中国地区飞机颠簸的气候特征及定量诊断
发布时间：2020-08-01 16:01
【摘要】：飞机颠簸是影响飞行安全的重要航空天气现象,是航空气象业务与科学研究的关注重点。本文基于飞机观测资料和ERA-Interim再分析资料,结合多种评估指标对7种颠簸指数在中国地区的诊断效果进行了对比分析。根据指数的对比结果,选取诊断效果较好的3种指数计算了中度及以上(MOG)飞机颠簸的发生频率,并统计了中国地区飞机颠簸的气候特征。最后,从气候平均和个例分析两方面,分析了指数物理量与飞机颠簸的对应关系,探究影响颠簸的因素,得到了如下结论:指数评估指标对不同指数的阈值变化的敏感程度不同,PODY和PODN具有相反的变化趋势且对于指数阈值的变化敏感;TSS和ETS评分的变化趋势一致且都对布朗指数、埃尔罗德指数1和水平温度梯度指数的阈值变化相对敏感。布朗指数是中国地区诊断效果最好的飞机颠簸指数,埃尔罗德指数1和水平温度梯度指数也有较好的诊断表现。中国地区飞机颠簸主要发生在400 200hPa高度上且高发区的高度从夏季到冬季略有下降,这可能与对流层顶随季节的变化有关。中国中东部地区、西藏东部和四川北部是飞机颠簸的高发区;华南地区和云南地区颠簸发生频率较小。高发区的位置在冬、春两季偏南,夏季偏西北,这可能与高空急流区随季节的南北移动相关;同时,颠簸高发区的范围和中心频率大小也有季节变化。中国中东部地区高空的颠簸高影响区中飞机颠簸具有一定的年际变化特征。急流区附近的强垂直风切变是影响飞机颠簸的主要因素。风场形变、绝对涡度、水平温度梯度和水平风切变也是造成中国中东部地区飞机颠簸的重要因素。而水平散度对于飞机颠簸的影响甚小。
【学位授予单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V321.22
【图文】：
图 1-1 2008 年 8 月 10 日 AMDAR 观测资料的水平分布（引自陶士伟等[29]）AMDAR 资料包含了飞机尾号、观测时间、高度、经纬度、风向、风速、温度和飞行阶段等信息，特殊情况下还包含了飞机颠簸和飞机积冰。自 2005 年起，AMDAR 资料中加入了对飞机颠簸的观测，以等效垂直阵风（Derived EquivalentVertical Gust, DEVG）和湍流耗散率（Eddy Dissipation Rate, EDR）表征颠簸强度。等效垂直阵风的数据仅限于澳大利亚飞往亚洲和欧洲的约 80 架航班，湍流耗散率则仅限于美国本土约 100 架航班。两个物理量大小与飞机颠簸强度的对应关系如表 1-1。表 1-1 颠簸强度与物理量的对应关系[30]颠簸强度 无颠簸 轻度颠簸 中度颠簸 重度颠簸DEVG（m/s） <2.0 2.0 4.5 4.5 9.0 >9.0EDR（m2/s3） 0 <0.027 0.027 0.125 >0.125AMDAR 资料具有数据量大、时空分辨率高、观测精确等特点，很好的弥补了航空气象研究中观测资料的缺失，也填补如海洋、山区等难以实施观测的地区的气象资料的空白。随着 AMDAR 计划的发展，运用 AMDAR 资料的研究也陆续
图 1-2 GTG 系统 6 小时颠簸预报示例（引自 Sharman[40]）预报的发展为飞机颠簸的预报提供了更加有效的方法。除了利用簸指数，各种数值预报产品在航空气象服务中也由广泛的运用。心（WAFC）制作的 WAFS 产品是民航气象中心运用最广的数值其中包含了对飞机颠簸和积冰等重要天气的预报（Significant WeSIGWX）。沈宏彬等[45]结合航空器空中报告，对 WAFS 预报产品爱民等[46]提取 WAFS 数据形成可视化产品，并用于预报颠簸和积 SADIS 颠簸产品、DVSI 预报产品、区域预报（GAMET）、重要ET）和低空气象情报（AIRMET）等。的研究内容首先基于飞机颠簸观测资料和 ERA-Interim 再分析资料，计算了颠对应的颠簸指数，利用不同评估指标对比了 7 种颠簸指数在中国。之后，根据指数对比结果，选取诊断效果较好的 3 种颠簸指数及5 年 ERA-Interim 再分析资料计算飞机颠簸发生频率，统计中国地
料所用的飞机观测资料包括了 2011 年至 2015 年中国地区的航空器空球飞机观测定时值基础数据集》。其中，航空器空中报告包含了民航整理的飞行员空中报告，主要记录了飞机颠簸的发生时间、经纬度。球飞机观测定时值基础数据集》由国家气象信息中心整编，包含了DAR 计划和中国 AMDAR 计划收集的全球和中国飞机观测要素，具数、飞行状态、温度、风向、风速以及颠簸相关指数等。根据等效机颠簸的对应关系，筛选出中国地区的飞机颠簸记录（DEVG 未缺颠簸记录、轻度颠簸、中度颠簸和重度颠簸，以及对应的时间、经纬以下对不同强度的颠簸观测数据做一个简单的统计。 2-1 可以看出，有等效垂直阵风的飞机观测中，无颠簸的飞机观测高，达到了 65%以上，中度及以上（MOG）颠簸仅有 10%左右，这PIREPs 资料所做的统计结果较为接近。
