新形勢下民航氣象探測體系優(yōu)化建議與措施

□ 民航安徽空管分局 鮑凌宇 江俊杰/文

2021年是“十四五”規(guī)劃開局之年，也是新時(shí)代民航強(qiáng)國建設(shè)新征程的開啟之年。新時(shí)代，民航發(fā)展由高速增長階段向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)換，這就需要我們著力實(shí)現(xiàn)行業(yè)高質(zhì)量運(yùn)行，進(jìn)一步提升民航綜合服務(wù)能力，提升旅客出行體驗(yàn)。民航發(fā)展要瞄準(zhǔn)解決行業(yè)快速發(fā)展需求和基礎(chǔ)保障能力不足的突出矛盾，著力“補(bǔ)短板、強(qiáng)弱項(xiàng)”，重點(diǎn)補(bǔ)齊基礎(chǔ)設(shè)施、專業(yè)技術(shù)人員等核心資源短板，大幅提升有效供給能力，加快實(shí)現(xiàn)從航空運(yùn)輸大國向航空運(yùn)輸強(qiáng)國的跨越。

民航氣象探測是民航氣象工作的基礎(chǔ)。通過充分整合衛(wèi)星云圖、多普勒雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、微波輻射計(jì)、閃電定位儀等各種探測資料，使用現(xiàn)階段成熟的氣象預(yù)報(bào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航空氣象預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)化、定量化，進(jìn)而提升航空氣象綜合服務(wù)水平。完善民航氣象探測體系是提升民航氣象服務(wù)最基礎(chǔ)的內(nèi)容。民航氣象探測體系的建設(shè)，一方面需要完善機(jī)場探測設(shè)施設(shè)備，加快探測新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用，建設(shè)機(jī)場、終端區(qū)綜合探測與告警系統(tǒng)，利用多元數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)對機(jī)場終端區(qū)、主要航路和繁忙區(qū)域重要天氣的監(jiān)測與預(yù)警，提高氣象綜合探測資料的分析能力；另一方面也需要實(shí)現(xiàn)特殊天氣系統(tǒng)的智能化輕量化自動(dòng)監(jiān)測與識別，實(shí)現(xiàn)對機(jī)場重要區(qū)域（如跑道）的精細(xì)化探測，提升民航氣象綜合探測和重要天氣監(jiān)測與預(yù)警能力。

民航氣象探測概述

（一）民航氣象探測的作用

民航氣象服務(wù)有別于公眾氣象服務(wù)，兩者之間既有聯(lián)系，也有區(qū)別。民航氣象注重精細(xì)化氣象數(shù)據(jù)服務(wù)，為滿足氣象條件復(fù)雜的各類機(jī)場安全運(yùn)行需要，在提供機(jī)場跑道局地準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的常規(guī)氣象要素的基礎(chǔ)上，還具備機(jī)場終端區(qū)對流天氣、風(fēng)切變、湍流、雷電等天氣的探測能力，同時(shí)對于國內(nèi)主要航路也具有一定的區(qū)域化探測能力以達(dá)到全方位的航空氣象監(jiān)測和預(yù)警水平，從而形成綜合立體氣象探測體系。

我國機(jī)場眾多，民航氣象服務(wù)覆蓋水平差距較大。不同等級的機(jī)場應(yīng)具備相應(yīng)等級的探測設(shè)備配套，對于年吞吐量較大的區(qū)域樞紐級別機(jī)場而言，不僅需要建設(shè)完善的機(jī)場氣象探測基礎(chǔ)設(shè)施，還要重點(diǎn)強(qiáng)化終端區(qū)和主要航路重要天氣的綜合探測和預(yù)警能力。對于氣象條件復(fù)雜的機(jī)場而言，則需要增加特殊的探測手段以滿足機(jī)場的起降環(huán)境，比如高原機(jī)場因地形條件導(dǎo)致的風(fēng)切變和湍流現(xiàn)象比較普遍，強(qiáng)烈的風(fēng)切變和湍流對于飛機(jī)起降十分危險(xiǎn)，因此，對這類機(jī)場可能出現(xiàn)在起飛爬升、進(jìn)近著陸等重點(diǎn)區(qū)域的危險(xiǎn)天氣實(shí)施監(jiān)測則顯得十分必要。

