一種修正海平面氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)控方法在深圳機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用

翟曉 薛華星

（作者單位：中國(guó)民用航空深圳空中交通管理站）

機(jī)場(chǎng)天氣報(bào)告中的修正海平面氣壓（QNH）數(shù)據(jù)一般由氣象觀測(cè)編發(fā)報(bào)軟件自動(dòng)采集自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)中的QNH數(shù)值，按電碼報(bào)文編輯規(guī)則進(jìn)行處理后對(duì)外發(fā)布。一直以來(lái)，觀測(cè)報(bào)文偶爾會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際情況有偏差的QNH或遺漏了QNH的情況，這種情況的出現(xiàn)有人為原因，有設(shè)備原因，也有強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)境的原因。當(dāng)QNH與實(shí)況有偏差時(shí)，容易引發(fā)出飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)過(guò)高、飛機(jī)提前接地和飛機(jī)沖出跑道等使得飛行效率低下、安全事故發(fā)生等不同程度的問(wèn)題。

航空器在不同飛行階段飛行時(shí)，需要采用不同的高度測(cè)量基準(zhǔn)面。對(duì)于我國(guó)民用航空機(jī)場(chǎng)，航空器在過(guò)渡高度層及其以上高度時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1013.2 hPa作為高度表?yè)苷担谶^(guò)渡高度及其以下的高度使用機(jī)場(chǎng)修正海平面氣壓（QNH）作為高度表?yè)苷?。QNH對(duì)航空器的起飛和著陸有極其重要的影響，若使用的QNH比實(shí)際數(shù)值大，就會(huì)造成航空器進(jìn)場(chǎng)過(guò)低，導(dǎo)致提前著陸或場(chǎng)外著陸；若使用的QNH比實(shí)際數(shù)值小，就會(huì)造成航空器進(jìn)場(chǎng)過(guò)高，可能造成航空器復(fù)飛。歷史上曾出現(xiàn)過(guò)在天氣狀況不佳的情況下，由于飛行員混淆了高度基準(zhǔn)而導(dǎo)致航班跑道外墜毀的情況。

1 關(guān)鍵問(wèn)題

《空管系統(tǒng)不安全事件標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，機(jī)場(chǎng)天氣報(bào)告中的氣壓值、通報(bào)管制部門(mén)的氣壓值與實(shí)際應(yīng)報(bào)氣壓值相差3 hPa（含）以上為氣象嚴(yán)重差錯(cuò)，機(jī)場(chǎng)天氣報(bào)告中的氣壓值、通報(bào)管制部門(mén)的氣壓值與實(shí)際應(yīng)報(bào)氣壓值相差2 hPa為氣象一般差錯(cuò)。

QNH數(shù)據(jù)由氣象觀測(cè)部門(mén)提供，機(jī)場(chǎng)天氣報(bào)告中的QNH一般由氣象觀測(cè)編發(fā)報(bào)軟件自動(dòng)采集自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)中的QNH數(shù)值，按電碼報(bào)文編輯規(guī)則進(jìn)行處理后對(duì)外發(fā)布，提供給管制、機(jī)組等用戶使用，并參與國(guó)內(nèi)國(guó)際情報(bào)交換。一直以來(lái)，觀測(cè)報(bào)文偶爾會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際情況有偏差的QNH或遺漏了QNH的情況，這種情況的出現(xiàn)有人為原因，有設(shè)備原因，也有強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)境的原因。當(dāng)QNH與實(shí)況有偏差時(shí)，容易引發(fā)出飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)過(guò)高、飛機(jī)提前接地和飛機(jī)沖出跑道等使得飛行效率低下、安全事故發(fā)生等不同程度的問(wèn)題。

因此，面對(duì)飛行環(huán)節(jié)中非常關(guān)鍵的一環(huán)，除了要對(duì)工作流程的細(xì)化和人力資源的合理分配進(jìn)行改善外，也需要提出新思路、新方法來(lái)進(jìn)行緩解。

2 解決思路

圖1 2012—2018年四個(gè)跑道頭在相鄰例行發(fā)報(bào)時(shí)刻間（a）以及在同一例行發(fā)報(bào)時(shí)刻（b）的氣壓差值箱線圖（單位：hPa）

