哈爾濱機場強對流天氣條件下的管制服務(wù)

趙利民,黃紅兵

(民航黑龍江空管分局,黑龍江 哈爾濱150079)

1 哈爾濱機場主要氣候特點

1.1 全年氣候概況

哈爾濱太平國際機場(以下簡稱機場)屬溫帶大陸性季風氣候， 冬季主要受極地大陸氣團-西伯利亞冷氣團影響，夏季主要受熱帶太平洋暖氣團影響。

機場主要氣候特點：冬季漫長，夏季次之，春、秋季短暫，四季分明；全年盛行南風和西風，其中夏季、秋季和冬季主要盛行南風，春季主要盛行西風；全年平均氣溫較低，氣溫年變化和日變化均較大，夏季較為炎熱但持續(xù)時間較為短暫，冬季嚴寒并且持續(xù)時間漫長；相比全國其它地區(qū)，全年少云雨，多晴天，降水相對較為集中，其中降水量和降水日數(shù)以夏季最多，其次是春季、秋季，冬季最少。

1.2 季節(jié)天氣現(xiàn)象

哈爾濱機場春、秋季節(jié)平均風速較大，大風日數(shù)較多，有時還伴有沙塵暴；夏季常出現(xiàn)雷暴、大雨和暴雨并伴有低能見度、低云，雷暴還常伴有強降水、雷電、顛簸、大風和風切變等天氣；秋末至初春為機場降雪期，降雪常使能見度降低、跑道積雪或結(jié)冰；冬季霧、煙等現(xiàn)象較為頻繁，常影響早晚能見度。

根據(jù)《哈爾濱太平國際機場航空氣候志》記載，歷年出現(xiàn)的主要天氣現(xiàn)象，其年平均日數(shù)見表1。

表1 機場主要天氣現(xiàn)象年平均日數(shù)

1.3 雷雨季節(jié)分布特點

根據(jù)機場1986-2011年共26 a 的氣象觀測記錄表明，機場歷年出現(xiàn)的雷暴最早曾出現(xiàn)在3月末，最晚曾出現(xiàn)在11月初。 但根據(jù)氣候?qū)W關(guān)于季節(jié)劃分方法和機場的氣候特點，機場雷雨季節(jié)一般是在5月上旬至9月下旬，這個時期強對流性天氣集中而強度強烈。 機場歷年各月雷暴平均日數(shù)見表2。

依據(jù)表1、表2 中所述，機場雷暴全年平均日數(shù)為25.6 d，其中在5-9月的雷雨季節(jié)里平均日數(shù)為24.7 d。在雷雨季節(jié)里，一般每4-6 d 就出現(xiàn)一次強對流性天氣過程，并常常伴有強降水、雷電、顛簸、風切變等災(zāi)害性天氣，對飛行安全和管制服務(wù)影響都很大。

表2 機場各月雷暴年平均日數(shù)

2 強對流天氣對飛行安全的影響

2.1 強降水

(1)強降水使航空器力學(xué)結(jié)構(gòu)改變。強降水能造成機翼和機身表面粗糙不平，改變流過機身、機翼的空氣流線，使航空器阻力增大，升力減小，并且強降水的沖擊還可能造成航空器水平和垂直方向的動量損失，可能造成航空器在進近著陸過程中失速。(2)強降水使跑道摩擦系數(shù)降低。 強降水時跑道道面變得濕滑，使航空器剎車效應(yīng)變差。 在強降水中起降的航空器，起飛和著陸的滑跑距離要增加，容易對航空器造成危險。 (3)強降水使能見度下降。 由于降水在風擋玻璃上形成水流，加上濃濃的雨幕使得空中進近著陸的航空器能見度變差，特別是夜航進近打開著陸燈后還容易形成光屏，使機組看不清楚跑道及周圍的地標燈參照物。(4)強降水使駕駛員產(chǎn)生視覺錯誤。 人們總是習慣將亮的東西看得較近，將暗的東西看得較遠。 在強降水過程中著陸，容易造成航空器駕駛員目測過高，可能使機組在高度偏低的情況下仍誤以為航空器處于正常高度， 進而可能造成航空器提前接地。

2.2 雷電

雷電對飛行安全威脅極大。據(jù)監(jiān)測，當閃電發(fā)生時，積雨云中電場強度可達2×104V/M 以上，2×105A 的電流形成一條溫度可達1 5000-20 000 ℃的狹長區(qū)域,如果航空器誤入其中， 可能燒壞機身及航空器內(nèi)部設(shè)備，甚至危及機組和乘客的安全。

2.3 顛簸

航空器在飛行中，若進入不平穩(wěn)氣流區(qū)內(nèi)，會遇到時大時小的升降氣流或水平氣流對航空器的沖擊，使航空器的升力相應(yīng)的發(fā)生忽大忽小的不規(guī)則變化，從而造成航空器顛簸。 在雷暴云有廣泛的亂流區(qū)，它們分布不均，常常造成強烈的顛簸。 顛簸常常造成駕駛員操縱航空器困難，很難使航空器準確地保持在下滑道上；顛簸容易造成航空器的高度表和空速表指示失真；在雷暴云中強烈的顛簸飛行可能使航空器的機載超過容許的極限，造成航空器結(jié)構(gòu)的損壞；顛簸還可能使航空器姿態(tài)超過臨界迎角，可能造成航空器失速。

