【摘要】：飛機(jī)顛簸是影響飛行安全的重要航空天氣現(xiàn)象,是航空氣象業(yè)務(wù)與科學(xué)研究的關(guān)注重點(diǎn)。本文基于飛機(jī)觀測資料和ERA-Interim再分析資料,結(jié)合多種評估指標(biāo)對7種顛簸指數(shù)在中國地區(qū)的診斷效果進(jìn)行了對比分析。根據(jù)指數(shù)的對比結(jié)果,選取診斷效果較好的3種指數(shù)計算了中度及以上(MOG)飛機(jī)顛簸的發(fā)生頻率,并統(tǒng)計了中國地區(qū)飛機(jī)顛簸的氣候特征。最后,從氣候平均和個例分析兩方面,分析了指數(shù)物理量與飛機(jī)顛簸的對應(yīng)關(guān)系,探究影響顛簸的因素,得到了如下結(jié)論:指數(shù)評估指標(biāo)對不同指數(shù)的閾值變化的敏感程度不同,PODY和PODN具有相反的變化趨勢且對于指數(shù)閾值的變化敏感;TSS和ETS評分的變化趨勢一致且都對布朗指數(shù)、埃爾羅德指數(shù)1和水平溫度梯度指數(shù)的閾值變化相對敏感。布朗指數(shù)是中國地區(qū)診斷效果最好的飛機(jī)顛簸指數(shù),埃爾羅德指數(shù)1和水平溫度梯度指數(shù)也有較好的診斷表現(xiàn)。中國地區(qū)飛機(jī)顛簸主要發(fā)生在400 200hPa高度上且高發(fā)區(qū)的高度從夏季到冬季略有下降,這可能與對流層頂隨季節(jié)的變化有關(guān)。中國中東部地區(qū)、西藏東部和四川北部是飛機(jī)顛簸的高發(fā)區(qū);華南地區(qū)和云南地區(qū)顛簸發(fā)生頻率較小。高發(fā)區(qū)的位置在冬、春兩季偏南,夏季偏西北,這可能與高空急流區(qū)隨季節(jié)的南北移動相關(guān);同時,顛簸高發(fā)區(qū)的范圍和中心頻率大小也有季節(jié)變化。中國中東部地區(qū)高空的顛簸高影響區(qū)中飛機(jī)顛簸具有一定的年際變化特征。急流區(qū)附近的強(qiáng)垂直風(fēng)切變是影響飛機(jī)顛簸的主要因素。風(fēng)場形變、絕對渦度、水平溫度梯度和水平風(fēng)切變也是造成中國中東部地區(qū)飛機(jī)顛簸的重要因素。而水平散度對于飛機(jī)顛簸的影響甚小。
【學(xué)位授予單位】：成都信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V321.22
【圖文】：

圖 1-1 2008 年 8 月 10 日 AMDAR 觀測資料的水平分布（引自陶士偉等[29]）AMDAR 資料包含了飛機(jī)尾號、觀測時間、高度、經(jīng)緯度、風(fēng)向、風(fēng)速、溫度和飛行階段等信息，特殊情況下還包含了飛機(jī)顛簸和飛機(jī)積冰。自 2005 年起，AMDAR 資料中加入了對飛機(jī)顛簸的觀測，以等效垂直陣風(fēng)（Derived EquivalentVertical Gust, DEVG）和湍流耗散率（Eddy Dissipation Rate, EDR）表征顛簸強(qiáng)度。等效垂直陣風(fēng)的數(shù)據(jù)僅限于澳大利亞飛往亞洲和歐洲的約 80 架航班，湍流耗散率則僅限于美國本土約 100 架航班。兩個物理量大小與飛機(jī)顛簸強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系如表 1-1。表 1-1 顛簸強(qiáng)度與物理量的對應(yīng)關(guān)系[30]顛簸強(qiáng)度 無顛簸 輕度顛簸 中度顛簸 重度顛簸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 資料具有數(shù)據(jù)量大、時空分辨率高、觀測精確等特點(diǎn)，很好的彌補(bǔ)了航空氣象研究中觀測資料的缺失，也填補(bǔ)如海洋、山區(qū)等難以實(shí)施觀測的地區(qū)的氣象資料的空白。隨著 AMDAR 計劃的發(fā)展，運(yùn)用 AMDAR 資料的研究也陸續(xù)

圖 1-2 GTG 系統(tǒng) 6 小時顛簸預(yù)報示例（引自 Sharman[40]）預(yù)報的發(fā)展為飛機(jī)顛簸的預(yù)報提供了更加有效的方法。除了利用簸指數(shù)，各種數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在航空氣象服務(wù)中也由廣泛的運(yùn)用。心（WAFC）制作的 WAFS 產(chǎn)品是民航氣象中心運(yùn)用最廣的數(shù)值其中包含了對飛機(jī)顛簸和積冰等重要天氣的預(yù)報（Significant WeSIGWX）。沈宏彬等[45]結(jié)合航空器空中報告，對 WAFS 預(yù)報產(chǎn)品愛民等[46]提取 WAFS 數(shù)據(jù)形成可視化產(chǎn)品，并用于預(yù)報顛簸和積 SADIS 顛簸產(chǎn)品、DVSI 預(yù)報產(chǎn)品、區(qū)域預(yù)報（GAMET）、重要ET）和低空氣象情報（AIRMET）等。的研究內(nèi)容首先基于飛機(jī)顛簸觀測資料和 ERA-Interim 再分析資料，計算了顛對應(yīng)的顛簸指數(shù)，利用不同評估指標(biāo)對比了 7 種顛簸指數(shù)在中國。之后，根據(jù)指數(shù)對比結(jié)果，選取診斷效果較好的 3 種顛簸指數(shù)及5 年 ERA-Interim 再分析資料計算飛機(jī)顛簸發(fā)生頻率，統(tǒng)計中國地

料所用的飛機(jī)觀測資料包括了 2011 年至 2015 年中國地區(qū)的航空器空球飛機(jī)觀測定時值基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集》。其中，航空器空中報告包含了民航整理的飛行員空中報告，主要記錄了飛機(jī)顛簸的發(fā)生時間、經(jīng)緯度。球飛機(jī)觀測定時值基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集》由國家氣象信息中心整編，包含了DAR 計劃和中國 AMDAR 計劃收集的全球和中國飛機(jī)觀測要素，具數(shù)、飛行狀態(tài)、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速以及顛簸相關(guān)指數(shù)等。根據(jù)等效機(jī)顛簸的對應(yīng)關(guān)系，篩選出中國地區(qū)的飛機(jī)顛簸記錄（DEVG 未缺顛簸記錄、輕度顛簸、中度顛簸和重度顛簸，以及對應(yīng)的時間、經(jīng)緯以下對不同強(qiáng)度的顛簸觀測數(shù)據(jù)做一個簡單的統(tǒng)計。 2-1 可以看出，有等效垂直陣風(fēng)的飛機(jī)觀測中，無顛簸的飛機(jī)觀測高，達(dá)到了 65%以上，中度及以上（MOG）顛簸僅有 10%左右，這PIREPs 資料所做的統(tǒng)計結(jié)果較為接近。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2777683