飛機(jī)積霜與飛行安全.doc

飛機(jī)積霜與飛行安全一、預(yù)測(cè)積霜的必要性確保正點(diǎn)率1994年大阪機(jī)場(chǎng)夜間入駐的飛機(jī)大約有1017架。據(jù)說(shuō)通常，除霜作業(yè)所需的時(shí)間每架飛機(jī)約為20分鐘，但是一旦需要除霜作業(yè)，因?yàn)樾枰鳂I(yè)人員的關(guān)系，所以維修部門的業(yè)務(wù)繁忙程度趨于大大增加之勢(shì)。另一方面，早上78點(diǎn)半起飛的航班大約有10班，當(dāng)多數(shù)飛機(jī)上出現(xiàn)積霜時(shí)，有可能會(huì)影響正點(diǎn)起飛，這是令人擔(dān)心的。1994年關(guān)西機(jī)場(chǎng)開港的同時(shí)，伊丹機(jī)場(chǎng)的航班構(gòu)成也作了變更。早上時(shí)間帶的構(gòu)成也變更了，其結(jié)果始發(fā)時(shí)間推遲了一些。為此，起飛時(shí)間晚的飛機(jī)，在氣象條件許可的情況下，可以通過(guò)氣溫上升及日照自然融霜，這和原來(lái)不同，不一定要對(duì)所有飛機(jī)都進(jìn)行除霜作業(yè)了。當(dāng)然也有這種情況，例如，在大阪維修中心，1994年設(shè)置了“在5點(diǎn)的外界氣溫為-1以上，且東方無(wú)云時(shí)，對(duì)8點(diǎn)以后起飛的班機(jī)就不再實(shí)施除霜作業(yè)”的標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于實(shí)際上的作業(yè)。為防止延誤對(duì)8點(diǎn)以前起飛班機(jī)進(jìn)行除霜作業(yè)，通過(guò)預(yù)測(cè)有無(wú)積霜而有效地設(shè)定維修部門的除霜作業(yè)計(jì)劃是不可缺少的。為此，大空支STC部（老飛行部）就建立了地面航運(yùn)人員前一天預(yù)測(cè)有無(wú)積霜可能性并與維修部門取得聯(lián)系的體制。二、預(yù)測(cè)積霜的判斷指標(biāo)那么究竟在什么樣的氣象條件下會(huì)被認(rèn)為有積霜呢？從19841992年的資料分析看，積霜都在下列幾種條件同時(shí)存在時(shí)出現(xiàn)。最低氣溫0.5以下露點(diǎn)差在最低氣溫出現(xiàn)時(shí)為3以內(nèi)風(fēng)速?gòu)陌胍沟皆缟弦恢痹?kts以下云量從半夜到早上的中低空云在2/8以下基本上，上述指標(biāo)和過(guò)去一直被作為農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)有霜時(shí)考慮的“夜間放射冷卻增強(qiáng)的條件”幾乎相同，但有趣的是，結(jié)果露點(diǎn)差（TTd）在3以內(nèi)和大氣稍濕潤(rùn)時(shí)，飛機(jī)上積霜顯著。關(guān)于這一點(diǎn)，雖然還未得出結(jié)論，但可以考慮以下理由?！耙话銇?lái)說(shuō)，空氣中水蒸氣量越少，夜間放射冷卻就越強(qiáng)，但飛機(jī)上的積霜，大部分是附著在金屬面上，植物和土壤本身就含有水分，而且葉面等也會(huì)蒸發(fā)一些水蒸氣。飛機(jī)則不同，它的金屬面不產(chǎn)生蒸發(fā)，所以在空氣中需要有一點(diǎn)水蒸氣量?！甭饵c(diǎn)差濕數(shù)，指的是氣溫露點(diǎn)溫度的差（TTd）。其差越小大氣就越濕潤(rùn)，即其差為0時(shí)達(dá)到（飽和）。另外，農(nóng)業(yè)氣象把地面氣溫3定為下霜的大致標(biāo)準(zhǔn)值，在飛機(jī)上積霜的標(biāo)準(zhǔn)值大致為0.5。因?yàn)榍罢呤且缘孛婊蚪咏孛嫣幍乃獮閷?duì)象的，所以幾乎都可以考慮接地逆溫層的形成。而我們研究的是在地面幾米高處發(fā)生的積霜，可以認(rèn)為是因積霜面高度的不同而出現(xiàn)了這樣的結(jié)果。