理解航空天气要求：面向全球飞行员和航空专业人士的指南

航空天气是安全高效飞行的关键要素。全球的飞行员和航空专业人士依赖准确的天气信息来做出明智的决策，确保飞行安全。本综合指南探讨了航空天气的基本组成部分，提供了全球视角，并讨论了与在不同环境中操作的飞行员和航空人员相关的关键方面。

一、航空天气的重要性

天气对飞行的所有阶段都有显著影响，从飞行前计划到降落。恶劣的天气条件可能导致延误、备降，或在极端情况下导致事故。因此，理解并正确解读天气信息是所有航空专业人士的基础。这不仅包括了解当前状况，还包括预测预定航线未来的天气模式。

以从印度孟买飞往英国伦敦的航班为例。飞行员必须分析出发和到达机场的天气状况，以及航路沿线的条件，考虑急流、潜在的颠簸和结冰条件。这些信息对于计算燃油需求、确定备降机场以及决定高度和航线至关重要。

二、关键天气报告与预报

A. METAR (机场例行天气报告)

METAR 是全球机场每小时（或在关键地点每半小时）发布的例行天气报告。它提供了特定机场当前天气状况的快照。理解 METAR 的组成部分对飞行员至关重要。

• ICAO 识别码： 用于识别机场的四字母代码（例如，KLAX 代表洛杉矶国际机场，EGLL 代表伦敦希思罗机场）。
• 日期和时间： 以协调世界时 (UTC) 报告。
• 风： 地面特定高度的风向和风速。
• 能见度： 以法定英里或米报告。
• 跑道视程 (RVR)： 能见度低时使用的沿跑道能见度。
• 天气现象： 当前的天气状况，如雨、雪、雷暴、雾等。
• 云量： 云层的高度和数量（例如，疏云、裂云、阴天）。
• 温度和露点： 以摄氏度为单位。
• 高度表拨正值： 用于校准飞机高度表以获得准确的高度读数。

METAR 示例：

            EGLL 051150Z 27012KT 9999 FEW020 BKN040 05/03 Q1018
            

              
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这份伦敦希思罗机场 (EGLL) 的 METAR 表明：

• 发布于该月 5 日 11:50 UTC
• 风向 270 度，风速 12 节
• 能见度大于 10 公里
• 2000 英尺有疏云，4000 英尺有裂云
• 温度 5 摄氏度，露点 3 摄氏度
• 高度表拨正值 1018 百帕

B. TAF (机场区域预报)

TAF 是针对特定机场的预报，通常有效期为 24 或 30 小时。它们提供机场附近的预测天气状况，对飞行计划至关重要。TAF 使用与 METAR 类似的编码系统，但包含对未来天气变化的预报。

• 预报时段： 预报的有效期限。
• 风预报： 预测的风向和风速。
• 能见度预报： 预测的能见度。
• 天气现象预报： 预测的天气，如雷暴或雨。
• 云量预报： 预测的云层。
• 概率： 通常包括某些天气事件发生的概率。（例如，BECMG - 变为，TEMPO - 短时，PROB - 概率）

TAF 示例：

            EGLL 050500Z 0506/0612 27012KT 9999 FEW020 BKN040
  TEMPO 0506/0508 4000 SHRA
  BECMG 0508/0510 08015KT 6000 BKN015
  PROB30 0603/0606 3000 TSRA
            

              
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这份伦敦希思罗机场的 TAF 表明，从该月 5 日 0600 UTC 到 6 日 1200 UTC，预计情况如下：

• 风向 270 度，风速 12 节
• 能见度大于 10 公里
• 2000 英尺有疏云，4000 英尺有裂云
• 在 5 日 0600 到 0800 UTC 之间，阵雨中能见度短时为 4000 米
• 在 5 日 0800 到 1000 UTC 之间，风向将变为 080 度，风速 15 节，能见度 6000 米，1500 英尺有裂云
• 在 6 日 0300 到 0600 UTC 之间，有 30% 的概率出现雷暴和雨，能见度为 3000 米。

三、云的形态及其重要性

理解云的形态对飞行员至关重要，因为云可以指示潜在的危险。不同类型的云与不同的天气条件和潜在危险相关。

A. 积云

这些是蓬松的、棉花状的云。虽然通常与晴朗天气相关，但大的积云可以发展成积雨云。

• 淡积云 (Cumulus Humilis)： 晴天积云。
• 浓积云 (Cumulus Congestus)： 正在发展的积云，可能形成雷暴。
• 积雨云 (Cumulonimbus)： 雷暴云；与恶劣天气相关，包括大雨、冰雹、闪电和强颠簸。

