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机场气象保障解决方案
发布时间:2014年 01月 20日

1、方案简要说明

    机场气象保障系统主要利用部署于机场跑道及邻近地区的气象雷达及传感设备进行气象监测,并将经过处理的风廓线、温廓线、湿度等气象数据传送至气象台或控制中心,以供航空预报员、天气观测员及航空交通管制员使用。   

2、应用背景

    自从有了航空飞行活动,就有了航空气象服务。航空器的飞行活动与大气条件密切相关,犹如鱼和水的关系,恶劣的天气条件不仅大大限制了航空器的飞行活动,还严重危害了飞行活动的安全。

     由于飞行密度的不断增加和对飞行质量要求的不断提高,对天气要素的探测和预测时间精度越来越高,因而对机场气象服务的要求也越来越高。重要天气对航班的影响、重要天气对机场正常运行的影响愈为明显,因为恶劣天气导致的大面积的航班延误已多次发生。被称为“飞机杀手”的低空风切变,不仅能使飞机航道偏离,而且可能使飞机失去稳定,造成重大事故。因此,提高机场气象预报的准确性和及时性是机场安全运行的重要保障。

3、工作原理

    大气中折射率的不均匀能够引起对电磁波的散射,散射层的运动和湍流块的运动都可造成返回电磁波信号的多普勒频移,采用多普勒技术可以获得其相对于雷达的径向速度,通过进行多射向的速度测量,在一定的假定条件下可估测出回波信号所在高度上的风向、风速和垂直运动,从而获取大气风廓线资料。

    天气雷达的原理是发射并接收被降水粒子散射回来的回波脉冲,根据不同降水状态对雷达发射波的散射和吸取的不同反应,对回波进行分析和判定,这样便可以确定降水的各种宏观特性和微物理特性。

4、方案构成

    解决方案主要由边界层风廓线雷达、低空连续波测风雷达、GPS/北斗探空仪、天气雷达、通信网络与显控中心组成,其结构框图如下所示。

机场气象保障系统结构框图

1)气象雷达及传感设备

    该部分主要负责直接测量机场附近地区的气象变化信息,是整个系统的核心和基础。这些设备的大多安装于机场跑道或者周边地区,这些设备的可靠性和稳定性要求较高。

2)数据通信网络

    气象雷达及传感设备分散于机场周围,要通过数据通信网络将这些设备连接成一个网络,将信息传送给显示控制中心。

3)气象显示与控制中心

    气象数据显示中心,供相关人员做出决策,并发布信息。

5、优势特点

1)气象雷达是自动化程度很高的气象探测装备,由计算机控制,自动切换指向探测,自动采集数据、自动处理形成产品、自动传送,具有较高的可靠性、稳定性,能全天候长期连续运行。

2)天气雷达对于降水的测量具有高灵敏度、高空间分辨率、高机动性等特点。

3)低空连续波测风雷达具有体积小、便携、噪音小等优势。

4)系统获取资料的种类多,能够提供多种气象信息,用于大气科学研究和天气预报。仅风廓线雷达就能提供水平和垂直风廓线、切变线、大气重力波动和大气稳定度等信息,常规探测手段很难获取这些资料。

6、应用领域

     除了机场气象保障解决方案外,还可以作为重要区域或者要地的气象保障系统,也可以用于地区的气象研究。

  

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