因此，根據(jù)氣象通報(bào)方式發(fā)生變化的1993年以后的2年來(lái)的資料，再次研究了上述指標(biāo)是否有效的問(wèn)題。1.最低氣溫被視為積霜的時(shí)日，最低氣溫最高達(dá)到1。在1-1之間，因和露點(diǎn)差、風(fēng)速、云量、云底高度等的關(guān)系，下霜和不下霜的時(shí)日都出現(xiàn)過(guò)，但在0以下時(shí)積霜時(shí)日的概率幾乎是90%。最低氣溫在-2以下時(shí)，與其它因素?zé)o關(guān)，積霜時(shí)日的概率為100%，相反在2以上時(shí)，積霜時(shí)日的概率是0%。觀測(cè)期間觀測(cè)到的最低氣溫是-3。2.露點(diǎn)差出現(xiàn)積霜的日子90%以上是露點(diǎn)差在4以內(nèi)，露點(diǎn)差被限定在3以內(nèi)時(shí)，積霜的時(shí)日為72%的日子下霜。在大氣干燥之日一般是不發(fā)生積霜的。3.風(fēng)速在出現(xiàn)積霜的全部日子中，風(fēng)速在4kts以下的時(shí)日正好占80%，有時(shí)風(fēng)速在7kts時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)積霜，而且分布也很不一樣。若限定于這期間的數(shù)據(jù)資料，與最低氣溫、露點(diǎn)差相比，積霜和風(fēng)速的關(guān)系的普遍化存在著困難的一面。4.云量、云底高度隨著1993年氣象通報(bào)方式的變化，云量的通報(bào)要點(diǎn)也發(fā)生了變化?，F(xiàn)在正處于為收集數(shù)據(jù)資料而在進(jìn)行基礎(chǔ)調(diào)查的時(shí)期，若限定于19931994年的情況，作為出現(xiàn)積霜的時(shí)日留下了以下結(jié)果。最下層的云量通報(bào)，在所有日子里均為CAVOKSCT，上述標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)有效。在SCT情況下，云底高度為150011000英尺時(shí)情況復(fù)雜，但是云底高度在30003500英尺時(shí)為最多，占整體的半數(shù)以上。通報(bào)第二層的時(shí)候約占30%，有時(shí)也通報(bào)比第一層更高的高度或BKN。通報(bào)到第三層的日子里積霜情況的實(shí)績(jī)?yōu)?%。通報(bào)第二層時(shí)，氣溫下降到冰點(diǎn)以下的情況幾乎沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)。注：CAVOK：比被指定的能見度、云、天氣的值和條件還好的狀況。關(guān)于云、云底高度為5000英尺以上。SCT、BKN、OVC：按照把全天分為1/8單位來(lái)表示的8分法，在0/8時(shí)，用CLR表示晴天；在1/84/8時(shí)，用SCT表示多云；在5/87/8時(shí)，用BKN表示忽陰忽晴；在8/8時(shí)，即全天被云覆蓋著，用OVC表示陰天。所謂SCT035是指云量SCT的云處于3500英尺高度。三、1994年的積霜預(yù)測(cè)法過(guò)去，預(yù)測(cè)積霜主要是在農(nóng)業(yè)氣象領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行，多半是以冬末到初春的所謂晚霜的預(yù)測(cè)法為主，因此，關(guān)于對(duì)離地面幾米高的飛機(jī)機(jī)翼的積霜，除1984年大空支航運(yùn)部的調(diào)查外，幾乎沒(méi)有其它調(diào)查實(shí)例。因此，在我們的活動(dòng)中，是以預(yù)測(cè)第二天早上氣象狀況能否成為上節(jié)所述的判斷指標(biāo)那樣的條件為預(yù)測(cè)積霜的中心。然而，這項(xiàng)指標(biāo)是在冬季具有代表性的氣象狀況下求得的，實(shí)際預(yù)測(cè)積霜還需要通過(guò)看有無(wú)降水及氣象衛(wèi)星對(duì)云區(qū)以及外區(qū)域的跟蹤來(lái)進(jìn)行綜合性判斷。