ND上显示最佳气象雷达图像
机组人员定期手动垂直和水平扫描,以提高态势感知
正确理解雷达图像显示
制定合理的中期(战略)和短期(战术)绕飞决策。
如何优化调节雷达以及在对流天气中管理飞行?
Howtooptimallytunetheweatherradarandmanageflightsinconvectiveweather?
飞行计划:天气简报和天气预报的重要性
Flightplanning:theimportanceofweatherbriefingandweatherreports
在航前,机组就应该做好避开危险天气的准备,对途中天气进行全面评估,并决定可能的缓解措施。
登机前,天气简报应显示预计有重大天气活动的区域。同样,这次简报应包括对该地区典型天气模式的评估。例如在热带地区,积雨云的强度和发展在一天中的某些时候更大。在这个阶段,机组人员有机会根据天气简报和他们对当地气候资料的知识,规划一条避免活跃天气的路线。改变飞行路线可能是一种选择,同时也能考虑绕飞路线而增加油量。
起飞后,应结合所有可用信息来综合判断,如飞行前简报、飞行员对该区域典型性的知识和经验、报告的湍流、更新的天气报告,定期使用和调整气象雷达……如果可以的话,应在飞行中定期更新天气信息。空中交通管制中心收集的其他飞机乱流遭遇信息是另一种手段。
对流天气下的安全运行需要有良好的气象学理论知识,特别是对世界不同地区对流云的形成、发展和特征的认识。这些知识通常在飞行员执照和操作培训中提供,不包括在飞机文件(FCOM和FCTM)中。
有效的天线倾斜角调节和适当的ND距离选择是在ND上获得最佳天气信息显示的关键。
ND可能不显示飞机飞行高度层的天气,只显示被雷达波束切割的天气(图14)。为此,需要定期上下调整天线倾斜,以扫描前方天气,并需要根据ND距离选择进行调整(新型气象雷达自动调整除外)。
机组需要定期扫描:
垂直,使用天线倾斜功能
水平,使用范围更改。
如果提供,自动模式应作为默认模式(除非FCOM中另有说明),用于检测和初步评估显示的天气。然后,如果怀疑有不利天气(例如根据飞行前简报期间收集的信息),应定期积极使用手动控制来分析前方天气。
可能影响ND显示器相关性并触发倾斜调整的因素有:
航向变化
高度变化,甚至定期飞行剖面变化(例如从爬升到巡航)
雷暴的形状
附近另一架飞机的飞行员报告。
在航向或高度发生变化的情况下,让天线自动倾斜可能会导致忽视天气或低估天气的严重性。例如,在起飞或爬升时,如果预计飞机上方有恶劣天气,则应设置倾斜。(图15)是在自动倾斜模式下,由于倾斜设置不正确(在本例中过高)导致雷达越过对流天气的一个例子。当天线向下倾斜时,ND显示出更强的危害性。
▲图15:气象雷在不同天线倾斜角下的显示
为了分析对流天气,机组人员应该使用倾斜旋钮获得正确的显示,并将气象雷达波束指向该天气反射率最强的部分。在高空,雷暴可能含有低反射率的冰粒子。如果不适应倾斜设置,则ND可能仅显示对流云的上部(反射较小的部分)(过扫描)。因此,机组人员可能低估或没有探测到雷暴。
为了获得准确的天气探测,气象雷达天线还应指向较低的平面(即结冰点以下),那里仍然可以发现水。如果在较低的位置发现红色区域,则应使用天线倾斜垂直扫描该区域。在高海拔地区,红区域上方出现黄色或绿色区域,可能表明该地区对流很强。
在大多数情况下,在飞行中,适当的天线倾斜设置会在ND的上边缘显示一些地面回波,这可能很难与真实的天气回波区分开。天线倾斜的变化会迅速改变地面回波的形状和颜色,并最终导致它们消失。天气回波不是这样的。一些气象雷达装备了地面杂波抑制(GCS)功能。打开时,它会抑制显示器的地面回波。
显示范围管理
Displayrangemanagement
为了保持全面的态势感知,飞行机组需要同时监视短距离和长距离天气。为此,机组应在监视飞行员(PM)和飞行飞行员(PF)ND上选择不同的航程。
为避免对流天气的威胁,飞行机组应在距离40海里之前做出绕飞决定;因此,在ND上应选择以下范围:
监控飞行员(PM)调整航程,以规划长期的天气回避策略(在巡航中,通常为160海里及以下)。
飞行飞行员(PF)调整航程以监测恶劣天气的严重程度,并决定规避策略(在巡航中,通常为80海里及以下,视需要而定)。
为避开恶劣天气而改变航向时,应同时使用两侧显示器来确定。防止“死胡同”效应:使用低距离显示时看起来安全的航向改变,当在更高的距离观察时,可能会显示阻塞的航道(图16)。
▲图16:死胡同效应
接收机的灵敏度可能因雷达系统的不同而不同。在CAL(自动)位置,增益处于探测标准对流云的最佳位置。也可以使用手动设置来分析天气。
在低海拔地区,正确的天气分析可能需要减少增益。由于低高度,湿度增加,对流天气通常更具反射性,气象雷达显示可能有显示许多红色区域的趋势。
在非常潮湿的大气(通常是印度季风)中,海拔较高的ISA出现显著正偏差时也可能出现这种情况。在这些情况下,缓慢降低增益可以检测到威胁区域:大多数红色区域慢慢变黄,黄色区域变绿,绿色区域慢慢消失。剩余的红色区域(即最后变黄的红色区域)是天气中最活跃的部分,必须避开(图17)。
▲图17:增益降低的影响
在高海拔地区,水粒子被冻结,云的反射性降低。在这种情况下,为了评估威胁,应该增加增益。
湍流可能很难预测,但频繁强烈的闪电和/或云的特定形状(见下一节)等迹象可以提醒机组人员可能存在严重的湍流。如有必要且可用(根据机载气象雷达标准),TURB功能还可用于确认40海里(或60海里)以内的湿湍流(根据雷达标准)(图18)。请记住,TURB功能需要湿度,因此不会显示晴空湍流。
▲图18:湍流探测(洋红色)
此外,最新一代气象雷达提供的视觉提示可能会提醒机组,这些雷达提供了冰雹或闪电预测等天气威胁评估功能。
在开始任何规避机动之前,机组对气象雷达显示的分析是必不可少的。这样,机组就能够对路径上和路径外的对流天气情况进行深入分析,并最终在需要时采取行动。
气象雷达正确调谐后,所显示的数据应补充可用的天气图、报告和飞行员的气象知识。这些数据使机组人员能够获得完整的天气图,并建立一个“威胁区”。这个“威胁区域”对应于机组人员估计天气条件太危险而无法飞行的区域。
应该提醒机组人员,一些显示包含特定的提示。除了颜色外,还应仔细观察云的形状,以便发现恶劣的天气条件。不同颜色的密集区域通常表示高度湍流区(图19)。
▲图19:威胁指示-不同颜色的密集区域
一些形状是很好的严重冰雹的标志,也表明有很强的垂直气流(图20)。最后,快速变化的形状,无论它们是什么形状,都表明天气活动很强烈。
▲图20:表示恶劣天气的形状
机组需要保持警惕,积极使用和调整气象雷达,以便能够尽早启动规避机动。事实上,随着飞机靠近对流天气区,气象雷达信息变得更加密集,从而使规避决策更加困难。因此,机组人员应考虑与对流云的最小距离为40海里,以启动规避机动。
一旦作出偏离航线的决定,飞行机组在实际决定避让机动的轨迹之前,需要考虑以下建议性预防措施和限制。
如果可能的话,最好进行横向避让而不是纵向避让。事实上,由于抖振和性能裕度的降低,垂直回避并非总是可能的(特别是在高空)。此外,一些对流云发展速度可能很快,这远远超出雷达可见的顶部。
在可能的情况下,最好尽量在积雨云的逆风面飞行以避开风暴。通常,对流云的湍流和冰雹在逆风面较少。
机组人员确定的“威胁区域”(如积雨云)应尽可能横向保留至少20海里(图21)裕度。如果对流云处于强烈发展期或具有显著的发展速度,则可以应用额外的裕度。
▲图21:横向和纵向边界
如果飞机的飞行轨迹在几个对流云之间,如果可能的话,在确定的“威胁区域”保持至少40海里的距离。
不要试图在对流云下飞行,即使你可以看到另一边,因为可能会有严重的湍流、风切变、微爆和冰雹。如果飞机必须在对流云下飞行(例如在进近过程中),那么飞行机组在做出最终决定之前应考虑所有的指示(目视判断、气象雷达、气象报告、飞行员报告等)。
如果要飞越对流云,建议留出5000ft的垂直距离。不要试图从对流云下方飞行。
(图22)显示了一个典型的气象雷达显示,显示多个恶劣天气区域。哪条路线看起来更合适?