深圳空管站氣象臺(tái)針對(duì)觀測(cè)工作中與QNH數(shù)據(jù)相關(guān)的一系列問(wèn)題，進(jìn)行了數(shù)據(jù)上的分析。深圳機(jī)場(chǎng)目前是雙跑道運(yùn)行，圖1a為2012—2018年四個(gè)跑道頭在相鄰例行發(fā)報(bào)時(shí)刻間的氣壓差箱線圖，可以看出，各跑道頭之間的氣壓差分布基本一致，各跑道頭氣壓差值25%～75%的區(qū)間落在±0.2 hPa，除儀器缺測(cè)或維護(hù)的情況外，6年間氣壓半小時(shí)變化大于2 hPa的次數(shù)有33次，出現(xiàn)概率約為0.03%，且各季度均有分布，其中差值最大的是2013年3月28日下午的一次雷雨過(guò)程，半小時(shí)氣壓變化達(dá)到6.1 hPa。圖1b為2012—2018年四個(gè)跑道頭在同一例行發(fā)報(bào)時(shí)刻的氣壓差值箱線圖，可以看出，各跑道頭之間的氣壓差25%～75%的區(qū)間落在±0.2 hPa之內(nèi)，R34-15、R34-33的中位數(shù)與上四分位數(shù)相同，R15-33的中位數(shù)與25%和75%的區(qū)間值相同，通常情況下R15和R33的氣壓差值較小，R16與R33之間的差值較其他幾個(gè)跑道頭的差值更大，除儀器缺測(cè)或維護(hù)的情況外，6年間跑道頭間氣壓差值大于0.5 hPa的次數(shù)有80次，出現(xiàn)概率約為0.02%，各季度均有分布，其中在正點(diǎn)發(fā)報(bào)時(shí)段中，差值最大的是2018年9月16日下午臺(tái)風(fēng)山竹登陸期間，16跑道頭和34跑道頭的氣壓差值為1.1 hPa。

根據(jù)近6年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，本文提出了深圳機(jī)場(chǎng)修正海平面氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，首先針對(duì)所采用的6套QNH設(shè)備確定告警的閾值（表1），由于長(zhǎng)春氣象站位于R15跑道頭，因此制定的閾值參考R15跑道頭自觀設(shè)備；機(jī)場(chǎng)基準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)QNH數(shù)據(jù)和上一份報(bào)文差值2 hPa為縱向?qū)Ρ乳撝?。閾值的制定為監(jiān)控設(shè)備異常和極端天氣的出現(xiàn)提供了支持。

針對(duì)深圳機(jī)場(chǎng)的儀器設(shè)備配備情況與數(shù)據(jù)替代方式，該方法的數(shù)據(jù)采集流程圖和數(shù)據(jù)對(duì)比流程圖見(jiàn)圖2，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集并顯示長(zhǎng)春氣象站QNH數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)采集并顯示雙振筒氣壓儀QNH數(shù)據(jù)；在觀測(cè)編發(fā)報(bào)軟件無(wú)法獲取自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)QNH或自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常時(shí)，自動(dòng)采集長(zhǎng)春氣象站QNH數(shù)據(jù)進(jìn)行編發(fā)報(bào)，并對(duì)觀測(cè)員進(jìn)行提醒；在自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)QNH數(shù)據(jù)、長(zhǎng)春氣象站QNH數(shù)據(jù)均無(wú)法獲取或數(shù)據(jù)異常時(shí)，觀測(cè)編發(fā)報(bào)軟件自動(dòng)采集雙振筒氣壓儀QNH數(shù)據(jù)進(jìn)行編發(fā)報(bào)，并對(duì)觀測(cè)員進(jìn)行提醒；避開(kāi)人工讀取、輸入QNH數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)編發(fā)報(bào)對(duì)QNH數(shù)據(jù)選擇的自動(dòng)排序、切換。

3 結(jié)語(yǔ)

修正海平面氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)控方法是在中南空管局氣象中心研發(fā)的《氣象觀測(cè)輔助系統(tǒng)》的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，以輔助觀測(cè)員觀測(cè)工作的安全運(yùn)行為目的，結(jié)合地面觀測(cè)工作的實(shí)際情況，在不增加觀測(cè)員負(fù)擔(dān)的情況下為觀測(cè)員報(bào)文的正確發(fā)送增加了一道保險(xiǎn)。

該方法主要包括3個(gè)方面：1）實(shí)現(xiàn)了深圳機(jī)場(chǎng)AWOS觀測(cè)數(shù)據(jù)、長(zhǎng)春氣象站六要素和雙振筒氣壓儀QNH數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)匯總以及同界面顯示，使得觀測(cè)員對(duì)自觀數(shù)據(jù)的讀取更為便捷，有利于觀測(cè)員應(yīng)對(duì)特殊情況；2）當(dāng)數(shù)據(jù)對(duì)比出現(xiàn)異常時(shí)，可以及時(shí)通知觀測(cè)員，有利于設(shè)備故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并且在編發(fā)報(bào)出現(xiàn)異常時(shí)避開(kāi)人工讀取和輸入QNH數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)編發(fā)報(bào)對(duì)QNH數(shù)據(jù)選擇的自動(dòng)排序、切換；3）提供了修正海平面氣壓的變化范圍設(shè)定，有利于觀測(cè)員在極端天氣情況下或設(shè)備故障下都能提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備，保證航空飛行的安全運(yùn)行。

圖2 數(shù)據(jù)采集流程（a）和數(shù)據(jù)對(duì)比流程（b）

深入閱讀

CA129信息, 2002. 中國(guó)國(guó)際航空129號(hào)班機(jī)空難.

民航局空管局, 2016. 空管系統(tǒng)不安全事件標(biāo)準(zhǔn). 民航局空中交通管理局文件（民航局發(fā)[2016]12號(hào)）.

中國(guó)民用航空總局, 2017. 中國(guó)民用航空空中交通管理規(guī)則. 中國(guó)民用航空總局令: CCAR-93TM-R5.