2.4 低空風切變

低空風切變是指地面到600 m 高的空中風矢量和風速在短距離二點之間的差值突然發(fā)生較大變化的現(xiàn)象。 它具有超低空、超短時、超小尺度特點。 根據(jù)航空器相對于風矢量的方位不同，一般把其劃分為四種：順風切變，逆風切變，側(cè)風切變和垂直風切變。低空風切變對航空器的影響：順風切變，將使航空器空速突然減小，升力下降，極易造成航空器提前接地；側(cè)風切變，極易使航空器發(fā)生側(cè)滑、滾轉(zhuǎn)、沖出跑道；垂直風切變是影響航空器起落的最嚴重的一種風切變，容易造成航空器空速和升力先突然增大，又突然減小，給航空器操縱帶來了極大的困難，極易造成航空器失速和掉高度。

3 哈爾濱機場管制區(qū)的特點

在哈爾濱機場管制區(qū)內(nèi)有五個空軍機場，對哈爾濱機場管制區(qū)內(nèi)飛行的影響和限制很大，其訓(xùn)練飛行航線穿越哈爾濱機場一邊和五邊。哈爾濱機場所有進離場航線都穿越這些訓(xùn)練空域。 另外，哈爾濱機場管制區(qū)日保障架次日益增多，保障時間段又相對比較集中，進出航班最繁忙兩條航路(A588 和G212)的飛行沖突又多集中在水泉臺(LS)上空，繁忙時段飛行流量幾乎飽和，尤其在強對流性天氣條件下，給管制服務(wù)帶來很大的壓力。

4 強對流天氣下的管制服務(wù)

黑龍江空管分局針對哈爾濱機場強對流天氣的特點，結(jié)合哈爾濱管制區(qū)內(nèi)航路和航線的布局，經(jīng)過多年的探索，尋求了一些成功的做法，為確保飛行安全發(fā)揮了積極的作用。

4.1 做好人員的培訓(xùn)

針對哈爾濱機場強對流天氣的易發(fā)季節(jié)，每年龍江分局都提前組織管制人員、氣象人員和技術(shù)保障人員開展“三學(xué)一練一達標”活動。 一學(xué)行業(yè)規(guī)章，二學(xué)強對流天氣下保障程序，三學(xué)應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，進行模擬機大流量演練，組織理論和技能考核，考核達標方可上崗。聘請氣象專家講解強對流天氣方面的知識以及對飛行安全的危害，提高管制人員的風險意識。 邀請空軍和飛行人員與管制人員座談，尋求空軍的支持和配合，增強飛行人員與管制人員的溝通和理解。 充分利用交接班會，研究管制服務(wù)環(huán)境，分析面臨的形勢，指出保障困難，探討保障方案，確保措施有力。

4.2 雷雨條件下的管制工作

首先，管制席位管制員及時向氣象臺了解管制區(qū)內(nèi)雷雨的性質(zhì)、范圍、發(fā)展趨勢、移動方向和速度。 管制席位的管制員及時向有關(guān)航空器通報雷雨情況并向航空器駕駛員詢問他們觀察和探測到的雷雨情況以及續(xù)航時間和繞飛意圖。 第二，管制席位的管制員利用二次雷達密切監(jiān)視航空器的飛行，特別是在多架航空器繞飛雷雨時，嚴格保持航空器的間隔，及時提醒機組注意限制區(qū)。第三，當航空器不能避開雷雨時，根據(jù)機組意圖是返航還是備降，管制人員及時通知有關(guān)管制室做好后續(xù)管制服務(wù)工作，同時暫緩放行有關(guān)航空器。

4.3 風切變條件下的管制工作

當管制員收到氣象臺通報或機組報告有風切變時，立即通知有關(guān)航空器，提醒機組與成熟的雷暴云和強降水區(qū)保持適當?shù)木嚯x。 同時迅速調(diào)配其它航空器避讓，防止航空器無法保持飛行高度或采取機動措施。

4.4 顛簸條件下的管制工作

管制員上崗前，詳細了解管制區(qū)內(nèi)航線上可能出現(xiàn)的顛簸區(qū)域， 以便指揮航空器避免進入顛簸強烈的區(qū)域。 當管制員收到空中機組報告發(fā)生顛簸，提醒或指揮機組保持平飛；若在低空飛行，還要提醒機組保持安全高度。 當管制員收到空中機組報告出現(xiàn)強烈顛簸，威脅到飛行安全時，指揮其改變高度或暫時偏離航線，確保迅速脫離顛簸區(qū)；若在低空飛行，指揮其向上脫離；若在云中或云旁，指揮其迅速飛離云體。

4.5 強降水條件下的管制工作

當本場或本區(qū)域出現(xiàn)強降水時，值班管制員要掌握相鄰管制區(qū)和周邊備降場的天氣情況。根據(jù)氣象預(yù)報和雷達回波圖，及時將強降水的特點通報機組并詢問機組意圖，提前向空軍申請繞飛空域，同時適當加大管制間隔，避免因繞飛雷雨造成新的沖突。 提醒機場場務(wù)部門測量跑道摩擦系數(shù)，及時通報有關(guān)航空器。