新冠肺炎疫情對航空氣象服務(wù)的影響和應(yīng)對

民航局空管局氣象中心 梁升 陳迪 民航華北空管局大興空管中心 張菊醒/文

2020年初，新型冠狀病毒肺炎開始全球肆虐，給全球航空運輸業(yè)帶來了巨大的影響。世界衛(wèi)生組織的最新通報：“預計疫情持續(xù)時間較長，需要有長期應(yīng)對措施?！焙娇諝庀蠓?wù)作為航空運輸?shù)闹匾M成部分，也受到了較大的影響，本文將對新冠肺炎疫情對航空氣象服務(wù)的影響和應(yīng)對策略進行探討。

新冠肺炎疫情對航空氣象服務(wù)的影響

現(xiàn)代航空運輸離不開航空氣象服務(wù)的支持，精細化的航空氣象服務(wù)對于提升航班運行的安全、正常和效率有著重大意義。新冠肺炎疫情對航空氣象服務(wù)產(chǎn)生了較大的影響。

（一）高空觀測資料減少

對各類氣象要素的觀測是進行氣象要素預報的基礎(chǔ)。高空氣象觀測通過無線電探空等方式直接獲取大氣的溫度、氣壓、濕度和水平風的垂直廓線和分層探測，對認識大氣的空間要素分布起到了極大的作用，但是成本高昂，在我國國內(nèi)也只有120個站點。在國際民航組織和世界氣象組織的共同推動下，通過機載的各類氣象探測設(shè)備將飛行路徑上的溫度、相對濕度、氣壓和風等氣象要素記錄并下傳到地面，即航空氣象資料轉(zhuǎn)發(fā)計劃（Aircraft Meteorological Data Relay，AMDAR）。AMDAR資料具有采樣頻率高、探測層次密集、覆蓋無人區(qū)和海洋等特點，是高空觀測的有力補充。尤其是近些年，航空業(yè)的蓬勃發(fā)展下，全球的航班量急劇上升，通過AMDAR得到的觀測資料大大的提升了高空觀測能力。同時，通過AMDAR資料和航空器的飛行機組語音報告，可獲取高空顛簸、積冰、風切變等對航空飛行安全有較大影響的天氣觀測資料。然而疫情期間，全球的航班量明顯減少，以中國國內(nèi)來看，今年一月份高峰時期，全國每天起降架次18000余班，疫情期間每天最低只有3000余班，截止到7月底恢復到13000余班，航班量減少了30%（圖1）。根據(jù)飛常準大數(shù)據(jù)顯示，2020年上半年全球機場實際出港航班量約970萬架次，同比下降46.63%。航班量的減少，直接造成了高空氣象觀測資料和飛行機組的語音報告減少明顯。圖2是2020年和2019年1～4月航空器飛行機組的語音報告數(shù)量對比，從圖2中可以看出，2020年1月的航空器語音報告為788份，較2019年1月多近300份，但是到了2月份疫情暴發(fā)后，航空器語音報告的數(shù)量和2019年同期相比就有了明顯減少。這些高空觀測資料的減少對航空氣象預報和服務(wù)產(chǎn)生了較大影響。

（二）航空氣象數(shù)值預報準確率下降

航空氣象數(shù)值預報是實現(xiàn)“智慧空管”的必由之路，是實現(xiàn)航空氣象服務(wù)產(chǎn)品定時、定量和定點精細化預報的主要手段。氣象數(shù)值預報依賴于多種觀測資料的同化，以獲取最接近實際的天氣狀況初值，在數(shù)值預報的長期發(fā)展中，觀測資料的豐富對數(shù)值預報準確率的提升起到了關(guān)鍵作用。歐洲中期天氣預報中心（ECMWF）的數(shù)值預報模式是全球公認的預報準確率最高的，其研究結(jié)果顯示，來自飛機觀測的AMDAR數(shù)據(jù)因其更高的垂直分辨率和水平分辨率，是改善全球24小時數(shù)值天氣預報的第四重要觀測數(shù)據(jù)集。但是正如第一部分所言，新冠肺炎疫情造成航班大量減少，尤其是洲際的國際航班急劇減少，造成通過機載設(shè)備的氣象觀測資料（AMDAR）減少明顯。這將會造成數(shù)值預報的準確率下降，也許這種變化不足以產(chǎn)生對公眾氣象服務(wù)的影響，但是對精細化預報水平要求更高的航空運行將會產(chǎn)生一些影響。

（三）航空氣象國際交流受阻

近年來，中國國內(nèi)的航空運輸業(yè)高速發(fā)展，航班量快速增加，天氣對于航班正常性的影響占到了50%以上，準確精細化的航空氣象預報對于中國民航未來的發(fā)展至為關(guān)鍵。當下中國航空氣象的發(fā)展水平顯然無法滿足高速增長的中國民航運輸業(yè)發(fā)展需求。這不僅需要我們內(nèi)挖潛力，而且需要我們與世界民航發(fā)達地區(qū)航空氣象同行加強交流和合作，但是受疫情的影響，航空氣象的國際交流開展將比較困難。