（二）民航氣象探測發(fā)展現(xiàn)狀

隨著民航氣象現(xiàn)代化建設(shè)水平不斷提升，氣象探測設(shè)備及技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期。我國幅員遼闊，各地民航氣象探測發(fā)展水平有所差異，以華東地區(qū)為例，華東空管氣象持續(xù)推進(jìn)機(jī)場氣象探測基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，重點(diǎn)強(qiáng)化機(jī)場終端區(qū)重要天氣的綜合探測能力。目前完成了各空管分局站航空自動(dòng)氣象觀測系統(tǒng)（AWOS）、航空自動(dòng)氣象站（AWS）和多普勒天氣雷達(dá)的普及。AWOS和AWS能夠提供實(shí)時(shí)的溫壓濕風(fēng)、云、能見度、跑道視程和天氣現(xiàn)象等飛機(jī)起降需要的常規(guī)氣象要素，而多普勒天氣雷達(dá)是一種主動(dòng)遙感的探測設(shè)備，在測量云、降雨和各種強(qiáng)對流天氣發(fā)生內(nèi)在因素方面有重要的作用，可反演出大氣風(fēng)場、氣流垂直速度的分布以及湍流情況等，這對預(yù)警強(qiáng)對流天氣等具有重要意義。各機(jī)場也根據(jù)運(yùn)行需求開展了各類新型探測設(shè)備的應(yīng)用與驗(yàn)證，取得了不錯(cuò)的效果。然而由于機(jī)場規(guī)模和地區(qū)發(fā)展不平衡等綜合因素的制約，不同機(jī)場氣象探測設(shè)施建設(shè)存在相當(dāng)大的差距，部分甚至難以滿足日常業(yè)務(wù)運(yùn)行需求。

（三）民航氣象探測存在的主要問題

目前民航氣象探測設(shè)施配置基本滿足機(jī)場范圍地面氣象觀測及其周邊一定范圍的強(qiáng)對流天氣探測的要求，雖然已經(jīng)構(gòu)建了較為基礎(chǔ)的氣象探測體系，但距離現(xiàn)代化建設(shè)要求尚存在較大差距，主要還存在以下問題：

1.頂層設(shè)計(jì)不夠清晰，探測設(shè)備建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不完善

在行業(yè)層面上還缺少完整的、系統(tǒng)性的頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)，現(xiàn)行的《民用航空氣象探測設(shè)施及探測環(huán)境管理辦法》中雖然規(guī)定了民用運(yùn)輸機(jī)場應(yīng)當(dāng)建設(shè)氣象觀測平臺、氣象觀測場、自動(dòng)氣象觀測系統(tǒng)，但這樣的配置僅能滿足機(jī)場跑道基礎(chǔ)地面氣象探測，不能滿足當(dāng)前民航氣象對機(jī)場終端區(qū)、航路及區(qū)域的全航程動(dòng)態(tài)服務(wù)和高時(shí)空精度的立體探測要求。實(shí)際建設(shè)過程中，由于種種原因?qū)е虏煌貐^(qū)探測體系建設(shè)差異較大，基礎(chǔ)探測設(shè)施（如天氣雷達(dá)）還未完全覆蓋空管系統(tǒng)的樞紐機(jī)場和終端區(qū)、主要航路及繁忙區(qū)域，部分機(jī)場甚至還未配備自動(dòng)氣象觀測系統(tǒng)，氣象綜合探測體系建設(shè)滯后。氣象條件復(fù)雜的機(jī)場（如高原機(jī)場）配備的探測設(shè)施不能夠全方位監(jiān)測預(yù)警危險(xiǎn)天氣，缺乏具有地域性的特殊天氣（如平流霧和機(jī)場五邊對流云）監(jiān)測告警系統(tǒng)。

