浅谈数值预报产品在航空气象预报中的应用
数值模式产品在民航气象预报中的应用
数值模式产品在民航气象预报中的应用摘要：近年来，我国社会不断进步，民航需求旺盛，但由于保障能力不够强等原因，不得不采取调控措施限制一部分流量。
但从长期来看，建设民航强国，推动民航高质量发展，满足市场需求是必然方向。
为此，我们需要有效利用先进技术，提升运行效率、服务品质，提高经济效益。
航班不正常情况主要由天气造成，所以近年来民航对于气象预报服务的准确度、时空精度和提前量的需求有了明显提升。
数值模式的快速发展，让其在现代气象预报中扮演越来越重要的角色，很多时候是预报员制作预报产品时的最主要参考资料。
关键词：数值模式；民航气象预报；应用引言21世纪以来，随着民航强国、气象强国战略的不断深化推进，我国民用航空运输的强劲需求与气象业务发展的内生动力相结合，民航气象事业取得了长足发展，民航气象从经验性预报全面转向以资料同化、数值预报、统计预报、集合预报、人工智能等技术手段相结合的技术路线，民航气象预报的客观程度、精细程度实现了历史性的跨越。
在现有航空运行体系下，国内一些繁忙枢纽机场、主干航路的航班密度早已饱和，空域容量制约着航班量增长，民航气象服务的社会价值与经济价值日益凸显。
民航气象积极创新探索，提高技术水平，更新服务理念，实现气象信息与空管运行融合，评估天气变化对空域容量的预期影响，为系统性提升航空飞行的安全、正常和效率做出了重要贡献。
1民航气象业务进展1.1民航气象的目标与职责《中国民用航空气象工作规则》规定，民航气象应全面、系统地提高天气观测和预报水平，大大减少天气对飞行的影响，为航空飞行的安全、正常和效率作贡献。
通过探测、收集、分析、处理气象资料，民航气象部门制作发布航空气象产品，为航空公司、空中交通管理部门、机场及其它航空用户及时准确地提供气象服务，致力提升飞行安全性，提高空域运行效率，提高机场运行标准，降低运行成本，促进节能减排，具有显著的社会效益、经济效益。
民航气象的业务主要有观测、预报、航空气候、空间天气、飞行气象情报交换、设施设备运行维护等，其中，民航气象预报是航空公司、空管单位组织实施和管理飞行活动的重要依据，主要包括：机场天气预报、航线天气预报、区域天气预报、航空天气警报、重要气象情报等，多以报文编码、明语简码、图形等格式进行发布。
数值预报产品在航空气象预报中的应用
精细化预报在民航气象工作中的应用
精细化预报在民航气象工作中的应用发布时间：2023-01-13T08:23:50.424Z 来源：《中国科技信息》2022年16期第8月作者：袁莉莉[导读] 民航是当前极为重要的交通事业，它对于天气预报准确性要求极高，如果不能提供最为精细化的数据预报，袁莉莉阜阳民用航空中心，安徽阜阳 236000摘要：民航是当前极为重要的交通事业，它对于天气预报准确性要求极高，如果不能提供最为精细化的数据预报，那么必定会导致民航安全性受到威胁，所以需要在民航航班起飞、降落等过程中，切实落实科学精确的预报工作。
与此同时，为了确保民航飞行的质量以及安全，那么必须要注重气象预报的准确性，航班飞行始终离不开气象数据的支撑，尤其在当下交通事业日益发达的时代，民航与气象预报之间的紧密联系不言而喻。
本文将会对此主题展开分析，希望为有关人士提供参考。
关键词：精细化预报；气象部门；民航气象；应用优化众所周知，在民航工作领域中，气象工作开展的对象始终是民用飞机飞行，目的在于确保飞机飞行获得精确气象信息，进而保证飞行过程更加安全稳定。
进一步分析可知，在航空飞行过程中，气象因素的影响极为明显，又因为气象具有变化性大等特点，所以一旦气象数据预报不够精确，那么对于飞机的飞行将会造成较大的威胁，由此可见，注重此项课题的研究，所具有的意义极为现实。
