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      主導(dǎo)能見(jiàn)度、MOR和跑道視程的對(duì)比分析

      2021-09-23 15:35:21陳燕珠
      交通科技與管理 2021年23期
      關(guān)鍵詞:能見(jiàn)度對(duì)比分析

      陳燕珠

      摘 要:能見(jiàn)度是判斷飛行條件簡(jiǎn)單與復(fù)雜的依據(jù)之一,也是決定機(jī)場(chǎng)開放與關(guān)閉的條件之一同時(shí)也是決定航空器起降采用目視飛行規(guī)則或儀表飛行規(guī)則的依據(jù)之一。本文淺談氣象主導(dǎo)能見(jiàn)度、氣象光學(xué)視程和跑道視程,并對(duì)他們的不同進(jìn)行對(duì)比分析。

      關(guān)鍵詞:能見(jiàn)度;跑道視程;對(duì)比分析

      1 主導(dǎo)能見(jiàn)度的定義

      目前,我國(guó)民航地面氣象的能見(jiàn)度觀測(cè)包括主導(dǎo)能見(jiàn)度、氣象光學(xué)能見(jiàn)度(MOR)、跑道視程(RVR)的觀測(cè)。主導(dǎo)能見(jiàn)度是指觀測(cè)到的達(dá)到或超過(guò)四周一半或機(jī)場(chǎng)地面一半都能達(dá)到的最大水平能見(jiàn)距離。

      2 氣象光學(xué)視程的定義

      氣象光學(xué)視程(Meteorological optical range簡(jiǎn)稱MOR)是指由白熾燈發(fā)出的色溫為2 700 K的平行光束的光通量在大氣中削弱至初始值的5%所通過(guò)的路徑長(zhǎng)度。其中,色溫是照明光學(xué)中用于定義光源顏色的一個(gè)物理量。即把某個(gè)黑體加熱到一個(gè)溫度,其發(fā)射的光的顏色與某個(gè)光源所發(fā)射的光的顏色相同時(shí),這個(gè)黑體加熱的溫度稱之為該光源的顏色溫度,簡(jiǎn)稱色溫。其單位用“K”(開爾文溫度單位)表示。

      MOR的測(cè)量原理主要是依據(jù)對(duì)大氣消光系數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量。根據(jù)柯西米德(Koschmieder)原理,MOR與消光系數(shù)、視覺(jué)對(duì)比感閾、背景光亮度有關(guān)。即對(duì)于水平天空為背景的黑色目標(biāo)物,目標(biāo)物和背景亮度對(duì)比可表示為:

      式中r為目標(biāo)物與觀察者的距離;為大氣消光系數(shù);為視覺(jué)對(duì)比閾值。對(duì)于正常視力的人而言,通常白天的視覺(jué)對(duì)比感閾為0.02,而對(duì)航空而言,世界氣象組織(WTO)和國(guó)際民航組織(ICAO)均采用0.05作為閾值,即:

      因此得出:

      在無(wú)人值守的情況下,可以將氣象光學(xué)視程(MOR)作為能見(jiàn)度使用。

      3 跑道視程的定義

      跑道視程(runway visual range 簡(jiǎn)稱RVR),在國(guó)際民用航空公約附件三-《國(guó)際航空氣象服務(wù)》中,對(duì)RVR是這樣定義的:在跑道中線,航空器上的飛行員能看到跑道面上的標(biāo)志或跑道邊界燈或中線燈的距離。所謂標(biāo)志,是指為了表示跑道中心線或接地線用白漆在跑道表面劃出的標(biāo)志。一般來(lái)說(shuō),RVR是指飛機(jī)的接地地點(diǎn)看到的能見(jiàn)距離。但是實(shí)際上是不可能到跑道中間去觀測(cè)的,這就必須取一個(gè)能代替地點(diǎn)的位置,使測(cè)量出的能見(jiàn)距離盡可能和接地地點(diǎn)測(cè)量的一致,國(guó)際民航組織建議這個(gè)位置應(yīng)是在離跑道中線一側(cè)不超過(guò)120米處但不小于90米。代表接地地帶的觀測(cè),其觀測(cè)位置應(yīng)沿跑道,離入口處向內(nèi)約300米;代表跑道中間地段和較遠(yuǎn)地段的觀測(cè)位置,應(yīng)為于沿跑道入口處約1 000米到1 500米(跑道中間地帶),跑道停止端向內(nèi)約300米。且測(cè)量RVR的大氣透射儀傳感器發(fā)射和接收鏡頭相對(duì)跑道高度約2.5米;測(cè)量RVR的前向散射儀發(fā)射和接收光路交叉點(diǎn)的高度相對(duì)跑道高度約2.5米。

      4 對(duì)比分析

      4.1 RVR和主導(dǎo)能見(jiàn)度的對(duì)比

      (1)主導(dǎo)能見(jiàn)度應(yīng)當(dāng)在觀測(cè)平臺(tái)或觀測(cè)場(chǎng)以能見(jiàn)度觀測(cè)的方法確定。當(dāng)觀測(cè)人員在規(guī)定高度以上的觀測(cè)平臺(tái)觀測(cè)時(shí),應(yīng)當(dāng)將觀測(cè)到的主導(dǎo)能見(jiàn)度修正到機(jī)場(chǎng)地面水平方向的主導(dǎo)能見(jiàn)度。跑道視程采用RVR探測(cè)儀器對(duì)距機(jī)場(chǎng)跑道面約2.5米高度上的RVR進(jìn)行觀測(cè)。

      (2)RVR是在跑道接地地帶探測(cè)的,其方向與跑道平行。氣象主導(dǎo)能見(jiàn)度是在固定的觀測(cè)點(diǎn)(一般不在跑道附近)人工目測(cè)的,且與觀測(cè)員當(dāng)時(shí)生理、心理和工作經(jīng)驗(yàn)等因素有關(guān)。因此,兩者存在差異是正常的。當(dāng)自動(dòng)觀測(cè)設(shè)備能夠輸出主導(dǎo)能見(jiàn)度值時(shí),可以將該設(shè)備輸出的主導(dǎo)能見(jiàn)度值作為確定主導(dǎo)能見(jiàn)度的參考。

      (3)白天RVR的目標(biāo)物是跑道及其跑道面上的標(biāo)志,它們的形狀、大小和顏色是固定的;氣象能見(jiàn)度目標(biāo)物的形狀、大小和顏色不盡相同。夜間,RVR的目標(biāo)燈是跑道中線燈和邊線燈,且光強(qiáng)可以調(diào)節(jié);氣象能見(jiàn)度則利用周圍原有的燈光,其顏色、光強(qiáng)有隨意性,且光強(qiáng)不能調(diào)節(jié)。

      (4)由于RVR是通過(guò)儀器測(cè)量計(jì)算后的值,當(dāng)儀器窗口鏡面污染時(shí),就可能導(dǎo)致RVR值偏低。當(dāng)出現(xiàn)霧的分布不是均勻的,RVR探測(cè)儀的采樣體也會(huì)可能影響RVR的估算值。我們沿海地帶經(jīng)常出現(xiàn)平流霧、碎片霧,當(dāng)它們覆蓋在探測(cè)儀周圍時(shí),儀器顯示的RVR值可能很差,而同一時(shí)間跑道上的能見(jiàn)度可能很好。此種情況下的RVR值與氣象能見(jiàn)度會(huì)有很大差異。

      4.2 MOR與RVR的對(duì)比

      (1)MOR的尺度0~70千米,對(duì)于民用航空來(lái)說(shuō),上限是10千米。而根據(jù)ICAO相關(guān)報(bào)告建議,跑道視程RVR應(yīng)當(dāng)按儀器實(shí)際顯示的數(shù)值記錄正在使用的跑道接地地帶的RVR。當(dāng)RVR值小于50米時(shí),記錄為M50,當(dāng)RVR值大于2 000米時(shí),記錄為P2 000。

