航空气象：全球飞行安全与状况指南

航空气象在飞行安全和运营效率中扮演着至关重要的角色。了解天气现象、解读预报并根据当前状况做出明智的决策，是全球飞行员和航空专业人士必备的技能。本综合指南将探讨航空气象的各个方面，为安全高效的飞行运营提供宝贵的见解。

航空气象知识的重要性

天气是一种动态且复杂的现象，能显著影响飞机的性能、导航及整体安全。在相当比例的航空事故中，恶劣天气条件都是一个促成因素。对航空气象的透彻理解能让飞行员：

• 做出明智的飞行前决策：分析天气预报和当前状况，以确定飞行的可行性并做出相应规划。
• 识别潜在危害：识别并避开危险天气现象，如雷暴、结冰、湍流和风切变。
• 适应不断变化的状况：在飞行中监控天气状况，并进行必要的调整以维护安全。
• 有效沟通：理解并使用航空气象术语，与空中交通管制及其他飞行员进行有效沟通。

基本气象学原理

为了有效地解读航空气象信息，理解基本的气象学原理至关重要。关键概念包括：

大气压力

大气压力是某一点上方空气重量所施加的力。压力变化影响着风型和天气系统。高压系统通常与稳定的天气有关，而低压系统则常常与云、降水和不稳定状况联系在一起。

温度与湿度

温度和湿度是天气的基本要素。温度影响空气密度和飞机性能。湿度，即空气中的水分含量，影响云的形成、降水和能见度。露点是空气必须冷却到饱和状态的温度。

风

风是由气压差异引起的空气运动。风向和风速显著影响飞机性能、导航和湍流。理解地面风和高空风对于飞行计划和执行至关重要。

常见的航空天气危害

有几种天气现象对航空构成重大危害。飞行员必须能够识别这些危害并采取适当的预防措施。

雷暴

雷暴是剧烈的天气事件，特征为大雨、闪电、强风和冰雹。它们可能产生严重的湍流、风切变，甚至龙卷风。飞行员应避免在雷暴附近飞行，尤其是在20海里范围内。

范例： 2018年，一架客机在东南亚上空遭遇强烈雷暴，导致严重的湍流并造成乘客和机组人员受伤。该事件凸显了在雷暴附近飞行的危险性以及天气雷达的重要性。

结冰

当过冷水滴在飞机表面冻结时，就会发生结冰。结冰会显著降低升力、增加阻力，并损害操纵面。飞行员应避免在结冰条件下飞行，或使用防冰或除冰设备。

范例： 有几起事故归因于结冰，包括1997年科姆航空3272号班机的坠机事件。调查显示，该飞机遭遇了未预报的结冰条件，导致失速并随后坠毁。

湍流

湍流是不规则的空气运动，可能导致飞机经历突然的高度和姿态变化。湍流可由多种因素引起，包括对流活动、风切变和急流。飞行员应预判湍流，并调整空速和高度以最小化其影响。

范例： 晴空湍流 (CAT) 是一种发生在晴朗天空中的湍流，使其难以通过目视察觉。晴空湍流通常与急流有关，并可能在高空遇到。飞行员应使用飞行员报告 (PIREP) 和天气预报来预测和避免晴空湍流。

风切变

风切变是在短距离内风速或风向的突然变化。风切变在起飞和着陆期间尤其危险，因为它可能导致升力突然丧失或空速急剧变化。飞行员应注意风切变警告并采取适当的预防措施。

范例： 微下击暴流是与雷暴相关的一种强风切变。它们能产生强烈的下沉气流和水平风，可能导致高度和空速的突然丧失。飞行员应不惜一切代价避免飞越微下击暴流。

雾与低能见度

雾和低能见度会严重降低飞行员的观察和导航能力。飞行员应注意雾天警告并采取适当的预防措施，例如延迟或改航。仪表飞行规则 (IFR) 的培训和熟练程度对于在低能见度条件下飞行至关重要。

航空天气预报

航空天气预报为飞行员提供其预定航线沿途的预期天气状况信息。这些预报对于飞行前规划和飞行中决策至关重要。

METAR (航空例行天气报告)

METAR 是机场地面天气状况的每小时报告。它们提供有关风、能见度、温度、露点、云量和降水的信息。METAR 用于评估当前天气状况并追踪其随时间的变化。

范例： 一份 METAR 报告可能如下所示：KLAX 201853Z 25010KT 10SM CLR 18/12 A3005。这表示在洛杉矶国际机场 (KLAX)，ZULU时间1853时，风向250度，风速10节，能见度10法定英里，天空无云，温度18摄氏度，露点12摄氏度，高度表拨正值为30.05英寸汞柱。

TAF (机场区域预报)

TAF 是对机场五海里半径范围内的预期天气状况的预报。它们提供有关风、能见度、云量、降水以及雷暴和结冰等潜在危害的信息。TAF 通常每六小时发布一次，有效期为24或30小时。