1.預(yù)測(cè)最低氣溫作為預(yù)測(cè)方法，可以考慮的有著名的Young方式和以前一天最高氣溫求得的方法等，但作為最簡(jiǎn)便的方法還是利用氣象廳公布的大阪市內(nèi)明天早上的最低氣溫預(yù)報(bào)或采取從氣象畫面系統(tǒng)“Magics”的GPV數(shù)據(jù)資料進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。利用氣象廳公布的氣溫時(shí)，多是以大阪市內(nèi)-23為大阪機(jī)場(chǎng)的最低氣溫的標(biāo)準(zhǔn)。注：GPV：GridPointValue預(yù)報(bào)高空氣象資料Magics：MapsandGrafficInformationGreativeSystem給各基地終端配發(fā)飛行所需的氣象圖象信息系統(tǒng)。2.預(yù)測(cè)露點(diǎn)差主要利用上述大空支航運(yùn)部調(diào)查的資料，但數(shù)據(jù)資料的標(biāo)本數(shù)量很少，有時(shí)不一定會(huì)達(dá)到正確預(yù)測(cè)，因此要和上述的Magics數(shù)據(jù)資料一并使用。3.預(yù)測(cè)風(fēng)速因?yàn)轭A(yù)測(cè)早上的弱風(fēng)牽扯到日變化問(wèn)題，很難預(yù)測(cè)它的量，一般都適用于下午9點(diǎn)發(fā)出的FCST和TAF。注：FCST、TAF都是機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)發(fā)出的預(yù)報(bào)。FCST是6小時(shí)預(yù)報(bào)；TAF是24小時(shí)預(yù)報(bào)。4.預(yù)測(cè)云量、云底高度同前項(xiàng)一樣，仍然是以中、低空云云量和云底高度為對(duì)象，適用于下午9點(diǎn)發(fā)出的FCST和TAF。關(guān)于云量，隨著氣象通報(bào)方式的變化，現(xiàn)在正是收集基礎(chǔ)資料的階段。5.綜合預(yù)測(cè)1994年用個(gè)人計(jì)算機(jī)就可以分析積霜標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。具體做法是，采用回歸分析的方法，從過(guò)去的資料中調(diào)查上述判斷指標(biāo)和實(shí)際積霜之間的因果關(guān)系，并算出它們之間構(gòu)成何種關(guān)系式。一旦確定了這種關(guān)系式，把預(yù)測(cè)的數(shù)值代入這個(gè)關(guān)系式，即可算出結(jié)果數(shù)值。再利用這樣得到的數(shù)值和其它氣象資料進(jìn)行最終綜合判斷。四、1994年預(yù)測(cè)積霜結(jié)果1993年冬季預(yù)測(cè)積霜準(zhǔn)確率約為71%；1994年約為75%。這個(gè)數(shù)值雖然不能夠充分滿足要求，但是1994年成績(jī)提高了，可以取得合格分。預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確的情況有，但都是因?yàn)闅庀笄闆r引起的。預(yù)測(cè)“有”，結(jié)果“無(wú)”的事例比較多的表明在綜合預(yù)測(cè)難以判斷時(shí)，負(fù)責(zé)者則多傾向于“有”。從驗(yàn)證結(jié)果考察，“首先設(shè)定能夠引起積霜的氣象指標(biāo)，與其指標(biāo)一樣或接近其指標(biāo)的氣象狀況被預(yù)測(cè)為第二天早上的氣象時(shí)，積霜的可能性較高”，這種判斷方法今后也是可以充分利用的。五、面向今后預(yù)測(cè)的其它參考資料因?yàn)?994年是在作為過(guò)去積霜指標(biāo)的資料的基礎(chǔ)上，加上面向今后預(yù)測(cè)的高空實(shí)況等其它方面資料進(jìn)行收集的，所以作為新的著眼點(diǎn)在此介紹一下。