雷暴对航空飞行的影响研究

发布时间：2020-11-23 14:51

　　 雷暴是一种强对流性恶劣天气,对飞行安全有强烈的威胁,雷暴区域一直以来都是飞行的禁区,为了飞行安全,航空器在飞行过程中必须避开雷暴区域。因此,如何在确保飞行安全的同时,准确高效地划设雷暴区域,并根据延误成本决策飞行一直是研究的重点。本文以西安2017年5月2日的一次雷暴过程为例,分析此次雷暴过程发生之前的环流形势,并根据雷暴发生的有利条件对物理量进行诊断分析,归纳此次雷暴过程前的物理特点;然后利用多普勒天气雷达资料对此次雷暴过程进行分析并利用德洛内三角剖分的方法划设雷暴区域并确定雷暴中心,通过雷暴中心的移动确定此次雷暴过程的移动轨迹;再定义飞行安全余度区域及计算方法,并结合GIS工具Arc Map强大的空间分析功能将西安管制区内的航管信息与多普勒天气雷达信息进行融合处理分析,确定飞行限制区域,以更直观简便的方法确定此次雷暴过程中受到影响的航路航线;最后对此次雷暴过程影响下机场延误水平进行评估,并与飞行计划结合,确定此次雷暴过程中受到影响的航班,得到机场的评估流量情况,为航空公司决策飞行提供支持。分析结果表明:(1)在雷暴过程发生之前,位于关中地区的西安咸阳国际机场中低层处于暖湿空气的控制下,高层有一高空槽过境,受到暖湿空气控制的同时又受到西北方向过来的干冷空气冲击,同时低层有来自孟加拉湾和我国东海方向的水汽输送,低层做辐合上升运动,且K指数和CAPE指数配合较好,各方面因素显示不久将有雷暴过程发生。(2)基于德洛内三角剖分的方法处理多普勒天气雷达数据划设雷暴影响区域显示效果比较不错,但得到的雷暴区域不能直观的确定受雷暴影响的航路航线。根据多边形重心的原理计算出雷暴中心坐标,通过分析其变化发现此次雷暴过程的移动没有明显规律,只是整体略微东移。(3)利用ArcMAP将航管信息和天气雷达信息融合是一种全新的尝试,在其基础上定义飞行安全余度并计算其范围划设出飞行限制区,可以简单直观地了解雷暴过程的移动及其影响的航路航线。(4)本次雷暴过程持续影响着西安咸阳国际机场,分析当航班以该机场为起点或终点时应对雷暴过程的不同方式,并根据飞行计划与受影响航路航线结合确定此次雷暴过程导致45架次航班不同程度的延误;再定义准点流量,得到在2017年5月2日当日时间内,因雷暴天气过程而导致航班的准点率只有94.9%,通过评估机场的流量变化,为航空公司积累飞行决策经验。
【学位单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V321.227
【部分图文】：

图 1-1 论文框架结构图安排究主要内容将全文分为七章，各章具体安排如下：，绪论部分，阐述了本论文的研究背景和意义；对国内外关于暴对航空气象服务影响和航管信息与气象信息融合的研究现状指出目前研究中存在的问题和不足，并为本文研究工作提供理，数据资料与资料处理方法，介绍了个例的选择及本文使用的具体说明采用何种方法对这些资料进行处理及运用。，雷暴天气过程分析及物理量诊断研究，根据欧洲中心的再分过程发生前的环流形势进行分析，然后再对其物理量进行诊断程前的物理特点，分析雷暴有利条件。，基于多普勒天气雷达信息确定雷暴影响区域的方法研究，根信息分析此次天气过程，然后使用德洛内三角剖分的方法处理暴影响区域，并利用数据里雷暴反射率回波强度找到雷暴区域

（a）（c）（e）为5月2日02:00形势场

成都信息工程大学硕士学位论文第 15 页 共 55 页图3-3 （a）（b）涡度分别在850hPa和300hPa上的分布（c）（d）散度分别在850hPa和300hPa上的分布（e）（f）涡度和散度在109°E上的垂直分布根据图3-3（a）中涡度在850hPa上的分布可以看出在陕西地区大部分都是红色区域，（c）中散度在850hPa上的分布可以看出在陕西地区大部分都是红色区域，这表示该地区主要是做辐合上升运动，同时可以发现在陕西中西部有一个辐合中心，与水汽通量和水汽通量散度图相结合可以看出在低层水汽充分的汇聚并产生辐合上升运动，带来向上的冲击力。由（b）中涡度在300hPa上的分布可以看出陕西北部和南部是蓝色区域，由（d）中散度在300hPa上的分布可以看出陕西大部分都是红色区域，表示该地区是以辐散下沉运动为主，还有部分是继续做辐合上升运动。由于西安咸阳机场位于34°N，109°E附近
【参考文献】

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本文编号：2894729