本文编号：2777683
【学位授予单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V321.22
【图文】：
图 1-1 2008 年 8 月 10 日 AMDAR 观测资料的水平分布（引自陶士伟等[29]）AMDAR 资料包含了飞机尾号、观测时间、高度、经纬度、风向、风速、温度和飞行阶段等信息，特殊情况下还包含了飞机颠簸和飞机积冰。自 2005 年起，AMDAR 资料中加入了对飞机颠簸的观测，以等效垂直阵风（Derived EquivalentVertical Gust, DEVG）和湍流耗散率（Eddy Dissipation Rate, EDR）表征颠簸强度。等效垂直阵风的数据仅限于澳大利亚飞往亚洲和欧洲的约 80 架航班，湍流耗散率则仅限于美国本土约 100 架航班。两个物理量大小与飞机颠簸强度的对应关系如表 1-1。表 1-1 颠簸强度与物理量的对应关系[30]颠簸强度 无颠簸 轻度颠簸 中度颠簸 重度颠簸DEVG（m/s） <2.0 2.0 4.5 4.5 9.0 >9.0EDR（m2/s3） 0 <0.027 0.027 0.125 >0.125AMDAR 资料具有数据量大、时空分辨率高、观测精确等特点，很好的弥补了航空气象研究中观测资料的缺失，也填补如海洋、山区等难以实施观测的地区的气象资料的空白。随着 AMDAR 计划的发展，运用 AMDAR 资料的研究也陆续
图 1-2 GTG 系统 6 小时颠簸预报示例（引自 Sharman[40]）预报的发展为飞机颠簸的预报提供了更加有效的方法。除了利用簸指数，各种数值预报产品在航空气象服务中也由广泛的运用。心（WAFC）制作的 WAFS 产品是民航气象中心运用最广的数值其中包含了对飞机颠簸和积冰等重要天气的预报（Significant WeSIGWX）。沈宏彬等[45]结合航空器空中报告，对 WAFS 预报产品爱民等[46]提取 WAFS 数据形成可视化产品，并用于预报颠簸和积 SADIS 颠簸产品、DVSI 预报产品、区域预报（GAMET）、重要ET）和低空气象情报（AIRMET）等。的研究内容首先基于飞机颠簸观测资料和 ERA-Interim 再分析资料，计算了颠对应的颠簸指数，利用不同评估指标对比了 7 种颠簸指数在中国。之后，根据指数对比结果，选取诊断效果较好的 3 种颠簸指数及5 年 ERA-Interim 再分析资料计算飞机颠簸发生频率，统计中国地
料所用的飞机观测资料包括了 2011 年至 2015 年中国地区的航空器空球飞机观测定时值基础数据集》。其中，航空器空中报告包含了民航整理的飞行员空中报告，主要记录了飞机颠簸的发生时间、经纬度。球飞机观测定时值基础数据集》由国家气象信息中心整编，包含了DAR 计划和中国 AMDAR 计划收集的全球和中国飞机观测要素，具数、飞行状态、温度、风向、风速以及颠簸相关指数等。根据等效机颠簸的对应关系，筛选出中国地区的飞机颠簸记录（DEVG 未缺颠簸记录、轻度颠簸、中度颠簸和重度颠簸，以及对应的时间、经纬以下对不同强度的颠簸观测数据做一个简单的统计。 2-1 可以看出，有等效垂直阵风的飞机观测中，无颠簸的飞机观测高，达到了 65%以上，中度及以上（MOG）颠簸仅有 10%左右，这PIREPs 资料所做的统计结果较为接近。
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 黄超凡;周林;宋帅;吴炎成;刘爽;;南海周边海域越洋航线晴空颠簸的数值预报研究[J];气象科学;2015年03期
2 沈宏彬;李跃春;;WAFS网格点数据对拉萨航路颠簸的预报检验[J];高原山地气象研究;2014年03期
3 魏学军;姜桓;王贵明;孙建睿;;雷暴对航空飞行的灾害分析[J];内蒙古气象;2013年04期
4 刘烈霜;金山;刘开宇;;用AMDAR资料分析两次强飞机积冰过程[J];气象科技;2013年04期
5 吴炎成;周林;刘科峰;黄超凡;舒展;;基于AMDAR资料应用于中国周边海域飞机颠簸的统计分析[J];气象科学;2014年01期
6 黄仪方;马婷;;现代气象资料在飞机颠簸预报中的应用[J];科技创新导报;2012年08期
7 巩敏莹;崔竹囡;靳英燕;黎巍;;西北地区中度以上颠簸的物理量场特征[J];中国民航大学学报;2011年05期
8 黄仪方;孙智博;肖焕权;;我国高原重要航线飞机颠簸分布规律分析[J];中国民航飞行学院学报;2011年01期
9 陶士伟;郝民;赵琳娜;;AMDAR观测资料分析及质量控制[J];气象;2009年12期
10 刘峰;赵琳;田军;李银芳;;“2007.7.6”飞机颠簸事件数值模拟与成因分析[J];气象;2009年10期
本文编号：2777683
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