B. 层云

这些是平坦的、灰色的片状云，通常与毛毛雨或小雨相关。低空的层云可以形成雾。

C. 卷云

这些是高空、纤细的云，由冰晶组成。它们通常表示晴朗天气，但有时也可能预示着天气系统的临近。

D. 高层云和高积云

中层云；高层云可以产生大范围的降水，而高积云通常以片状或斑块状出现。

行动建议： 飞行员应始终注意云层发展的可能性。如果在积云附近飞行，应监测其发展情况，如果云发展成积雨云，则准备备降或改变高度。

四、结冰条件

结冰是对航空的重大危险。冰可以在飞机表面形成，扰乱气流，增加重量，并减少升力。结冰条件通常发生在飞越过冷水滴（在冰点以下仍保持液态的水滴）时。

A. 结冰类型

• 明冰： 当大的过冷水滴缓慢冻结时形成，产生透明光滑的冰。这通常是最危险的结冰类型，因为它难以察觉且可能迅速积聚。
• 毛冰： 当小的过冷水滴迅速冻结时形成，产生粗糙、不透明的冰。
• 混合冰： 明冰和毛冰的结合体。

B. 探测结冰条件

• 可见水汽： 云或降水的存在。
• 温度： 温度等于或低于冰点 (0°C/32°F)。
• 飞行员报告 (PIREPs)： 其他飞行员关于结冰条件的报告。

C. 减轻结冰

• 除冰系统： 飞机上用于清除已形成冰层的系统。
• 防冰系统： 防止冰层形成的系统。
• 改变高度或航线： 飞到结冰层之上或之下。

实践示例： 一名冬季从加拿大蒙特利尔飞往美国纽约的飞行员必须监测温度、云层状况并查阅 PIREP 以了解潜在的结冰条件。如果遇到结冰，飞行员必须启动飞机的防冰系统，并可能改变高度或备降至备用机场。

五、颠簸

颠簸可能是一个重大危险，会引起不适和对飞机的潜在结构性损伤。颠簸是由不规则的空气运动引起的。

A. 颠簸类型

• 晴空颠簸 (CAT)： 发生在晴朗的天空中，通常与急流相关。难以探测。
• 对流颠簸： 由上升气流引起，通常与雷暴和地表加热相关。
• 机械颠簸： 由风流经山脉或建筑物等障碍物引起。
• 尾流颠簸： 由飞机（特别是大型飞机）的运动产生。

B. 预测和避免颠簸

• 飞行员报告 (PIREPs)： 提供关于颠簸的实时信息。
• 天气预报： 提供潜在颠簸区域的信息。
• 飞行计划： 飞行员可以计划航线以避开预期的颠簸区域。
• 雷达： 一些飞机配备了可以探测颠簸区域的气象雷达。
• 高度变化： 在不同高度飞行可以避免或减少颠簸的影响。

行动建议： 始终监控天气预报和 PIREP 以了解颠簸情况。准备好调整高度或航线以避开已知或预测的颠簸区域。

六、天气与飞行计划

天气在飞行计划中起着至关重要的作用。在飞行前，飞行员必须收集和分析天气信息，以确保安全高效的运行。

A. 飞行前天气简报

全面的飞行前天气简报至关重要。这包括从各种来源收集和分析信息：

• METAR 和 TAF： 出发、目的地和备降机场的当前和预报天气状况。
• 重要天气图 (SIGWX)： 描绘危险天气区域的图表，如雷暴、结冰和颠簸。
• PIREPs： 其他飞行员关于实际天气状况的报告。
• 卫星图像和雷达数据： 提供关于云量、降水和潜在危险的信息。
• 高空风预报： 不同高度的风速和风向预报，对于计算飞行时间和燃油需求至关重要。

B. 飞行计划考虑因素

根据天气简报，飞行员在飞行计划期间必须做出几项决策：

• 航线规划： 选择避开危险天气的航线。
• 高度选择： 选择合适的高度以优化燃油效率，避免颠簸和结冰，并与地形和其他飞机保持安全间隔。
• 燃油规划： 根据计划的航线、高度和天气状况计算所需燃油，包括备降的储备燃油。
• 备降机场选择： 选择一个或多个备降机场，以防目的地机场因天气关闭。选择备降机场时，该机场必须满足飞机进近的最低天气要求。

