关于提高中小机场极端天气预报预警能力的思考

摘 要：气象预报预警的准确性和及时性会对航班的正常运行、航班安全及航班正点率产生影响，而雷暴大风、强降雨、冰雹、台风、大雾、冰雪等极端天气都会影响航班安全运行，通过及时发布气象预报预警信息，机组和地面保障部门可以及时采取措施，确保航空器、地面设施设备及人员安全，提高极端天气下的运行效率。分析了气象预报预警工作存在的不足和困难，从提高极端天气预报准确率、提升极端天气预警及时性、提升航空气象情报的准确性三个方面深入研究了提高中小机场极端天气预报预警能力的策略，旨在进一步提高民航气象工作质量。

关键词：极端天气；天气监测；预报预警；气象服务保障

中图分类号：P45 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）11–0-03

极端天气气候（以下简称极端天气）是指在特定时间、特定地点发生的超越常态的小概率气象现象，通常具有突发性强、不确定性大、叠加性强、破坏性大等特点。2023年，国家气候中心发布了对全国气候年景的判断，预告了极端天气将继续频繁出现，气候变暖仍在持续。

2021年10月1日，大连机场突遇极端冰雹天气，时长约23 min，有8家航空公司共41架航空器受损，导致部分航班延误、取消。2023年7月，北京受台风“杜苏芮”影响，全区累计平均降雨达到471.1 mm，最大降雨点位达723 mm的雨量，对航班正常运行带来极大影响[1]。因此，如何提高气象极端天气预报预警能力，减少天气原因造成的航班异常，越发成为中小机场民航气象的工作重点。立足中小机场气象专业的角度，分析预报预警工作存在的不足和困难，并提出相关建议。

1 气象预报预警工作存在的不足和困难

第一，中小机场存在人力资源相对匮乏、专业技术人员业务水平参差不齐的现象，且联动会商机制不完善。在此背景下，机场气象预报预警工作更多依赖于预报员自身经验积累，预报预警能力和气象服务保障水平不足以应对极端天气，具有不平衡和波动性大的特点。此外，中小机场的联动会商机制不完善。由于资源和技术的限制，中小机场往往无法建立起高效、稳定的联动机制。这使得气象预报工作在应对极端天气时，显得尤为脆弱和被动。

第二，中小型机场在设施设备方面存在一定的落后性，探测手段相对单一，导致在获取气象原始数据时需要依赖于本场的多种仪器及地方气象台的数据，尤其是在获取雷达产品探测到的关键气象信息时，对地方气象台的设备依赖性尤为明显。一旦地方气象台的设备出现故障或关停，这些中小型机场就会失去探测强对流天气的重要工具，从而影响到机场的运行安全和效率。此外，本场的探测设备使用年限较长，设备老化问题较为严重，故障率相对较高。这在实际使用过程中不仅会消耗大量的时间成本，还对预报员的预报工作质量造成不利影响。预报员在面对老旧设备时，需要投入更多的时间和精力进行维护和修理，这增加了他们的工作负担，同时也会影响预报信息的准确性和及时性。

第三，中小机场在气象数据的融合方面存在明显不足，预报预警发布平台的技术水平相对落后。目前，

这些机场主要依赖于人工编辑和发布预警预报信息，随后通过电话、网络等方式将这些信息传递给服务用户。随着对预警信息及时性、准确性的要求日益提高，这种工作模式效率已经难以满足实际运营需求，难以保证气象服务的整体质量，效率低下且容易出现信息传递的延误或错误，进而影响飞行安全和机场运营的效率。因此，中小机场迫切需要升级其气象数据处理和预警发布系统，以实现更加自动化、智能化的信息处理和发布流程，确保能够快速、准确地向相关用户提供关键的气象信息，从而提升整个机场的运行效率和服务水平。

2 提高气象预报预警能力的策略

要想全面提高中小机场极端天气预报预警服务能力，关键在于丰富探测手段提高预报准确率、完善预警平台提高预警提前量。从提高极端天气预报准确率、提升极端天气预警及时性和民航气象情报的准确性三个方面进行论述。