2.設(shè)施零件備份不夠，探測設(shè)備利用率有待提升

氣象探測體系建設(shè)過程中，由于新的探測設(shè)施和觀測項(xiàng)目的建設(shè)以及舊探測設(shè)備升級改造等工作需要投入巨大資金，故很難做到系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備零件備份。由于返廠維修周期長，一旦發(fā)生故障將直接影響機(jī)場的綜合探測服務(wù)能力。若民航氣象系統(tǒng)不能有效的對重要的氣象探測設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控和告警，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，將降低氣象探測服務(wù)能力，而缺少重要設(shè)施設(shè)備零件的備份會(huì)在我們發(fā)現(xiàn)問題后無法及時(shí)解決問題，造成更大影響。

3.探測資料數(shù)據(jù)格式缺乏統(tǒng)一性，氣象信息共享能力不足

民航空管系統(tǒng)正在開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作，民航氣象的服務(wù)模式也面臨著從氣象產(chǎn)品服務(wù)向氣象數(shù)據(jù)服務(wù)轉(zhuǎn)變，氣象數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一性和與用戶業(yè)務(wù)深度融合是未來的發(fā)展趨勢。實(shí)際工作中由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和管理，在民航氣象探測設(shè)施的建設(shè)過程中會(huì)出現(xiàn)不同地區(qū)使用不同廠家的氣象探測設(shè)備，輸出的數(shù)據(jù)格式也不盡相同，嚴(yán)重影響區(qū)域氣象信息融合共享能力，如區(qū)域多普勒天氣雷達(dá)組網(wǎng)工作，因設(shè)施規(guī)格、輸出標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式等不同而進(jìn)展緩慢。

4.人才隊(duì)伍建設(shè)亟待加強(qiáng)

近年來，受內(nèi)外因素共同影響，民航氣象技術(shù)人員增幅較少，甚至出現(xiàn)一定規(guī)模的人員流失和招聘困難等問題。民航氣象系統(tǒng)人才隊(duì)伍梯次結(jié)構(gòu)不合理，缺乏復(fù)合型人才和專業(yè)技術(shù)帶頭人，新技術(shù)應(yīng)用能力與自主研發(fā)能力嚴(yán)重不足。隨著民航產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的新型智能化裝備和新技術(shù)得到應(yīng)用，對民航氣象探測體系建設(shè)者也有更高的要求。面對新時(shí)期、新形勢，傳統(tǒng)保障人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)能力顯得不足，人才隊(duì)伍建設(shè)亟待加強(qiáng)。

氣象探測體系優(yōu)化建議與措施

（一）加強(qiáng)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)，建立健全探測設(shè)備建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

借鑒國外先進(jìn)的航空氣象探測建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國的國情，加強(qiáng)氣象探測體系建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)，制定科學(xué)合理的規(guī)章制度和切合實(shí)際的發(fā)展規(guī)劃，增強(qiáng)工作的連貫性，明確主次和順序。同時(shí)針對地區(qū)發(fā)展不均衡的問題，要制定科學(xué)合理的機(jī)場氣象探測設(shè)備建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在民航氣象探測體系建設(shè)過程中，要本著實(shí)事求是的原則，開展適用于航空氣象運(yùn)行需求的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化探測設(shè)備部署研究。要保證基礎(chǔ)性探測設(shè)備的普及，最大限度提升資源使用效率，還應(yīng)避免重復(fù)建設(shè)，加強(qiáng)與地方氣象部門和氣象公司的橫向合作，形成優(yōu)勢互補(bǔ)。在制定規(guī)劃時(shí)，需要考慮到體系建設(shè)的方方面面，從而指導(dǎo)民航氣象探測體系的具體工作，提升航空氣象綜合服務(wù)能力。