▲图22:避免天气的可选项
路线A:这是到达目的地的最直接路线,但它直接穿过最严重和最活跃的区域;因此,这是风险最大的路线,不应成为一种选择。
路线B:这条路线可能很诱人,最小的绕飞距离,而且看起来避开了最活跃的红色区域。然而,这一轨迹在对流区下风向,从而增加了遭遇恶劣天气的风险。此外,下面的对流天气可能快速向上发展,从而缩小了红色区域之间的距离。在考虑这一方案之前,机组人员需要将雷达天线向下倾斜,以分析天气情况,并查看明显间隙下方的情况。
路线C:这条路线看起来像是一条可能的规避路线,因为它在大部分风暴周围都有很大的安全距离。不过,在这样做的同时,机组人员需要继续观察这条航线左侧的天气,看看它是否发展迅速。此外,这条航线偏离了最初的飞行计划,因此可能会产生燃油消耗或延误等运行影响。
路线D:就风险缓解而言,这条路线是较可取的选择。
当面临前面天气显示出大范围风暴系统的情况时,总是可能有几种选择的。在机组人员做出决定前,应仔细分析天气情况,扫描各个云层的垂直扩展情况,如果可能的话,考虑偏离到另一条路线。
无论用什么方法判断恶劣天气区域(目视、雷达或报告),成功的路线规划和规避策略的关键因素是时间。气象雷达,尤其是增强型,可以帮助准确分析和理解远处的天气,并从远处评估天气情况。这个系统是一个关键的工具,可以提前计划,避免在最后一刻做出决定,并在安全范围内做出绕过恶劣对流天气的决定。
除了技术,还需要在整个飞行过程中积极保持态势感知。定期补充由人工垂直扫描周围天气显示的雷达图像,并根据需要调整增益和倾斜。最后但并非最不重要的是,坚持气象学基础知识,以采取最佳的行动路线,才能安全,有效和舒适飞到目的地。
气象雷达长什么样
气象雷达meteorologicalradar工作在30~3000兆赫频段的气象多普勒雷达。一般具有很高的探测灵敏度。因探测高度范围可达1~100公里,所以又称为中层-平流层-对流层雷达(MSTradar)。它主要用于探测晴空大气的风、大气湍流和大气稳定度(见大气静力稳定度)等大气动力学参数的铅直分布。气象雷达使用的无线电波长范围很宽,从1厘米到1000厘米。它们常被划分成不同的波段,以表示雷达的主要功能。气象雷达常用的1、3、5、10和20厘米波长各对应于K波段(波长0.75~2.4厘米)、X波段(波长2.4~3.75厘米)、C波段(波长3.75~7.5厘米)、S波段(波长7.5~15厘米)和L波段(波长15~30厘米),超高频和甚高频雷达的波长范围分别为10~100厘米和100~1000厘米。雷达探测大气目标的性能和其工作波长密切有关。把云雨粒子对无线电波的散射和吸收结合起来考虑,各种波段只有一定的适用范围。常用K波段雷达探测各种不产生降水的云,用X、C和S波段雷达探测降水,其中S波段最适用于探测暴雨和冰雹,用高灵敏度的超高频和甚高频雷达可以探测对流层-平流层-中层的晴空流场。
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