一、精细化预报在民航飞行中存在的问题简析根据实际来说，精细化预报在民航飞行中的应用实践，还存在以下方面问题需要引起重视：（一）气象变化较为复杂气象因素对于民航飞机造成的影响是直接的，假如精细化气象预报结果显示实际飞行条件不足，那么应当切实依照数据调整飞行航班，直到天气稳定好转之后才继续展开飞行。
然而气象因素又存在复杂多变的特点，所以应当综合考虑多方面的因素，才能获得精确预测结果，但是始终要明确预测数据并不是完全精确，而是在客观规律的总结基础上形成的，所以是否能够如期飞行，仍然要在气象预测的基础下，观测当天气象的实际情况，作出最为妥善的安排，而这一过程又的确存在较大难度，所以不得不加以重视。
数值预报产品在气象预报中的应用
数值预报产品在气象预报中的应用作者：李帮英来源：《农业与技术》2018年第04期摘要：随着我国计算机技术的发展，气象观测能力与气象预报模式不断完善，数值预报在航空气象预报的优势日益凸显出来。
基于以上认识，本文通过分析数值预报格点资料类别，在雷暴对流产生原因的判断及预报、飞机积冰产生原因的判断及预报、飞机颠簸预报、航天预报中WAFS产品的应用等方面对数值预报格点资料在气象预报中的应用进行探讨，以供参考。
关键词：数值预报产品；气象预报；数值预报格点资料中图分类号：S165 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180233215现代数值预报是通过气象相关信息的采集、监测、模式输出等相应流程后，制出一定天气要素的预报方式。
数值预报产品在气象预报中的应用的探究，对提高雷暴、积冰等气象预报的正确性，提高气象服务水平，保障航空客户的生命财产安全有重要意义。
1 数值预报格点资料类别飞机飞行的特定要求决定了航空天气预报的重点，一般来说，航空预报包括：飞机颠簸情况、雷暴对流、飞机积冰、云高、能见度等内容。
在过去的几十年，我国航空天气预报主要通过气象图和传真机的内容来实现气象中心发布内容的接收。
但气象预报人员虽然得到信息，但只能靠猜测来得到气象状况发生的时间、物理量和地点的变化。
现阶段，通信技术日益发展，计算机成本降低使得预报人员可以使用更多的数值预报相关产品。
我国现在广播WAFS数值预报NWP格点资料，包括间隔为6h，预报时间6～36h，100～700共7个层次风场U、V分量和温度的亚洲格点场产品。
此外，格点资料有400～900hpa垂速度与相对湿度的类型，200～900hpa的高度场类型等。
2 数值预报格点资料在气象预报中的应用2.1 对雷暴对流产生原因的判断及预报NWP系统参数不是固定的，比如：如果预报时间段为10h的WAFS预报资料，预测人员可以将水汽运动散度在800hpa情况时的数据计算出来，然后在一张较为详尽的地形图纸上进行叠加。
数值天气预报模型的优化与应用
数值天气预报模型的优化与应用天气预报对于我们的日常生活、农业生产、交通运输以及许多其他领域都具有极其重要的意义。
随着科技的不断进步，数值天气预报模型已成为现代天气预报的重要工具。
数值天气预报模型是基于物理定律和数学方程，通过对大气状态的模拟和计算来预测未来天气的变化。
然而，要想获得更准确、更可靠的天气预报，就需要不断对数值天气预报模型进行优化，并拓展其在各个领域的应用。
数值天气预报模型的核心是一组描述大气运动、热力学和水汽变化等物理过程的数学方程。
这些方程通常非常复杂，需要借助高性能计算机进行求解。
在模型的建立过程中，需要对大气进行离散化处理，即将大气划分为一个个小的网格单元，并在每个网格单元上计算物理量的变化。
网格的分辨率越高，模型对大气细节的描述就越精确，但同时计算量也会大大增加。
为了提高数值天气预报模型的准确性，优化工作主要集中在以下几个方面。
首先是数据同化。
数据同化是将各种观测数据（如地面观测站、气象卫星、雷达等获取的数据）与模型的初始场进行融合，以得到更准确的初始状态。