2.1 提高极端天气预报准确率

2.1.1 建立针对极端天气的总结及识别机制

极端天气受季节和地域的影响具有突发性和不确定性。机场气象台可结合本地区地形特点和气候特征，对历史上出现过的极端天气事件进行案例搜集和总结，梳理出本地区可能出现的典型极端天气。研究极端天气的特点和成因、天气背景、主要天气形势、各种物理量场的特征等，进行极端天气复盘，设定各类极端天气的预报指标编制《极端天气下预报指标参考手册》，针对易发、多发的极端天气，理清预报思路，为预报预警提供重要参考。

2.1.2 升级雷达产品，加强对极端天气的监测

进一步强化与地方气象台的交流与合作，充分发挥中国新一代天气雷达（CINRAD）在极端天气监测中的作用。当前，多普勒天气雷达是雷暴和强对流天气探测和临近预警的主要工具，对极端天气具有较好的监测作用[2]。它通过发射一系列脉冲电磁波，利用云、雾、雨、雪等降水粒子对电磁波的散射和吸收，探测降水的空间分布和铅直结构，并以此为警戒跟踪降水系统，可探测雷达站周围几百公里范围内的天气系统。但其也有一定的局限性，强降水，尤其是强冰雹对C波段雷达波束会有明显衰减，对于强冰雹，在距离雷达20 km范围内判断较为困难。

而新一代天气雷达带有双偏振功能，其主要目标有以下两个：（1）提高降水估测精度；（2）识别降水系统内水凝物粒子的种类和相态，尤其是提高冰雹识别的准确率。因此，机场需要加强与地方气象部门的合作，在各机场探测资料同化的前提下，使各业务平台能有效融合民航机场气象探测数据和地方气象部门气象站点数据，升级雷达产品，完成新产品的互通共用。

2.1.3 加强相关探测手段和相应资料在极端天气中的应用

除（多普勒）天气雷达外，常规高空（图1）和地面观测（含区域自动气象站）资料、实时气象卫星云图、

风廓线雷达、闪电定位仪（图2）、AMDAR（Aircraft Mete-

orological Data Acquisition Relay）系统、数值预报产品、探空资料等也是探测极端天气的重要手段。中小机场气象台应不断完善相关探测设备，推进智能探测设备建设，提高机场终端区对对流天气、风切变、湍流等天气的探测能力，对主要航路提供全方位的气象监测与预警，形成综合立体气象探测体系。并熟知不同极端天气的指标特征，充分利用这些探测资料加强临近监测工作，为提高气象服务质量提供技术支持。例如，雷达反射率因子结合探空资料可对雷电的发生进行较好的临近预报，若观测到40 dBz的雷达回波高度≥环境温度-10 ℃所在的高度，则可对云地闪发布预警。通过加强对探测设备的应用和对各种资料的分析，研究复杂天气机理和预报技术，对可能产生的极端天气做好定点、定时和定性的预判，提升极端天气预报的准确性。

2.1.4 完善复杂天气的协同会商机制

第一，充分发挥气象台每日例行天气会商机制的作用。机场气象台在每日天气会商时，需要对前一日预报质量及重要天气过程进行复盘，判断昨日预报结论的准确性和预警信息发布的及时性。通过分析历史数据，修正今日预报思路，为提升当日预报的准确性奠定基础。

第二，完善与气象局和周边气象台的协同会商机制。通过对常规地面图和高空图的分析，了解本地区大范围的天气形势，知悉近日有无重要天气过程影响并判断其强弱。当预计有影响区域的复杂天气时，及时启动与气象局和周边气象台的协同会商机制，对重要天气的种类、强度、影响范围进行进一步分析和研判，提升复杂天气和极端天气区域预报结论的准确性和一致性。

第三，落实中小机场片区天气会商机制。当中小机场片区预计或已经出现雷雨、暴雨、大雾、暴雪等极端天气时，及时与空管气象台开展天气会商，空管气象台协助中小机场研判片区天气形势，提高属地化机场极端天气下分类监测和预报预警能力。

2.2 提升极端天气预警及时性

2.2.1 完善预警发布产品，提升预警及时性

极端天气的发生与发展一般伴有大的天气环流系统，针对天气系统要提早进行定性、定点、定量的预判。目前，数值模式预报发展基本稳定，根据数值预报产品，判断出大环流天气系统对本场的影响，发布未来3～5 d的短期预报产品（如未来重要天气提示），提示各气象用户关注重要天气过程的影响[3]。在此基础上持续跟踪天气演变情况，进行预报结论“一日一订正”，发布未来2 d重要天气专项预报产品，细化极端天气的影响时间与范围，提醒气象用户做好应急保障措施，为气象用户作出决策提供重要依据。在极端天气临近时，及时发布机场天气警报，实现极端天气短期（未来3～5 d）、短时（未来2 d）、临近（未来几小时）预报预警，提升机场极端天气预警的及时性，实现航空气象预报预警的精准化、定量化。