示例： 一名计划从澳大利亚悉尼飞往新西兰奥克兰的飞行员需要考虑盛行风、任何潜在的热带气旋以及可能影响飞行的任何其他重要天气事件。这种分析有助于确定最佳飞行路径、燃油负荷和备降机场选项。

七、航空天气法规与国际标准

航空天气要求受国际和国家法规的管辖。

A. ICAO (国际民用航空组织)

ICAO 制定了航空领域的国际标准和建议措施 (SARPs)，包括气象服务。成员国应遵守这些标准。

• ICAO 附件 3（国际空中航行气象服务）为气象服务提供了详细要求。
• ICAO 制定了各国之间交换天气信息的程序。

B. 国家航空管理机构

每个国家都有自己的航空管理机构，负责执行航空法规。这些机构通常将 ICAO 标准纳入其国家法规。

• FAA (美国联邦航空管理局)： 监管美国的航空业，包括对飞行员和空中交通管制的天气要求。
• EASA (欧盟航空安全局)： 监管欧洲的航空安全，包括天气要求。
• 其他国家管理机构： 每个国家都有类似的机构，负责监管其管辖范围内的航空业（例如，澳大利亚的 CASA，新加坡的 CAAS 等）。

C. 合规与执行

飞行员和航空专业人士必须遵守所有适用的航空法规，包括与天气相关的法规。不遵守规定可能导致处罚，包括罚款、吊销执照，甚至法律诉讼。

行动建议： 随时了解您飞行所在地区的现行航空法规和天气简报要求。这可能涉及定期参加有关最新标准和指南的培训或复习课程。

八、利用技术获取天气信息

现代技术彻底改变了飞行员获取和使用天气信息的方式。

A. 飞行计划软件

将天气数据与飞行计划工具集成的软件应用程序。这些程序可以自动检索 METAR、TAF、SIGWX 图和其他相关信息，使飞行员能够生成全面的飞行计划。

B. 气象雷达

配备气象雷达的飞机可以探测降水和颠簸，帮助飞行员绕过危险天气。气象雷达对于探测雷暴和强降雨区域特别有用。

C. 卫星天气数据

卫星图像提供了云量、降水和其他天气现象的全球视图。实时卫星数据对于态势感知非常宝贵。

D. 移动应用程序

移动应用程序使飞行员可以轻松地在移动设备上获取天气信息。这些应用程序通常提供交互式地图、实时天气更新和飞行计划工具。天气应用程序通常连接到实时数据源。

实践示例： 飞行员可以使用集成了来自各种来源的天气数据的飞行计划软件来规划飞行。该软件分析数据，识别潜在的天气危险，并建议最佳航线和高度。他们还可以使用提供实时天气更新的移动应用程序，帮助他们在航路中监控状况。

九、培训与持续学习

航空天气是一个动态变化的领域。飞行员和航空专业人士应参与持续的培训和专业发展，以保持其知识和技能。

A. 初始培训

初始飞行员培训包括航空气象学的全面教学，涵盖天气理论、天气报告和飞行计划。这种培训为理解天气原理奠定了基础。

B. 定期复训

定期的复训课程、模拟机飞行和检查对于保持熟练度至关重要。这些课程应涵盖当前的天气法规和最佳实践。飞行员也可以从高级气象学课程中受益。

C. 自学与资源

飞行员和航空专业人士应定期学习航空天气资源，包括天气图、出版物和在线资源。他们应监控天气简报并关注现实世界中的例子。

D. 保持更新

天气模式和技术不断变化。飞行员需要不断更新他们的知识，并适应获取和解释天气信息的新方法。订阅行业出版物并参与专业发展计划。

行动建议： 每年复习天气原理和法规，并不断加深您对航空天气的理解。这种持续学习对飞行员的安全至关重要。利用在线资源和培训课程来增强您对天气相关危险的理解。

十、结论

理解航空天气要求对于安全高效的飞行至关重要。本指南全面概述了航空天气的关键方面，包括天气报告、云层形态、结冰、颠簸和飞行计划。通过保持信息灵通和持续学习，飞行员和航空专业人士可以应对天气的复杂性，确保全球飞行的安全。

本指南中提供的信息仅供参考，不应被视为专业培训和经验的替代品。请务必咨询合格的飞行教员和认证的航空气象专家。始终遵守相关的航空法规并遵循最佳安全实践。