新冠肺炎疫情下的航空氣象服務(wù)的應(yīng)對

新冠肺炎疫情對航空氣象的影響主要是觀測資料的影響和人員的影響，目前來看在中國國內(nèi)對人員基本上沒有影響，對于觀測資料的影響是主要方面。觀測資料的影響又會進一步影響到航空氣象數(shù)值模式的準確率，針對這些影響，民航氣象人要有清醒的認識，筆者認為可以從下面幾方面應(yīng)對：

（一）加強觀測資料融合，進行資料的交叉驗證。隨著我國氣象現(xiàn)代化的實現(xiàn)，地基、天基和空基的氣象觀測體系已經(jīng)建立，通過分析歷史的航空器語音報告和AMDAR資料與其他觀測資料的相關(guān)性，進行觀測資料的融合和交叉驗證，從而實現(xiàn)在一定程度通過其他的觀測資料能夠反映出影響航空運行的顛簸、積冰和風切變等重要天氣現(xiàn)象。

（二）開展數(shù)值預報的評估工作，合理修正預報結(jié)果。沒有完全準確的數(shù)值天氣預報，對數(shù)值天氣預報進行評估是數(shù)值預報使用的前提，尤其是在疫情影響下觀測資料減少對數(shù)值預報準確性影響存在較大的不確定性，這就需要我們加強數(shù)值預報的檢驗評估工作，認識數(shù)值預報對不同區(qū)域和不同氣象要素的預報偏差情況，從而進行合理的修正，發(fā)布更加準確的天氣預報。

（三）強化氣象服務(wù)和預報產(chǎn)品體系建設(shè)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。預報的偏差肯定是存在的，但是通過加強服務(wù)往往會很好的彌補預報的偏差，尤其是在疫情期間。我國的航空氣象服務(wù)是三級的架構(gòu)，不同級別的航空氣象服務(wù)機構(gòu)對應(yīng)的用戶需求存在一定的差別，應(yīng)根據(jù)不同的服務(wù)層級需求設(shè)計對應(yīng)的氣象預報和服務(wù)產(chǎn)品。以民航局空管局氣象中心為例，作為全國的航空氣象服務(wù)機構(gòu)，不光需要提供全國流量戰(zhàn)略管理階段的天氣預報，還要提供戰(zhàn)術(shù)流量管理階段天氣預報，這就需要和各地區(qū)在“首發(fā)責任制”的基礎(chǔ)上共同建立從戰(zhàn)略到戰(zhàn)術(shù)的不同時效需求的預報和服務(wù)產(chǎn)品體系（圖3），從而實現(xiàn)航空氣象無縫隙的服務(wù)產(chǎn)品體系。同時，在服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計上應(yīng)該簡潔、規(guī)范、統(tǒng)一，貼近用戶需求，結(jié)合用戶語言，內(nèi)容圖形化、直觀化，盡量使用戶解讀時能快速讀懂。

（四）做好天氣復盤，提高對天氣的認識。通過天氣復盤能及時看到氣象預報的準確性，與管制和流量管理部門結(jié)合的復盤更能發(fā)現(xiàn)氣象服務(wù)效果的好壞，從而達到事后將復盤內(nèi)容及時應(yīng)用在業(yè)務(wù)實際中，對服務(wù)的提高和改進能起到明顯的效果。疫情期間，空管局每周例行開展大面積航班延誤響應(yīng)機制（Massive Delay Response System，MDRS）的復盤工作，各級空管氣象部門積極參與，取得了很好的效果。筆者認為氣象和用戶共同的復盤，必將會對民航的運行產(chǎn)生深遠的影響，建議在氣象服務(wù)和管制運行的深度上進一步加強。

（五）改變思維方式，采取多種手段開展航空氣象交流。新冠肺炎疫情對全球產(chǎn)生了深遠影響，在某些行為習慣上也有了較大的變化。以前學術(shù)報告都是線下進行，往往會有場地等多方面的限制。疫情開始，許多的學術(shù)交流報告都改為網(wǎng)絡(luò)進行，以前我們無法參加的好多交流都可以參加了，這對于航空氣象的提升有很大的益處。在國際航空氣象交流上，也可以通過網(wǎng)絡(luò)開展交流。

綜上所述，新冠肺炎疫情對航空業(yè)的影響還在繼續(xù)，但是我們也要認識到的一點是，疫情造成航班量的減少，使得天氣對流量的影響沒有那么突出了，這給航空氣象服務(wù)的發(fā)展提供了難得的時間窗口期。我們要在保安全保運行的基礎(chǔ)上，緊抓這個時間窗口期，提升航空氣象服務(wù)技術(shù)和產(chǎn)品建設(shè)，為疫情后的航空業(yè)高速發(fā)展提供更高質(zhì)量氣象服務(wù)做好準備。