风起云涌风雨兼程
2021-07-19孙俊颖李政晋
孙俊颖 李政晋
在民机试飞中,有些科目希望在万里无云的晴空下进行,有些则需要寻找极端气候,如自然结冰试验、大侧风试飞等。因此,试飞气象服务保障对民机试飞非常重要,甚至能对试飞安全与试飞效率起到关键性作用。
近些年,随着国产民机试飞进程的推进,中国试飞气象服务保障也取得了长足的进展,从对适航标准中相关气象条件的解读、试飞气象的气候分布特征分析,到提供中期、近期的预报服务,都为国产民机试飞提供了切实的保障。
天气预报的6个步骤
在日常生活中,关乎国计民生的天气预报无处不在,打开电视、刷刷手机,各种表现形式的预报产品让人眼花缭乱,这些天气预报和民机试飞的气象服务工作有何不同呢?首先我们来了解一下天气预报是如何产生的。
天气预报可以简单分为气象观测、数据收集、数值预报、综合分析、预报会商、预报产品发布等6个步骤。全世界所有的气象观测站每天都在固定的时间同时对大气进行观测,把得到的数据上传全球共享。
这些观测数据通过通信网络传递汇集,输入到超级计算机,通过求解描写天气演变的方程组,计算出未来的天气。这就是数值天气预报的通俗解释。大家熟知的“太湖之光”、“天河”等超算都是用来计算天气的。
然后,气象预报员根据最新得到的大量数据信息,在图像分析处理平台上制作出天气预报产品。当然,重要天气过程还需与其他预报员会商,之后发布未来一定时段和空间范围的天气预报。
气象学家们从天气学原理出发,孜孜不倦地推演着复杂的方程组,用动力学框架来阐释大气运动过程,从而模拟未来大气的运动演变,预测未来天气。预报员们从历史观测数据和数值预报结论中开始预报,研究分析高低空配置、高低压系统、冷暖平流等。一名预报员得出一个地区的天气预报结论,需要看几十张图。
苛刻的试飞气象要求
得益于科技的进步,目前天气预报已经能够做到对一定时间和空间范围内的精确预报,但对于民机试飞来说,这些要素还远远无法满足需求。在实际生活中,我们经常会遇到上海徐家汇大雨滂沱而陆家嘴艳阳高照的天气,我们经常会好奇天上一团云系的高度范围和移动速度,经常会发现气温和风速变化万端的趋势,这些都是手机APP查不到的,也是公众气象部门无法覆盖的广度和精度。为满足这些需求,试飞气象专业应运而生。
试飞气象主要包括试飞气象保障和试飞气象条件研究工作。试飞气象保障,即为保障飞行、地面和其他试验任务而提供气象情报和飞行决策;试飞气象条件研究,即根据试飞大纲要求,进行相应的天气现象、氣象要素、机场及空域等条件的统计分析。
如果把这些工作职责落实到日常工作中,试飞气象要求通过中长期预报明确工作计划,涉及到飞行实施、地面改装、人员安排、物资发运等;要求通过短期预报确定试飞窗口期,涉及到起降时刻申报;要求短临预报规避本场、空域或航路的危险天气,确保飞行安全、高效、顺利。
具体到某一次试飞任务,试飞气象需要在空间上定位到机场,在时间上精确到小时;具体到某一个试飞科目点,试飞气象需要给出如何在空域内更高效完成试验点的建议,如何上下调整高度以避免云中开展试飞,需要在阴天里寻找可飞高度,需要在连续降水天气中找到可飞时刻,诸如此类,不胜枚举。这种按照试飞科目精准定制的预报服务是试飞气象的最大意义,也是每一个试飞气象预报员的至高追求。
为探索飞机设计的包线,民机试飞一直都在挑战气象的极限——需要绝对的“好天”,碧空如洗、风和日丽时,开展常规科目试飞(对环境气象无特殊要求的试飞),尽可能提高试验开展效率;也需要绝对的“坏天”——雪窖冰天、云迷雾罩、大雨滂沱时,开展特殊气象条件科目试飞,验证恶劣环境下的飞机性能,提高飞机市场竞争力。
精细化的气象预报是自然科学远没有达到的境界,也是整个气象学科的努力方向。尽管如此,试飞气象人始终秉持着这样一种理念:“尽管难以达到百分之百的准确,我们仍要付出百分之百的努力。”
“与天斗,其乐无穷”
过去几年来,在民机型号的研制历程中,中国商飞试飞中心气象台围绕国内试飞气象领域做了大量开创性的研究和探索工作,并在这个过程中逐渐认识到气象技术支持对于安全高效试飞的重要性。
在国产民机保障工作中,中国商飞试飞气象团队攻坚克难,注重预报质量,不断提高预报水平,在气象预报、飞行监控、气象设备、特殊气象等岗位上为推动试飞任务进程不遗余力,努力做到精准捕捉、精准规避。
大气环境变化多端,认识自然规律、利用自然规律是人类永恒的事业。对于试飞气象工作,更加需要捕捉各种极端天气,高温、高湿、高寒、结冰、大侧风等等,在试飞气象团队的不懈追求和共同努力下,一道道难关终将被攻克。
“与天斗,其乐无穷。”试飞气象工作,立足当下,研判未来,在一次次预判和检验中找寻自然科学的真谛。虽然做不到人定胜天,但在追风逐雨的路上使气象工作意义最大化就是气象预报员的价值体现。