通过数据同化技术，可以有效地减少模型初始误差对预报结果的影响。
例如，利用卡尔曼滤波、集合卡尔曼滤波等方法，能够将观测数据与模型模拟结果进行最优组合，从而提高初始场的质量。
其次是物理过程参数化。
大气中的许多物理过程（如云的形成、降水过程、辐射传输等）由于其复杂性和尺度较小，无法在模型中直接求解，需要进行参数化处理。
不断改进和完善这些参数化方案，使其更准确地反映实际的物理过程，是提高模型预报能力的关键。
例如，对于云的参数化，新的研究成果能够更好地考虑云的微物理过程和垂直结构，从而提高对降水和能量收支的模拟精度。
再者是模型分辨率的提高。
随着计算机技术的飞速发展，数值天气预报模型的分辨率不断提高。
更高的分辨率能够捕捉到更小尺度的天气系统和地形影响，从而提高对局部天气现象的预报能力。
例如，在城市天气预报中，高分辨率模型能够更好地模拟城市热岛效应和复杂的地形对气流的影响，为城市规划和应对极端天气提供更有针对性的建议。
航空航天技术在气象预测中的应用
航空航天技术在气象预测中的应用随着科技的不断发展，航空航天技术在各个领域中都扮演着重要的角色。
而在气象领域中，航空航天技术更是发挥着重要的作用。
通过航空航天技术的应用，我们可以更准确地预测天气变化，为人们提供更可靠的气象信息。
首先，航空航天技术在气象预测中的应用使得我们能够更全面地观测大气状况。
航天卫星的升空使用，让我们能够从太空角度全方位地观察到地球上的天气变化。
从高空的观测可以提供更广阔的视野，使得我们可以监测到更大范围内的气压系统、云团、降雨等气象现象，进而形成更准确的天气预报。
此外，航空器上搭载的气象仪器和传感器也能够提供宝贵的数据，从而为气象学家们提供更多的依据。
其次，航空航天技术在气象预测中的应用也为我们提供了便利的观测手段。
传统的气象观测往往需要人力的参与，不仅耗时耗力，而且观测范围有限。
而通过卫星的应用，我们可以实现自动化观测，可以在更短的时间内获取更多的气象数据。
无人机系统的发展也为我们提供了更灵活、更精准的观测手段。
无人机可以携带各种气象仪器实时观测天气状况，特别适用于复杂地形或人迹罕至的地区。
这些技术的进步大大提高了气象观测的效率和准确性。
另外，航空航天技术在气象预测中的应用还能够为我们提供更及时、准确的气象预警信息。
灾害性天气往往给人们的生活造成了巨大的影响，而航空航天技术可以及早发现并预测这些天气现象的发生。
通过卫星图像和遥感数据的分析，气象学家们能够准确地预测出台风、龙卷风、暴雨等极端天气的路径和强度，及时发布预警信息，从而帮助人们做好防范措施，减少灾害的发生。
最后，航空航天技术在气象领域中的应用还为科学研究提供了更多的可能性。
通过对大气层的探测，我们可以更深入地了解地球的气候变化规律，为应对气候变化、制定环境政策提供科学依据。
同时，航天技术也为空间天气的监测和研究提供了重要手段，帮助我们更好地了解宇宙中的天气情况。
综上所述，航空航天技术在气象预测中的应用不仅提高了气象预报的准确性和时效性，还为我们提供了更全面、更灵活的观测手段。
航空气象预报中WAFS数值产品的应用研究
航空气象预报中WAFS数值产品的应用研究作者：陈炼来源：《科技与创新》2014年第09期摘要：数值预报是现代航空天气预报中的重要手段。
运用WAFS中的格点资料和图形产品对航空气象预报的应用进行简要分析，充分发挥WAFS资料具有的定量化和时效性的优势，提高雷暴、积冰、颠簸等危险天气的预报能力，制作出更丰富的预报产品，以满足航空用户的需求。
关键词：航空气象预报；数值预报；WAFS；格点资料中图分类号：P456.7文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）09－0017－02现代航空气象中的数值预报经过四维同化、资料采集、统计解释、动力诊断、质量把控等步骤，从而实现了天气形势到天气要素的数值预报。
