不同云微物理方案对飞机结冰气象条件预测评估分析

飞行安全在复杂气象条件下易受结冰影响而受到威胁。能够结合地形特征并准确预测结冰气象条件是保障飞行安全的重要因素。本文利用中尺度天气预报模型模式,以4种不同的云微物理方案组合对美国华盛顿山地区的两次结冰事件进行了数值模拟。结果表明:预测的液态水含量和温度与现有文献匹配较好,而Morrison方案组合在误差分析中表现最佳。此外,讨论了水平分辨率和云微物理方案对液态水含量和云中液滴平均有效直径预测的敏感性。由于地形所引起的垂直运动是产生云水的主要动因,较高的水平分辨率能够做出更为准确的预测。最后利用IC指数对结冰强度进行了分析,表明结冰严重程度具有明显的时空多变特性,以及对云微物理方案的敏感性。本文工作有望加强对云微物理方案的理解和认识,并为选择适合的云微物理方案进行结冰天气预测提供了依据。

一次飞机积冰过程云微物理特征分析

飞机积冰是影响飞机稳定性的重要因素,严重时甚至会导致飞行安全事故。本研究选取2018年1月24日河南省观测到飞机积冰的一次天气过程,分析了此次飞机积冰过程的云微物理特征,并结合天气雷达观测和葵花8卫星反演云参数,分析了积冰区域的雷达回波以及卫星云参数特征。结果表明:本次探测云系为层状云系,平均有效粒子直径小于15μm,平均液水含量低于0.1 g·m^(-3);积冰区域云中存在球形液滴,同时也存在着尺度较大的片状冰晶和辐枝状冰晶,云系性质为冰水共存的混合相态云;云中液水含量随中值体积直径增大而增大,函数Y=32.78 X 0.29可以较好地描述液水含量与中值体积直径的关系;积冰区域整体回波强度较弱,飞机积冰高度的雷达反射率为5~10 dBZ;云系光学厚度较大,有效粒子半径较小,平均云顶高度6~7 km,云顶温度约-17℃。研究结果为提高飞机积冰监测能力,建立适用于我国的飞行适航标准提供了参考。

基于云微物理参数的飞机积冰多因子预测方法

基于气象探测信息,准确进行飞机积冰预测并及时开启防/除冰系统是保障飞机飞行安全的重要方法。提出了一种多因子积冰预测方法,当已知飞机所在飞行云层类型、飞行高度、速度、气温、气压和露点温度时,使用提出的方法可计算得到飞行高度上的相对湿度、比湿、0℃高度上的气压、液态含水量等气象参数,用所建立的多因子积冰强度判别式可对飞机积冰的可能性及积冰强度进行预测。将方法应用于飞机积冰案例中,与美国国家大气科学中心提出的RAOB积冰预报方法进行了对比。分析结果表明,提出的方法准确有效,可为飞机积冰预测提供技术支持。

云微物理参数在飞机积冰分析和预报中的应用研究

对飞机积冰预报的现状进行了分析 ,介绍了积冰预报中云微物理参数的应用概况 ,并就积冰预报中云微物理参数的应用前景进行了分析和讨论。将模式模拟和卫星反演的微物理参数引入飞机积冰分析和预报 。

一次冷锋过程的云微物理特征分析以及飞机积冰预报检验

利用NCEP GDAS/FNL资料分析了2013年2月19日黄淮至江南区域的一次冷锋过程的天气形势,结合MODIS卫星资料诊断云微物理特征,发现冷锋后的江淮大部至黄淮南部包括河南南部环流场配置和温度湿度条件好,云层较厚实且云内温度较低,云中含有足够的液态水,有利于生成积冰。接着采用IC指数法和Willam算法预报积冰概率和强度,用相近时次收到的航空器报告进行检验,发现Willam算法使用的MODIS卫星资料分辨率远高于IC指数法的常规气象资料数据,预报准确率也高于IC指数法。实际工作中同时使用两种方法,能给飞机积冰的预警服务提供可靠的判断依据。

利用卫星资料识别潜在飞机积冰区

针对天气学方法预报飞机积冰实际效果准确率低并受具体时空范围的束缚等问题,结合卫星资料在民航的广泛使用,设计了利用卫星提供的云微物理参数识别潜在飞机积冰区的算法,从而得到较大区域范围的潜在积冰概率和积冰强度。并用实际飞机积冰案例进行验证分析,发现利用卫星资料识别潜在飞机积冰区的积冰概率和积冰强度与飞机实测结果一致,表明利用卫星资料提供的云微物理参数的积冰算法能够有效识别潜在飞机积冰区。