范例： 一份 TAF 报告可能如下所示：KORD 201720Z 2018/2118 20015G25KT 6SM -RA OVC020 WS020/22030KT。这表示在芝加哥奥黑尔国际机场 (KORD)，预报有效期为20日1800 ZULU时间至21日1800 ZULU时间。风向200度，风速15节，阵风25节，能见度6法定英里，有小雨，天空阴，云底高2000英尺，预计在2000英尺高度有风切变，风向220度，风速30节。

PIREP (飞行员报告)

PIREP 是飞行员关于在飞行中遇到的实际天气状况的报告。它们提供关于湍流、结冰、云顶高和其他天气现象的宝贵实时信息。PIREP 可以帮助其他飞行员就飞行计划和航线选择做出明智的决策。

范例： 一名飞行员可能会报告：“UAL123, over XYZ VOR at FL350, moderate turbulence.” 这表示联合航空123号班机在XYZ VOR上空，高度层350，遇到了中度湍流。

地面分析图

地面分析图提供了某个区域当前天气状况的快照。它们显示高压和低压系统、锋面以及其他重要天气特征的位置。地面分析图可以帮助飞行员了解整体天气格局并预测潜在危害。

天气雷达

天气雷达探测降水并提供其强度和移动信息。雷达图像可以帮助飞行员避开强降水区域和雷暴。多普勒雷达还可以探测风切变和湍流。

卫星云图

卫星云图提供了云层覆盖和天气系统的广阔视角。可见光卫星图像显示白天的云，而红外卫星图像显示云顶温度，这可以指示云的高度和强度。

利用天气信息进行飞行计划

有效的飞行计划需要对可用的天气信息进行彻底分析。飞行员应结合使用 METAR、TAF、PIREP、地面分析图、天气雷达和卫星云图来评估天气状况并相应地计划他们的飞行。

飞行前天气简报

每次飞行前，飞行员应从合格的来源（如飞行服务站或在线天气提供商）获取全面的天气简报。简报应包括沿预定航线的当前和预报天气状况，以及任何潜在的危害。

航线规划

飞行员应规划航线以避开危险天气区域，如雷暴、结冰和湍流。他们还应考虑风对飞机性能和燃油消耗的影响。

备降机场选择

飞行员应选择一个备降机场，以防因天气或其他因素无法在预定目的地降落。备降机场应有合适的天气条件和设施。

飞行中的天气监控与决策

天气状况可能迅速变化，因此飞行员必须在飞行期间持续监控天气信息。他们应使用机载天气雷达、卫星云图和飞行员报告来追踪天气发展，并对其飞行计划进行必要的调整。

与空中交通管制的沟通

飞行员应与空中交通管制 (ATC) 沟通，以获取更新的天气信息并请求协助避开危险天气。ATC 可以提供雷达引导和高度指令，以帮助飞行员绕过雷暴和其他天气危害。

改道与延误

如果在飞行中天气状况恶化，飞行员应准备好改道至备降机场或延迟飞行，直到状况改善。在天气问题上，安全永远胜于后悔。

航空气象资源

有众多资源可供飞行员和航空专业人士使用，以帮助他们随时了解航空气象信息。

• 国家气象局：国家气象局 (NWS) 提供广泛的航空气象产品，包括 METAR、TAF、地面分析图和天气雷达图像。具体的国家机构可能因地点而异（例如，英国的气象局 Met Office）。
• 航空气象网站与应用程序：一些网站和移动应用程序提供航空气象信息的访问，包括实时数据、预报和天气简报。例如 Aviation Weather Center、ForeFlight 和 Garmin Pilot。
• 飞行服务站：飞行服务站为飞行员提供天气简报、飞行计划协助和其他服务。
• 飞行员培训项目：飞行员培训项目提供关于航空气象的全面教学，包括气象学、天气预报和天气决策。

航空天气预报的未来

航空天气预报在不断发展，新的技术和方法正在被开发以提高准确性和及时性。数值天气预报、卫星技术和雷达技术的进步正带来更准确、更详细的预报。改进的数据同化技术也有助于将更多实时数据整合到天气模型中。此外，人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 的使用开始在天气预报中发挥作用，特别是在湍流预测和结冰预报等领域。

范例： 更高分辨率天气模型的发展使预报员能够更好地预测局部天气现象，如雷暴和风切变。改进的卫星传感器提供关于云层覆盖、温度和湿度的更详细信息，从而产生更准确的预报。人工智能和机器学习的整合使得能够更好地进行模式识别和预测复杂的天气事件。

结论

航空气象是飞行安全和运营效率的一个关键方面。飞行员和航空专业人士必须对天气现象、预报技术和天气决策有透彻的理解。通过利用可用的天气资源并做出明智的决策，飞行员可以减轻与恶劣天气状况相关的风险，并确保安全高效的飞行运营。

请记住，本指南仅提供航空气象的概览。为了具体的飞行计划目的，飞行员应始终咨询合格的天气简报员并依赖官方天气产品。