现代计算机技术的不断提升，丰富了气象预报手段，提高了航空气象预报的准确度。
由于数值预报具有定量化和客观时效性的优点，因此，很有必要加强其在航空气象预报中的应用。
1数值预报格点资料种类概述世界区域预报系统出现于20世纪80年代，由国际民航和世界气象组织针对航空气象设计的，简称WAFS（World Area Forecasl System）。
该系统有2个预报中心，分别位于华盛顿和伦敦。
作为全球化的航空气象服务系统，该系统提供的是字符、报文和图表形式的数值预报产品。
20世纪末，我国初步建立起民航气象数据库系统，实现了远程数据的共享，使WAFS数值预报产品在国内航空气象预报中得到了广泛的应用。
研究表明，根据飞机运行的需求，航空气象侧重于风向与风速、风切变、能见度、云高、飞机颠簸与积冰、雷暴等天气的预报。
目前，我国WAFS中的NWP格点资料有6～36 h间隔，每隔6 h对亚洲区域的100，250，500等7个层次的风场和温度场等格点场进行预报，另外也对400 hPa、600 hPa、800 hPa和900 hPa的垂直速度和相对湿度格点资料，对流顶层的高度格点资料，最大风速层资料等进行预报。
2运用格点资料作预报判断2.1对雷暴对流的分析预报NWP系统参数具有不断变化的特性，比如选取有效时段为10 h的WAFS预报资料，计算出850 hPa条件下水汽的运动散度。
航空气象预报中数值预报产品的应用研究
航空气象预报中数值预报产品的应用研究发布时间：2021-12-15T06:55:54.225Z 来源：《科技新时代》2021年10期作者：汤妮[导读] 航空器在空中运行时，非常容易受到空中天气情况的影响，严重的时候甚至会引发空中交通事故，带来不可估量的后果。
所以航空气象预报具有极大的重要性，对保障航空器的安全运行具有重大意义。
湖南机场股份有限公司常德桃花源机场分公司 415100摘要:随着科学技术的进步发展，以及计算机网络技术的广泛应用。
民航气象事业也不断的在进步之中，气象数值预报模式也随之越来越成熟，整体越来越完善，预报的精确性逐步提高，数值预报产品在民航的气象预报中起到了很重要的作用。
本文就数值预报产品的应用情况进行了研究分析，根据实际的调研，通过对数值预报产品的现状进行分析，探讨其在民航气象领域（雷雨天气预报、积冰、航空器颠簸等）的运用，希望能够给相关部门在实际应用中起到一定的参考作用。
关键词：数值预报产品；航空气象预报；应用引言:数值天气预报是根据大气的实际情况，在拥有一定的数值前提下，通过计算机技术运算相应的数值方程式，对未来的天气情况进行预测。
目前全球有很大一部分国家将数值预报模式作为主要的一种日常预报方式，随着科技和计算机技术的发展，数值预报模式也日趋完善，其准确度也随之提升。
数值预报产品的应用在民航气象中因为其作用越来越突出，所以数值预报产品的应用重视度被逐渐提高，通过研究数值预报产品在民航气象预测中发挥的作用，提高对极端天气的预测准确性、提升数值预报产品的质量有很大的意义，另外也能够促进民航气象事业的进步发展，为空中运行提供可靠的天气预报，保障民航空中交通运行的有序安全。
1.数值预报格点资料类别航空器在空中运行时，非常容易受到空中天气情况的影响，严重的时候甚至会引发空中交通事故，带来不可估量的后果。
所以航空气象预报具有极大的重要性，对保障航空器的安全运行具有重大意义。
民航气象预报内容主要对一些极端天气（雷暴、冰雹、积冰等）进行预先告警。
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浅谈数值预报产品在航空气象预报中的应用