（二）探索氣象裝備和探測數(shù)據(jù)共享

針對航空氣象探測設(shè)施設(shè)備利用率不高的問題，積極探索航空氣象探測設(shè)備建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和備份運(yùn)行的新模式。一方面保證探測設(shè)施設(shè)備在建設(shè)初期嚴(yán)格遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)，從源頭上降低設(shè)備的故障率，降低運(yùn)行維護(hù)成本；另一方面需要探索建立航空氣象設(shè)施設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)集中監(jiān)控管理平臺，確保問題能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，如合肥機(jī)場的AWOS實(shí)時(shí)巡檢系統(tǒng)，還可以嘗試建立地區(qū)重要?dú)庀筇綔y設(shè)備零備件共享聯(lián)動(dòng)機(jī)制，減少重要?dú)庀笤O(shè)備的間斷運(yùn)行時(shí)間，提高探測設(shè)備的使用效率。

提升航空氣象綜合探測及氣象信息共享能力，必須先統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)地區(qū)航空綜合氣象探測網(wǎng)的建設(shè)，才能推進(jìn)地區(qū)多普勒天氣雷達(dá)更新和聯(lián)網(wǎng)工作，實(shí)現(xiàn)各類氣象信息共享。嘗試建立機(jī)載探測數(shù)據(jù)（AMDAR、EDR）、高精度氣象衛(wèi)星多通道數(shù)據(jù)和智能傳感器探測數(shù)據(jù)的共享機(jī)制和系統(tǒng)，形成地基、空基、天基三維綜合航空天氣探測網(wǎng)，依托空管數(shù)字化和5G業(yè)務(wù)應(yīng)用，建設(shè)氣象探測信息共享云平臺，使用氣象信息交換模型（IWXXM）輸出統(tǒng)一的氣象數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)對各類用戶的信息自動(dòng)化共享，提升氣象數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值。

（三）加強(qiáng)氣象人才隊(duì)伍建設(shè)

人才隊(duì)伍是民航氣象探測體系建設(shè)的關(guān)鍵。民航氣象探測體系智能化、自動(dòng)化和多樣性特征越發(fā)明顯，只有充分掌握先進(jìn)的管理和維護(hù)技術(shù)才能最大限度地發(fā)揮這些探測設(shè)備的作用?？梢酝ㄟ^引進(jìn)社會(huì)優(yōu)秀人才，加大與科研院校和氣象科技公司在人才培養(yǎng)上的合作，加強(qiáng)跨專業(yè)復(fù)合型人才的培養(yǎng)，建立航空氣象績效考核體系和氣象人才職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，確保人才隊(duì)伍長期穩(wěn)定。從而建設(shè)一支規(guī)模適度、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、布局合理、素質(zhì)優(yōu)良的民航氣象人才隊(duì)伍，為民航氣象探測體系的建設(shè)夯實(shí)基礎(chǔ)。

（四）加快氣象探測裝備更新升級

在完善航空氣象基礎(chǔ)探測設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上，推進(jìn)包括風(fēng)廓線雷達(dá)、激光測風(fēng)雷達(dá)、毫米波云霧雷達(dá)、微波輻射計(jì)、閃電定位儀、相控陣天氣雷達(dá)等各類新型高科技智能探測設(shè)備的試點(diǎn)、驗(yàn)證及建設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)航空氣象探測設(shè)施設(shè)備的現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)對機(jī)場終端區(qū)及繁忙航路重要天氣的監(jiān)測與預(yù)警，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)天氣系統(tǒng)的自動(dòng)識別告警，形成綜合立體氣象探測體系，進(jìn)一步提升民航氣象服務(wù)能力，助力民航高效運(yùn)行。

在民航強(qiáng)國建設(shè)的新征程上，民航氣象保障工作責(zé)任重大，氣象探測體系建設(shè)是氣象保障業(yè)務(wù)的重要組成部分，在整個(gè)民航氣象服務(wù)體系中起著基礎(chǔ)性的支撐作用，其建設(shè)水平在某種程度上決定了民航氣象業(yè)務(wù)發(fā)展質(zhì)量。從民航高質(zhì)量發(fā)展的高度上理性、客觀地分析存在的問題，找出解決方法和對策，推動(dòng)民航氣象探測體系朝著更規(guī)范、更完善、更高效的目標(biāo)邁進(jìn)，為民航氣象現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮積極的作用。