氣象觀測(cè)傳感器在飛機(jī)中的應(yīng)用說明

目前，在公共氣象觀測(cè)涉及的地基、空基、天基這三大領(lǐng)域中，氣象觀測(cè)的方法復(fù)雜多樣，通過地面氣象站、雷達(dá)、探空火箭、探空氣球、氣象衛(wèi)星等都能夠獲取相應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)。大部分商用飛機(jī)也裝有氣象傳感器和自動(dòng)數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能把飛行中的氣象測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸回地面，從而完成飛機(jī)氣象觀測(cè)的主要過程。

飛機(jī)觀測(cè)的優(yōu)點(diǎn)在于爬升、巡航、下降階段均可采集數(shù)據(jù)。

許多研究表明，飛機(jī)觀測(cè)資料有助于提高數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。目前，飛機(jī)觀測(cè)的優(yōu)點(diǎn)在于爬升、巡航、下降階段均可采集數(shù)據(jù)，且頻次高、密度大，可提高大尺度的短期和中期天氣預(yù)報(bào)能力，并彌補(bǔ)已有氣象探測(cè)手段在獲取大洋上空和高層大氣數(shù)據(jù)方面的不足。

我國關(guān)于飛機(jī)氣象觀測(cè)資料在數(shù)值預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究工作始于2002年底，中國氣象局與民航部門之間進(jìn)行了民用航空器探測(cè)氣象資料的采集傳輸試驗(yàn)，完成了資料的編解碼工作，建立了資料接收平臺(tái)。

目前，我國航空公司97.6％以上的航空器已安裝了氣象資料自動(dòng)傳感器和空地?cái)?shù)據(jù)傳輸設(shè)備，民航數(shù)據(jù)通信公司已在全國范圍內(nèi)的110多個(gè)機(jī)場(chǎng)建設(shè)了170多個(gè)地面站，用于接收飛機(jī)下傳的氣象觀測(cè)資料。

飛機(jī)觀測(cè)系統(tǒng)中的氣象信采集和傳輸處理

我們知道，飛行計(jì)劃需要精確的天氣預(yù)報(bào)，以便通過計(jì)算了解頭部及尾部風(fēng)和空氣溫度造成的燃料消耗。由于飛機(jī)大密度在機(jī)場(chǎng)起飛降落，其所攜帶的傳感器自動(dòng)探測(cè)的氣象觀測(cè)資料，已成為機(jī)場(chǎng)及其附近空域的實(shí)時(shí)探空資料。這些高密度的資料，使預(yù)報(bào)員能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)機(jī)場(chǎng)及周邊地區(qū)氣象要素及時(shí)空變化特點(diǎn)，進(jìn)而捕捉到一些常規(guī)探空觀測(cè)難于發(fā)現(xiàn)的中小尺度天氣系統(tǒng)及其演變趨勢(shì)，為準(zhǔn)確制作臨近和短時(shí)預(yù)報(bào)提供了準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)依據(jù)。

在實(shí)現(xiàn)飛機(jī)氣象觀測(cè)過程中，航空公司的飛機(jī)通常配備有比較成熟的自動(dòng)數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng)，能夠采集風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、氣壓、風(fēng)場(chǎng)等氣象信息。

例如，利用民航飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)和空速系統(tǒng)，能夠計(jì)算飛機(jī)相對(duì)于地面的速度和空氣相對(duì)于飛機(jī)的速度的矢量差，從而獲得風(fēng)場(chǎng)資料；通過鉑電阻測(cè)溫傳感器元件，可獲得氣溫資料；利用裝載在云物理探測(cè)、人工影響天氣作業(yè)專用飛機(jī)上的粒子測(cè)量系統(tǒng)及其他機(jī)載云物理探測(cè)儀器，可在云中探測(cè)各種尺度的液態(tài)和固態(tài)粒子的特征尺度和譜分布。