1.氣溫、露點(diǎn)差的平均值（氣溫、露點(diǎn)差變化的趨勢(shì)）對(duì)于氣溫、露點(diǎn)差，以往主要重視最低氣溫出現(xiàn)時(shí)的氣溫、露點(diǎn)差，考慮到放射冷卻進(jìn)展?fàn)顩r至少也會(huì)給積霜造成影響，所以今后在夜間的變化傾向也需要注意。第二天早上有無(wú)積霜當(dāng)天最高氣溫氣溫/露點(diǎn)差最低氣溫溫度差21時(shí)00時(shí)03時(shí)出現(xiàn)時(shí)最高氣溫最低氣溫21時(shí)氣溫最低氣溫08.43.4/5.41.9/4.40.7/3.7-0.4/0.38.73.811.06.9/6.25.7/5.54.8/4.73.9/3.97.62.5全部平均值10.45.8/5.94.6/5.23.6/4.42.7/3.68.02.8從1994年成績(jī)得出的結(jié)論關(guān)于氣溫，在出現(xiàn)積霜的時(shí)日，夜間氣溫下降顯著。另外，也應(yīng)注意在半夜時(shí)已開始形成積霜條件這一結(jié)果。關(guān)于露點(diǎn)差，其變化趨勢(shì)無(wú)太大差異。2.高層氣溫、露點(diǎn)差的平均值根據(jù)高空實(shí)況，即使在離大阪機(jī)場(chǎng)最近的觀測(cè)地點(diǎn)也是米子和潮岬，關(guān)于氣溫的垂直分布，需要等待今后積累數(shù)據(jù)資料作進(jìn)一步分析，特別是（出現(xiàn)積霜天氣的云的狀況，以CAVOKSCT050以下為最多）相當(dāng)于5000英尺左右處的壓強(qiáng)為850hpa，以在此以下的低空標(biāo)準(zhǔn)為分析的中心，另外著眼于厚度并調(diào)查垂直結(jié)構(gòu)成也是有益的。有無(wú)積霜米子21時(shí)T/TTd與前日的溫度差925hpa850hpa925hpa850hpa潮岬21時(shí)T/TTd與前日的溫度差925hpa850hpa925hpa850hpa總平均值-1.8/3.0-6.2/2.8-0.2+0.20.7/3.9-4.0/4.4+0.1-0.1-0.1/3.6-4.8/3.9+0.1+0.10.8/8.7-4.1/8.7-0.6-0.34.1/8.3-0.5/8.2+0.3+0.13.1/8.3-1.6/8.6+0.0+0.1從1994年成績(jī)得出的結(jié)論日本海沿岸和太平洋沿岸的氣象狀況不同，明顯地表現(xiàn)在露點(diǎn)差上。關(guān)于氣溫，有積霜時(shí)和無(wú)積霜之差更明顯的是潮岬。從米子的實(shí)際情況看，一航降雪的標(biāo)準(zhǔn)值為850hpa，-6這個(gè)值成為大阪機(jī)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)積霜時(shí)的平均值，今后也可能成為一個(gè)指標(biāo)。3.東西、南北氣壓梯度差的平均值以大阪為中心的東西、南北間氣壓梯度和實(shí)際上在大阪刮的風(fēng)速之間的關(guān)系也可能成為調(diào)查對(duì)象。關(guān)于日變化需要分析層（Sequencde）高（Metar）。有無(wú)積霜廣島東京PSYNOR（21時(shí)）舞鶴潮岬PSYNOR（21時(shí)）5.6hpa2.0hpa4.9hpa1.6hpa總平均值5.1hpa1.7hpa從1994年成績(jī)得出的結(jié)論通常認(rèn)為預(yù)測(cè)的氣壓梯度大的話，風(fēng)速也會(huì)變大，因而難以形成積霜，但從實(shí)績(jī)看常出現(xiàn)相反的結(jié)果。典型數(shù)據(jù)不多，得不出結(jié)論，但在梯度增大的同時(shí)，高空冷空氣侵入，這對(duì)積霜影響較大，就會(huì)出現(xiàn)上述結(jié)果。今后，在繼續(xù)調(diào)查的同時(shí)，改變距離尺度的大小來(lái)研究P大概也是有益的。六