西安机场低能见度天气下RVR与VIS替代关系研究①

张高杰 强晓西 董爱民 廖毅

(民航西北空管局气象中心 陕西西安 710082)

能见度是航空器能否正常起降参考的主要标准之一。在航空气象学上，一般把主导能见度（VIS）低于800m的天气称为低能见度天气。VIS和跑到视程（Runway Visual Range，RVR）是用来判断机场是否满足最低运行标准的重要依据。

在实际业务运行中，不同级别的放行条件下所要求的RVR的值要远低于主导能见度的值，使用RVR进行放行决策具有较为明显的优势。一些学者对部分机场的RVR特征进行了统计分析[1-2]，但均为结合物理量或VIS的简单对比分析，缺乏对RVR的预测。全林生等研究了济南机场基于RVR与VIS关系的VR放行技术，在实际业务运行中取得了较好的效果[3]，其研究方法具有较好的借鉴意义。本文旨在利用西安机场近8年来的VIS和RVR的探测资料，探讨西安机场VIS与RVR的替代关系，间接解决西安机场RVR的预测问题，增强航班放行决策能力，减少航班延误时间，提高航班正常性。

1 资料和方法

本文所用资料为西安机场2010年1月1日—2017年12月31日逐小时实况资料和RVR探测资料。选取VIS＜800m作为研究对象。当RVR的值为P2000时，取RVR的值为2000m，当RVR的值为M0050时，取RVR的值为50m。

2 VIS与RVR替代关系

RVR≥VIS概率的大小，反映了用VIS直接替代RVR的可靠程度。RVR≥VIS概率越大，VIS直接替代RVR的可靠程度越高；反之，RVR直接替代VIS的可靠程度越低。为保证VIS直接替代RVR的可靠程度，将RVR≥VIS的出现概率70%作为VIS可直接代替RVR的最低标准。经统计，西安机场在VIS＜800m的情况下，RVR≥VIS的整体概率为88.1%。整体上看，VIS直接替代RVR的可靠程度较高。表1给出了在VIS细分区间RVR≥VIS的出现概率。可以看出，在大部分细分区间，RVR≥VIS的概率都超过了70%，在一定程度上可直接使用VIS代替RVR。特别是在[0,100)、[600,700)、[700,800)三个细分区间，使用VIS代替RVR的可靠程度达到90%以上，具有较高的替代性。但是，在[200,300)、[300,400)的两个影响机场Ⅱ类运行的关键细分区间，RVR≥VIS的概率没有达到70%的最低标准，无法使用VIS直接代替RVR进行放行决策。

3 西安机场替代关系指数VRK的确定

通过以上分析可知，VIS在[200,300)、[300,400)两个细分区间，无法用VIS直接替代RVR。但可寻求某特征值K，当VIS在上述两个细分区间时，RVR≥K的概率达到70%或以上。图1给出了RVR≥200m、350m、400m和550m在各VIS细分区间的概率分布。可以看出：就同一K值而言，

图1 RVR≥200m、350m、400m和550m在各VIS细分区间的概率分布

表1 VIS细分区间RVR≥VIS的出现概率

表2 RVR特征值K与VRK值对照表

4 结语

西安机场在VIS＜800m的情况下，RVR≥VIS的整体概率为88.1%。在VIS的细分区间，RVR≥VIS的概率不同，其中在[200,300)、[300,400)的两个区间，RVR≥VIS的概率VIS值越大，在其VIS对应区间出现RVR≥K的概率越大；K值越大，出现RVR≥K的概率达到VIS可替代RVR的某级标准的VIS值越大。例如：RVR≥200m的概率，在VIS的细分区间段[0,100）、[100,200）、[200,300）逐渐升高，但均为达到70%的概率，只有在VIS∈[300,400)及以上区间时，其对应的RVR≥200m的概率才稳定达到了70%或以上。为了在实际业务中使用方便，我们定义一个VIS与RVR替代关系指数VRK，该指数表示：当VIS≥VRK时，在VIS[VRK,VRK+100)及以上区间，RVR≥特征值K的出现概率达到航空运行要求的可替代程度，即可用VRk值代替特征值K进行放行决策。为了便于用户查算不同最低运行标准所对应的VRK，将RVR特征值K以50m为间隔进行取值，即K分别取100m、150m、200m、250m、300m、350m、400m、450m、500m、550m,并给出RVR≥K的70%、80%、90%的三级概率，分析后得到表2。可以看出西安机场按照各级标准达到运行标准的VRK值均小于800m，这意味着依据VRK值进行放行决策，可以将西安机场800m的起降标准间接降低到相应等级和类别的VRK值，同时该VRK值能够保证航空器在预计起降时刻具有足够的可靠性。显然，VR放行决策技术能够提高放行的科学性和时效性，能够充分利用低能见度天气条件下出现的有利天气时机，最大程度地减少航班延误，提升航班正点率。没有达到70%的最低标准，无法使用VIS直接代替RVR。

给出西安机场RVR≤550时，特征值间隔50m取值所对应的VRk值，利用该值放行优于传统的VIS放行技术。

本文只是基于统计值，给出了一种VIS与RVR的简单对应关系。放行决策效果，最终取决于VIS的预报准确性以及精细度。