李芬

摘 要：本文介紹了試飛氣象與常規(guī)氣象保障科目的差異，特殊要求及重要性，并結合試飛氣象發(fā)展現狀進行分析，對試飛氣象的進一步發(fā)展提出了展望。

關鍵詞：試飛氣象；數值模式

引言

試飛氣象相關科目是適航取證里重要的一環(huán)，在整個試飛活動中起到了舉足輕重的作用。近幾年在民用客機研制任務的過程中，國內試飛氣象也在不斷探索、重新認知和力求掌控之中，隨著試飛適航審定工作的開展，試飛氣象對于試飛安全和試飛效率這兩個方面的重要作用也日漸凸顯。

在國內，各級氣象局、民航空管的氣象中心，分別針對公眾氣象服務和民航的業(yè)務需求進行預報，試飛氣象對氣象要素的預報及關注點不同于氣象局、民航部門。以氣象局為核心的國家及地區(qū)氣象部門，主要面向政府決策及公眾服務，從事航空氣象工作的軍民航的專屬氣象服務保障機構，其工作重心主要是提供機場氣象情報、服務航班和架次飛行。因此，試飛氣象如何為民機研制試飛工程提供盡可能最大化的技術支撐，促進多學科領域的交叉，引起學術界對于試飛氣象研究深入關注，成為一項迫在眉睫亦影響深遠的重要課題。

1 試飛氣象發(fā)展現狀

1.1 試飛氣象要求

試飛是指航空器制造方通過設計和制造賦予、通過飛行驗證來表明通過適航符合性驗證的一項工作。民用飛機試飛中的氣象保障工作分為特殊天氣和常規(guī)氣象保障[1]，所有的試飛科目都是通過試飛工程師對試飛大綱的解讀，在民航當局的審定下劃定的。特殊天氣科目是指要在特定的、對氣象條件有特殊要求的試飛科目，通常是一些“壞天氣”，例如大側風、高溫高濕、高寒、自然結冰等，希望在極端天氣條件下驗證飛機性能。常規(guī)氣象保障科目通常在一些“好天氣”下進行的操穩(wěn)、發(fā)動機、APU等試驗，對氣象的要求是干擾要盡可能小，氣象工作人員的工作是尋找風速較小、云量較少、沒有強對流天氣的天氣，幫助試飛團隊在安全的前提下規(guī)避天氣風險，保證試驗科目的正常試飛。常規(guī)天氣保障類似于一般民航運行中的航空氣象服務，但運行標準需要根據飛機所處的狀態(tài)差異化制定。

1.2氣象行業(yè)現狀

預報員都是借助數值天氣預報對未來天氣進行分析預報。國際主流的數值天氣模式都是全球模式，包括歐洲中心的中期天氣模式、美國的GFS模式，以及中國的T639?；趯@些模式產品的分析，可以把握大尺度的天氣形勢、大范圍的降水落區(qū)。2016年中國氣象局自主研發(fā)的全球-區(qū)域通用數值天氣預報系統GRAPES模式正式業(yè)務化運行，宣告了我國掌握了區(qū)域預報模式的技術，GRAPES-Meso可以實現3km水平分辨率的預報，時間分辨率為3小時。國內各區(qū)域氣象中心、民航空管氣象中心基于WRF模式建立了自己的區(qū)域數值模式，基本可以實現3km的72小時較精準的預報。預報產品主要包括少數幾個高度層的氣壓場、風場、溫度場、濕度場。

1.3試飛氣象現狀

試飛氣象的要求不同于氣象局的公眾氣象服務和空管、航空公司的民航氣象服務。試飛氣象時間上要求有3天以上的提前量，空間要求上要定位到機場和空域。在試飛現場，氣象保障需要對風、能見度、降水、雷暴等氣象要素精確預報到小時，對云底高度預報需要精確到幾百米。特殊氣象條件試飛科目需要準確預報相關要素的氣象條件，一方面要確保抓住極端天氣，另一方面還要保證安全性。

2 試飛氣象展望

2.1特殊氣象科目

根據不同特殊氣象科目試驗的氣象要求，分別建立相應的氣候到天氣尺度的模型。利用大氣溫濕層結資料，結合云微物理基本概念，建立綜合溫度、濕度、云頂溫度等要素的結冰潛勢模糊邏輯診斷方法，構建適用于民機自然結冰試飛需求的結冰潛勢算法，滿足自然結冰試驗需要。開展大風氣候分布特征分析，開發(fā)機場風速風力降尺度預報產品，初步建立基于高分辨率數值模式的局地大風預報模型，滿足大側風試驗需求。

2.2 研發(fā)試飛氣象數值預報應用技術

針對不同試飛需求，研發(fā)建立高分辨率的試飛航空專業(yè)數值預報模式系統，針對低云、能見度、大風、結冰、顛簸等航空高影響天氣，評估當前模式對試飛氣象服務的支持能力，提高模式產品后處理水平。以加強區(qū)域試飛領域的數值預報能力為目標，提高強對流、云、結冰、湍流等要素的預報方法及能力。

2.3建立試飛氣象數據集

機場觀測數據、飛行報告、試飛報告是開展試飛氣象保障和尋求目標試飛機場的依據。針對不同試飛科目的需求，通過多種渠道，收集國內外機場的觀測實況和報文數據，建立歷史資料機場氣象數據庫。在氣候統計的基礎上，機場數據結合氣象部門數據開展大數據分析，完成各類試飛科目氣象報告，確定各試飛科目的建議試驗機場、窗口期，并根據試飛要求變化，逐年更新。

3 對試飛氣象的啟示意義

3.1完善試飛氣象服務保障模式

試飛氣象服務有別于傳統的民航氣象服務和公眾氣象服務，對氣象條件具有嚴苛的要求。在總結前期試飛預報服務經驗基礎上，學習國外較為成熟的氣象保障模式，加強在氣候分析、預報服務、加密觀測、現場保障、氣象設備采購和支持、人員培訓等方面提供全套的氣象服務解決方案，并提供具有較高專業(yè)程度的決策建議。

3.2 探索試飛氣象決策服務

基于影響預報的概念模型，結合集合預報應用技術，建立風險矩陣，針對試飛的需求，開展試飛天氣影響預報和風險預警業(yè)務試驗，提供不同場景（最好、最差、中等天氣條件）的預報和可能性分析，供試飛機組決策參考?；緦崿F從基于現象的天氣預報向基于影響的預報轉變，從基于產品的參考服務向基于用戶決策的服務轉變。

3.3試飛氣象先進性

試飛天氣的捕捉和驗證往往需要多種地基、空基和天基等氣象探測設備的配合，尤其是對于空域氣象探測要求較高的自然結冰科目。因此需要利用多種氣象探測手段，如便攜式氣象設備、氣象車、氣象飛機、氣象雷達、機載設備及其他氣象遙感探測設備，對某一空域進行定向式的高精準氣象觀測。除此之外，數值預報技術的改進和發(fā)展需要對大氣的多種探測資料的驗證和支撐。利用試飛試驗獲取的多源探測資料，尤其是空中探測資料，可以對數值預報結果進行反饋，驗證數值預報的準確性，不斷促進數值預報模式的改進和完善。

參考文獻：

[1]何椿. 2016. 第56個世界氣象日，飛機和天氣有啥關系試飛就是要尋找特殊氣象. 大飛機報. 2016年3月23日第002版.