气象雷达在民航中的运用
气象雷达是雷达技术的重要组成部分。中国民航事业在新中国成立的半个多世纪，得到了蓬勃的发展，尤其在改革开放后，更是开辟了更多的航线，运量也是呈几何倍的增长。如今的民用航空运输业，几乎都可以用“安全第一，经济至上”来概括行业的运营宗旨。因为航空运输都是在空中运行，而大气的瞬息万变对民航运输的安全会产生极大的影响，每年全球大概三分之一的飞行事故都与天气有关，如何更好地利用气象条件降低航空公司的成本，也成为了各航空公司共同关注的问题。因此可以探测和分析天气因素的气象雷达，对航空安全的作用不言而喻。一、气象雷达简介气象雷达作为重要的大气探测工具，其发展至今经历了模拟，数字到以美国NEXRAD为代表的新一代气象雷达的三个发展阶段，目前已经广泛应用于天气预报以及农业、水文、林业、交通、能源、海洋、航空、航天、国防、建筑及旅游等领域。随着气象雷达探索技术的改进与发展，气象雷达在航空领域的作用也越来越重要，现代气象雷达不仅可以探测雷雨、强风、云雾等灾害天气，还可以对风切变、湍流和鸟击危害等严重影响航空领域的因素进行有效探测和预警。为降低这些危险因素为民航安全带来的隐患做出了巨大贡献，是民用航空运输事业能够安全、经济、舒适、快捷的强有力保障。二、气象雷达在民航安全中的应用（一）气象雷达风切变探测风切变是航空气象学中的概念，指的是小尺度风向或者是风速突然发生变化的现象，由于飞行过程要求极高的精准度，不容许出现闪失，一旦有差池可能就会机毁人亡。飞机在高空行驶面临的最大阻碍就是风向和风速，飞速瞬间就会发生改变，单靠人的力量是无法寻找到规律的，气象界根据众多飞行实例将600米以下的风切变现象称作是飞机起飞和着陆过程中的“无形杀手”，因为低空风切变会严重影响飞机的安全，因此机场都会安装低空风切变预警系统、终端多普勒雷达系统以及测风激光雷达提前预警和回避风切变。多普勒气象雷达技术是根据雷达回波以及反演的风场监测机场上空的风切变，值得注意的是，与雷电天气相比，晴空万里的风切变更难掌握，这主要是因为普通的微波型在晴天的分辨率非常低，信号处理也会受到限制，这时候激光雷达就会发挥出更加显著的作用。（二）气象雷达湍流探测气象雷达将湍流解释为微粒速度偏差较大的气象，速度偏差就是速度的范围或者频谱，而湍流会随着频谱的变化发生变化，频谱的宽度会对飞机的安全产生直接的影响。大气湍流即大气的不规则快速运动，表现为气流向四面八方高速运动，普通的气象雷达通过大气湍流和降雨量、无规律的回波形状等现象判断是否出现大气湍流，速度比较慢，精确度也比较低，因为实际情况中的湍流可能并不伴随上述现象出现，也是变幻莫测，直接测量存在着很大的难度。20世纪80年代，气象雷达主要依赖多普勒技术，根据多普勒原理，当雷达波束照射到湍流区域时，就会形成回波，加上湍流具有急速和多变的特性，就会形成一个偏离雷达发射频率并且频率较宽的频移，然后显示出湍流区域，以此保证飞机的航行安全。观察湍流区域有无降雨雨滴，可以把大气湍流分为湿性湍流和晴空湍流，从目前的技术发展现状来看，湿性湍流可以被多普勒气象雷达探测到，但是晴空湍流就要适用激光多普勒雷达技术，这也是目前应用最为宽泛的探测手段。近几十年来，国内外的专家学者也针对晴空湍流的探测做了大量的实验研究，与先进的数值模式和湍流数值模拟研究就会是未来探测晴空湍流的主要方向。（三）气象雷达鸟情探测当我们用肉眼观察时，觉得飞机是非常坚固的，但是在飞行途中，一只鸟或者一只蝙蝠都可能使得飞机发生坠毁，自飞机问世以来，鸟击事件就对飞机的安全造成了极大的威胁，因此ICAO也将鸟击灾害定义为A类航空灾难，由于空中的飞行物也具有不可预测性，面对自由飞行的鸟类，人们对雷达进行了改造，使其具备识别鸟类的功能，同时还针对性地建立了鸟击预警，探鸟雷达可以根据不同的鸟类体型或者鸟类的活动进行精准的探测，确保飞机的安全。三、总结民航事业的快速发展使得人民对飞机飞行的安全需求日趋提高，对安全、经济、高效的要求也越来越严苛，这就对航空用气象雷达提出了更高标准的要求。未来的航空气象雷达，为了让飞行器能够适应更复杂多变的航空气象；开辟出更加经济安全的飞行路线；以及更加及时准确的预测影响飞行安全的气象因素，一定进一步应用计算机技术，以提高信号处理能力，提高对数据、图像的实时处理能力和测量精度，以不断提高气象雷达的数据采集和处理能力，来为民航安全保驾护航。参考文献：【1】梁爱民，陈露。低空风切变与飞行安全【J】.中国民用航空。2009（09）【2】陈唯实，宁焕生，李敬，毛峡。基于两种扫描方式的雷达探鸟系统【J】.北京好空航天大学学报。2009（03）【3】刘柏兵。气象雷达在民航安全中的应用浅析【J】.河南科技。2015（21）【4】蒋磊，冯径，王锦州，陈晔。面向气象雷达数据传输的流媒体流量控制研究【J】.南京师大学报（自然科学版）2014（01）【5】李学华。多普勒天气雷达分辨率提高理论与方法研究【D】.电子科技大学，2013.
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