      (2)RVR是在求出消光系數(shù)的基礎(chǔ)上,也就是在測(cè)量出MOR數(shù)值后,再參照背景亮度和跑道燈光級(jí)數(shù)計(jì)算得出。在白天不開跑道燈時(shí),使用柯西米德定理(),在夜間開跑道燈時(shí),使用阿拉德定理(),式中:R為跑道視程;T為大氣透明度;b為基線長(zhǎng)度;為照明閾值,與背景亮度有關(guān);I為跑道燈光強(qiáng)度,通常分為1%、3%、10%、30%、100%五個(gè)等級(jí),其中3、4、5級(jí)所對(duì)應(yīng)的燈光強(qiáng)度為500 cd、2 500 cd、10 000 cd。因此可以將RVR理解為MOR數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后得到的新數(shù)據(jù),RVR的數(shù)據(jù)源是MOR,但因?yàn)橛?jì)算中涉及其他因素,兩者經(jīng)常存在差異,更不可相互替代。

      4.3 對(duì)比結(jié)論

      通過(guò)分析,可以得出的結(jié)論是:RVR>=MOR;通常情況下,無(wú)燈光時(shí)VIS>=RVR>=MOR;有燈光時(shí)RVR>=VIS>=MOR。當(dāng)不同方向上的能見(jiàn)度差異較大時(shí),VIS、RVR與MOR的差值也較明顯。當(dāng)VIS值與RVR值差值異常時(shí),需要觀測(cè)員和氣象設(shè)備機(jī)務(wù)員到跑道上進(jìn)行能見(jiàn)度觀測(cè),以判定這種差異是由于局部天氣還是設(shè)備問(wèn)題引起的。值得注意的是:跑道視程探測(cè)設(shè)備是II類和III類機(jī)場(chǎng)所必須的設(shè)備,對(duì)于航空公司而言最重要的還是RVR數(shù)據(jù)。

      5 結(jié)束語(yǔ)

      能見(jiàn)度是飛行安全的一個(gè)重要參數(shù),低能見(jiàn)度始終是航空氣象工作的重點(diǎn)。觀測(cè)員在工作中應(yīng)嚴(yán)格遵守工作流程,經(jīng)常進(jìn)行對(duì)比觀測(cè),數(shù)據(jù)對(duì)比,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)異常,即時(shí)通報(bào),確保數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確,更好為飛行安全服務(wù)。設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)做好氣象能見(jiàn)度探測(cè)設(shè)備的日常保養(yǎng),例行維護(hù),零備件管理及故障處理,及時(shí)有效處理故障,確保RVR數(shù)據(jù)的正常使用。氣象、塔臺(tái)、機(jī)場(chǎng)控制臺(tái)等直接與飛行安全有關(guān)的單位了解掌握氣象能見(jiàn)度和跑道視程之間的差異,可以準(zhǔn)確為航空飛行提供所需的能見(jiàn)度數(shù)據(jù),確保空中交通順暢和飛行安全。

      參考文獻(xiàn):

      [1]World Meteorological Organization 1990a:Guide on Meteorological Observation and Information Distribution Systems at Aerodromes WMO-NO.731,Geneva.

      [2]世界氣象組織,《氣象儀器觀測(cè)方法指南》,第8版,國(guó)家氣象局氣候監(jiān)測(cè)應(yīng)用管理司,氣象出版社,1983:236-251.

      [3]國(guó)際民用航空公約附件三-《國(guó)際航空氣象服務(wù)》.

      [4]民用航空氣象地面觀測(cè)規(guī)范[S].2019年2月28日,第四章.

      [5]民用航空機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)建設(shè)指南[S].2012年4月1日,第三章第四節(jié).

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