发表时间：2018-09-11T15:50:46.953Z 来源：《科技研究》2018年7期作者：买买提江·赛提尼牙孜[导读] 本文主要根据数值预报产品运用实际，首先阐述了数值预报格点资料类别。
（新疆机场（集团）有限责任公司库车龟兹机场 842000）
摘要：近年来，随着计算机信息技术以及气象事业不断发展进步，数值预报模式愈来愈完善，预报精确性也在逐渐提升，数据预报产品在航空气象预报中所发挥的作用也越来越显著。
本文主要根据数值预报产品运用实际，首先阐述了数值预报格点资料类别，接着重点探讨了数值预报产品在雷暴、飞机积冰、飞机颠簸预报等方面的气象预报的应用，以供相关部门参考借鉴。
关键词：数值预报产品；航空气象预报；应用
引言
数值天气预报是指结合大气实际情况，在一定的初值以及边值条件下，借助于大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态以及天气现象的方法。
目前，全世界已有三十多个国家和地区把数值天气预报作为制作日常天气预报的主要方法。
数值预报模式日臻完善，预报精确性也在不断提升，数据预报产品在航空气象预报中所发挥的作用也愈来愈突出。
探讨数值预报产品在航空气象预报中的应用，对提升雷暴、颠簸、积冰等航空危险性预报的正确性，制作科学有用的数值预报产品，能够为航班安全、有序运行提供可靠的气象服务保障。
1.数值预报格点资料类别
由于航空飞机飞行极易受天气因素影响，所以航空气象预报特别重要。
一般而言，航空气象预报包括：雷暴对流、飞机颠簸、飞机积冰等方面的内容。
以往很长一个时期内，中国的航空气象预报通常是利用气象图以及传真内容接收气象中心所发布的天气信息内容。
然而，尽管天气预报员收到了气象信息，但他们只能依靠自身主观经验来来判断天气状况出现的时间，物理量以及位置的变化。
如今，随着通信技术的迅速发展，计算机成本大幅度降低，因此预报员能够通过更充足的数值预报相关产品对气象条件进行预测。
中国当前WAFS数值预报NWP格点资料涵盖6~36h,每隔6h对亚洲地区的150、250、400、600等不同层次的风场、温度等格点场加以预报。
另外，对流顶层、风速最大层高度格点资料具有400~900hpa的垂直速度和相对湿度类型，以及200~900hpa的高度场类型。
2.数值预报格点资料在气象预报中的应用
2.1对雷暴的分析预报
NWP系统参数并不固定。
例如，若预报时间为10h的WAFS预报资料，预报员便能够计算出800hpa水汽运动散度数据，之后将其叠加在更详细的地形图上。
当工作人员对水汽运动速率进行运算时，因为底部水汽的积累对雷暴会产生影响，所以可凭借计算水汽通量辐合的方法来预测，进而判断雷暴发生的时间以及地点。
当850hpa升至250hpa高度层时，工作人员需要通过计算上升气体块与环境温度之间的差异来获取该气体块的浮力，为雷暴出现的高度、强度判断提供指导依据。
对流结构的预测产品判断雷暴对流有以下2个因素：若低层温度场的以及水汽场出现变化，表明白天对流稳定性较差；海陆温度不均匀，由于地形的原产生海陆风以及低层水汽通量辐合的影响。
再者，气块浮力要对于低层温度、水汽以及对流层顶部构造的变化也会产生影响，当工作人员对雷暴发展的高度进行分析判断时，可以通过气块上升承受的的浮力计算获取。
2.2对飞机积冰的分析预报
飞机积冰会对飞机的外形造成很大的影响，严重影响飞行安全，特别是机翼结冰，会直接导致升力不足，使得飞机无法起飞，爬升，甚至无法保持飞行。
若飞机在飞行中出现积冰现象，会降低飞机的气动性能，同时还会破坏流线型，增大正面阻力，减小升力和推力，对飞机的稳定性产生影响。
导致飞机积冰的主要因素是：雨滴大小、运行状况和环境温度等。
