新冠肺炎疫情对航空气象服务的影响和应对

民航局空管局气象中心 梁升 陈迪 民航华北空管局大兴空管中心 张菊醒/文

2020年初，新型冠状病毒肺炎开始全球肆虐，给全球航空运输业带来了巨大的影响。世界卫生组织的最新通报：“预计疫情持续时间较长，需要有长期应对措施。”航空气象服务作为航空运输的重要组成部分，也受到了较大的影响，本文将对新冠肺炎疫情对航空气象服务的影响和应对策略进行探讨。

新冠肺炎疫情对航空气象服务的影响

现代航空运输离不开航空气象服务的支持，精细化的航空气象服务对于提升航班运行的安全、正常和效率有着重大意义。新冠肺炎疫情对航空气象服务产生了较大的影响。

（一）高空观测资料减少

对各类气象要素的观测是进行气象要素预报的基础。高空气象观测通过无线电探空等方式直接获取大气的温度、气压、湿度和水平风的垂直廓线和分层探测，对认识大气的空间要素分布起到了极大的作用，但是成本高昂，在我国国内也只有120个站点。在国际民航组织和世界气象组织的共同推动下，通过机载的各类气象探测设备将飞行路径上的温度、相对湿度、气压和风等气象要素记录并下传到地面，即航空气象资料转发计划（Aircraft Meteorological Data Relay，AMDAR）。AMDAR资料具有采样频率高、探测层次密集、覆盖无人区和海洋等特点，是高空观测的有力补充。尤其是近些年，航空业的蓬勃发展下，全球的航班量急剧上升，通过AMDAR得到的观测资料大大的提升了高空观测能力。同时，通过AMDAR资料和航空器的飞行机组语音报告，可获取高空颠簸、积冰、风切变等对航空飞行安全有较大影响的天气观测资料。然而疫情期间，全球的航班量明显减少，以中国国内来看，今年一月份高峰时期，全国每天起降架次18000余班，疫情期间每天最低只有3000余班，截止到7月底恢复到13000余班，航班量减少了30%（图1）。根据飞常准大数据显示，2020年上半年全球机场实际出港航班量约970万架次，同比下降46.63%。航班量的减少，直接造成了高空气象观测资料和飞行机组的语音报告减少明显。图2是2020年和2019年1～4月航空器飞行机组的语音报告数量对比，从图2中可以看出，2020年1月的航空器语音报告为788份，较2019年1月多近300份，但是到了2月份疫情暴发后，航空器语音报告的数量和2019年同期相比就有了明显减少。这些高空观测资料的减少对航空气象预报和服务产生了较大影响。

（二）航空气象数值预报准确率下降

航空气象数值预报是实现“智慧空管”的必由之路，是实现航空气象服务产品定时、定量和定点精细化预报的主要手段。气象数值预报依赖于多种观测资料的同化，以获取最接近实际的天气状况初值，在数值预报的长期发展中，观测资料的丰富对数值预报准确率的提升起到了关键作用。欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的数值预报模式是全球公认的预报准确率最高的，其研究结果显示，来自飞机观测的AMDAR数据因其更高的垂直分辨率和水平分辨率，是改善全球24小时数值天气预报的第四重要观测数据集。但是正如第一部分所言，新冠肺炎疫情造成航班大量减少，尤其是洲际的国际航班急剧减少，造成通过机载设备的气象观测资料（AMDAR）减少明显。这将会造成数值预报的准确率下降，也许这种变化不足以产生对公众气象服务的影响，但是对精细化预报水平要求更高的航空运行将会产生一些影响。

（三）航空气象国际交流受阻

近年来，中国国内的航空运输业高速发展，航班量快速增加，天气对于航班正常性的影响占到了50%以上，准确精细化的航空气象预报对于中国民航未来的发展至为关键。当下中国航空气象的发展水平显然无法满足高速增长的中国民航运输业发展需求。这不仅需要我们内挖潜力，而且需要我们与世界民航发达地区航空气象同行加强交流和合作，但是受疫情的影响，航空气象的国际交流开展将比较困难。

新冠肺炎疫情下的航空气象服务的应对

新冠肺炎疫情对航空气象的影响主要是观测资料的影响和人员的影响，目前来看在中国国内对人员基本上没有影响，对于观测资料的影响是主要方面。观测资料的影响又会进一步影响到航空气象数值模式的准确率，针对这些影响，民航气象人要有清醒的认识，笔者认为可以从下面几方面应对：

（一）加强观测资料融合，进行资料的交叉验证。随着我国气象现代化的实现，地基、天基和空基的气象观测体系已经建立，通过分析历史的航空器语音报告和AMDAR资料与其他观测资料的相关性，进行观测资料的融合和交叉验证，从而实现在一定程度通过其他的观测资料能够反映出影响航空运行的颠簸、积冰和风切变等重要天气现象。

（二）开展数值预报的评估工作，合理修正预报结果。没有完全准确的数值天气预报，对数值天气预报进行评估是数值预报使用的前提，尤其是在疫情影响下观测资料减少对数值预报准确性影响存在较大的不确定性，这就需要我们加强数值预报的检验评估工作，认识数值预报对不同区域和不同气象要素的预报偏差情况，从而进行合理的修正，发布更加准确的天气预报。

（三）强化气象服务和预报产品体系建设，提高产品质量。预报的偏差肯定是存在的，但是通过加强服务往往会很好的弥补预报的偏差，尤其是在疫情期间。我国的航空气象服务是三级的架构，不同级别的航空气象服务机构对应的用户需求存在一定的差别，应根据不同的服务层级需求设计对应的气象预报和服务产品。以民航局空管局气象中心为例，作为全国的航空气象服务机构，不光需要提供全国流量战略管理阶段的天气预报，还要提供战术流量管理阶段天气预报，这就需要和各地区在“首发责任制”的基础上共同建立从战略到战术的不同时效需求的预报和服务产品体系（图3），从而实现航空气象无缝隙的服务产品体系。同时，在服务产品设计上应该简洁、规范、统一，贴近用户需求，结合用户语言，内容图形化、直观化，尽量使用户解读时能快速读懂。

（四）做好天气复盘，提高对天气的认识。通过天气复盘能及时看到气象预报的准确性，与管制和流量管理部门结合的复盘更能发现气象服务效果的好坏，从而达到事后将复盘内容及时应用在业务实际中，对服务的提高和改进能起到明显的效果。疫情期间，空管局每周例行开展大面积航班延误响应机制（Massive Delay Response System，MDRS）的复盘工作，各级空管气象部门积极参与，取得了很好的效果。笔者认为气象和用户共同的复盘，必将会对民航的运行产生深远的影响，建议在气象服务和管制运行的深度上进一步加强。

（五）改变思维方式，采取多种手段开展航空气象交流。新冠肺炎疫情对全球产生了深远影响，在某些行为习惯上也有了较大的变化。以前学术报告都是线下进行，往往会有场地等多方面的限制。疫情开始，许多的学术交流报告都改为网络进行，以前我们无法参加的好多交流都可以参加了，这对于航空气象的提升有很大的益处。在国际航空气象交流上，也可以通过网络开展交流。

综上所述，新冠肺炎疫情对航空业的影响还在继续，但是我们也要认识到的一点是，疫情造成航班量的减少，使得天气对流量的影响没有那么突出了，这给航空气象服务的发展提供了难得的时间窗口期。我们要在保安全保运行的基础上，紧抓这个时间窗口期，提升航空气象服务技术和产品建设，为疫情后的航空业高速发展提供更高质量气象服务做好准备。