2.2.2 建立一体化服务平台，提高预警覆盖率

机场气象台可结合不同用户（航空公司、地面保障部门、运行决策部门）的需求，建立一体化气象预警服务平台，结合手机终端、业务网络、电话或微信群、对讲机等手段，通过一体化平台更新预报预警产品，为用户传递预报预警信息，向用户提供具有针对性、个性化的气象服务，在空间上实现全覆盖，确保各气象用户均能通过有效的方式及时收到预警信息，进而实现气象信息和航空决策系统全面融合，实现气象信息服务一体化。机场气象台还可以为管制部门提供面对面的天气讲解服务，重点就复杂天气对机场重点区域及起飞爬升区域的影响进行详细的讲解，使用户及时了解极端天气信息，让机场极端天气预警更及时、更易懂，实现预警从“发得出”到“用得上”的转型升级，最大限度地降低极端天气的运行

风险。

2.3 提升航空气象情报的准确性

航空气象情报是各航空公司及气象用户获取机场气象信息的有效途径，因而气象情报的准确性对航空用户的决策的影响较大（图3）。航空气象情报包括机场例行天气报告（METAR）、机场特殊天气报告（SPECI）、航空器观测报告、机场预报（TAF）、着陆预报、起飞预报、区域预报、航路重要气象情报（SIGMET、AIRMET）、火山重要气象情报（SIGMET FOR VA）等。

而中小机场发布的航空气象情报一般有机场例行天气报告（METAR）、机场特殊天气报告（SPECI）、机场预报（TAF）和着陆预报。

机场天气报告是由持有民航气象观测执照的观测人员在地面用仪器或目力对大气状态进行系统、连续的观察和测定，包括地面风、云、能见度、露点温度、气压等数据，并形成报告，发布频率为1 h/次。气象观测员在遇到极端天气时，应增加观测次数，研判天气状况，可按标准不定期发布特殊天气报告，为航空气象用户提供真实、准确的气象实况数据。

图3 "航空气象情报

机场预报是指机场区域内的天气预报，每3 h或6 h发布1次未来9 h或24 h本地区可能出现的天气状况，内容为机场的云层高度、能见度、风向、风速、降水等气象要素在未来9 h或24 h内的变化。航空气象用户根据各机场发布的气象情报对航班进行调整，减少因极端天气造成航班备降等异常情况。气象预报员面对复杂天气时应按要求编发报文变化和2 h着陆预报，并细化预报时段，使复杂天气的预报更加精细化。当发现预报结论有误时，应及时修订预报报文，在精细化的基础上提高预报报文的准确率。此外，还应做好对气象报文质量的控制、对发布情况的监控工作，减少错报、迟报、漏报的发生，从气象情报的编发、传递、报文的内容、报文的监控等方面层层把关，确保及时、准确地发布各类航空气象情报，提升航空气象情报的准确性，为航空公司和气象用户提供更精准、可靠、直观的气象信息支持，为航空安全运行更好地发挥气象服务支撑作用。

3 结束语

在极端天气频发的背景下，中小机场需要加强对极端天气的识别，不断完善气象探测体系和设备，并充分分析各类探测资料以提高极端天气监测和预警能力，完善协同联动会商机制等，提高对极端天气的预报水平。通过完善预警发布产品、建立一体化服务平台，提升机场预警的及时性和覆盖率，实现更准确的预报和更及时的预警，满足气象预报预警精准化、定量化需求，提升航空气象情报的准确性，最大限度地减轻极端天气对民航安全运行的影响。

参考文献

[1] 乔玮红.增强民航气象极端天气预测预警服务能力的思考[J].民航管理，2023（5）：65-67.

[2] 雷洋.机场复杂天气预报预警系统的开发与实现[J].物联网技术，2019，9（8）：78-79.

[3] 拓砚军.关于提高天气预报准确率的思考及建议[J].农家参谋，2019（16）：160，192.