结合相关研究资料可知，飞机若在0℃~-14℃环境温度下，碰到较大且较冷的雨滴特别容易形成积冰的，而飞机若在-5℃~-9℃的环境温度运行时，这个时候飞机积冰的强度最大。
结合WAFS的相对湿度格点预报信息能够对飞机积冰的指数进行预算。
运算公式具体如下：飞机积冰指数=((RH-50)×2)×(T×(T+14/-49)。
其中RH指的是相对湿度，T代表的是环境温度。
飞机积冰指数为正，表示可能出现积冰的位置以及潜在积冰位置，其指数最大值可为100。
为了能够清晰的获悉飞机积冰的位置、高度和航线，可通过航线剖面图进行分析，同时在每条航线上设置积冰预报产品，对积冰预报信息进行显示。
飞机垂直上升也会使飞机积冰的因素之一，特别是当飞机从高上升运动转变为较弱的垂直运动时，则极易出现飞机积冰。
飞机垂直上升致使较冷雨滴增加，同时在飞机垂直运行很弱以及环境温度较低情况下积冰悬浮。
将飞机垂直运行图与上诉参数进行结合，完善飞机积冰指数剖面图，为飞机积冰的判断给予主要依据。
2.3对飞机颠簸的分析预报
2.3.1晴空环境下飞机颠簸的分析预报
在晴空环境下，飞机颠簸的概率运算公式为：Ri=(g/θ)(αθ/αz)/|αv/αz|2。
在该公式中(g/θ)(αθ/αz)指的是气层大气的稳定度，Ri指的是气层大气处于垂直风速切变上升条件，且大气稳定度较差时，飞机便会产生颠簸；|αv/αz|2指的是大气垂直风速切变的平方值。
依据上述运算原理，气层间产生的风速切变具有极大值与极小值，若气层风速切变达到极限值状态，气层间便会发生垂直翻转的状况，从而使垂直风速切变的数值有所下降。
若飞机位于急流周边，飞机垂直风速切变值比较大，飞机便极有可能会发生晴空颠簸的状况或者接近低层区域有大风且气层最低处处于不稳定态势时，其边界层也会因受热而可能发生飞机颠簸的状况。
相关研究显示，通过预报报公式计算获取的Ri值是5或稍微小于5，但其极限值却要比1小。
这主要是由于飞机颠簸范围较小，且出现的时间也很短，导致NWP预报自身无法呈现区域气象的变化；通常来说，NWP仅仅可以对某个时刻区域气象的平均值进行预报，无法对极限值加以预报。
2.3.2其他环境状况下飞机颠簸的分析预报
当山脉背风坡发生断裂时，会形成巨大的重力波，对飞机的上升以及下降高度均会产生很大影响，尤其是山谷地区机场的航空设备受的破坏力度较大。
该飞机颠簸状况通常在相对稳定的气体层周围发生，从急流气体层中的高速气流延伸到山顶，产生很大的重力波。
然而，目前的NWP系统不能准确预测重力波，但它能够为重力波的判断提供重要依据，且可以显示重力波可能存在的位置。
此外，还有产生在雷暴对流区的情况，故可通过预测雷暴对流来预测雷暴对流进而对飞机颠簸区域进行判断。
2.4航空气象预报中WAFS产品的应用
当前，航空气象预报WAFS数值产品在温度以及高空风的预告方面应用作为广泛。
WAFS数值产品垂直分层十分丰富，主要涵盖温度以及高空风的预告图，能够在全球范围内加以应用。
航空公司主要结合自身需求，随意制定若干个区域的高空风、温度气象还有对流顶层的预报图，WAFS数值产品资料还能够结合自身所需制成速度、降水场以及垂直速度等各个方面的预报图。
3.结语
总体来说，我国的航空气象预报工作起步还比较晚，但是随着社会的不断发展进步，中国航空气象数据库资料会逐步健全，航空气象数值预报产品也会呈多样化态势发展，这会不断提升航空气象预报的精准性，为航班的安全、正常运行以及确保旅客飞行安全提供更加可靠的气象预报服务保障。
参考文献：
[1]刘永春.数值预报产品在航空气象预报中的应用研究[J].科技与企业，2012（24）：289.
[2]李帮英.数值预报产品在气象预报中的应用[J].农业与技术2018（4）. 作者简介:买买提江·赛提尼牙孜 (1988.8),男，维吾尔族，新疆维吾尔自治区阿克苏市人，本科学历，助理工程师，从事航空气象预报工作。