风廓线雷达与激光测风雷达
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风采三维激光测风雷达工作原理及维护摘要:风采三维激光测风雷达用于探测机场上空及飞机起降通道低空风场信息,为飞机起降提供短时大气风场信息,以保障飞行安全。
本文详细介绍系统的工作原理、产品组成、主要性能和维护方法,为用户日常管理维护提供经验与借鉴。
关键词:风场,激光测风雷达,性能Style three-dimensional laser wind measurement radar working principle and maintenanceQishan(Xinjiang Air Traffic Control Meteorological Center, Urumqi 830000)Abstract:Fengcai 3D laser wind measurement radar is used to detect the low-altitude wind field information over the airport and the aircraft take-off and landing channel, and provide short-term atmospheric wind field information for aircraft take-off and landing to ensure flight safety. This article details the working principle, product composition, main performance and maintenance methods of the system, and provides experience and reference for users' daily management and maintenance.Keywords: wind field, laser wind radar, performance0引言近年来,我国民航飞机架数和航班量呈爆炸式增长,机场航班密集时段,起降架次时间可达分钟级,且飞机通常进行高速起降,因此对激光测风雷达的实时性要求很高,根据实际需求,激光测风雷达实现了较高的数据刷新率,能够对机场上空的风场变化进行实时监测及预报。
低空风切变对民航飞行安全的影响与预防对策摘要:低空风切变影响飞机的起降阶段,是国际航空界公认的“隐形杀手”。
由于低空风切变出现的时间短、空间小,速度变化太快,因此不易观察和预报。
低空风切变现象是压倒性的,减少受此影响的最好办法就是避开它。
准确合理地确定是否出现低空风切变,从而保证航空器安全飞行是航空人的主要责任。
本文以低空风切变为研究对象,首先阐述定义,其次介绍低空风切变的种类,再次详细论述低空风切变对民航飞行安全的影响,最后针对性地提出预防低空风切变的对策,以期促进我国民航业的安全平稳运行。
关键词:低空风切变;民航;飞行安全;影响;对策引言低空风切变预警在我国民航领域仍处于起步阶段,设备技术复杂,投资成本高昂。
目前检测中低空风切变的最主要方法包括,风廓线雷达、多普勒气象雷达、激光测风雷达,以及中低空风切变监视和预警系统。
但各种仪器也有其各自的优势与局限,低空风切变的准确监测必须整合不同的仪器和系统,建立一套独立的监测体系。
根据以上情况,我们着重研究各种传统仪器的检测方法和应用,评估机场出现低空风切变的可能,为管理、飞行、机场以及其他机构提供相关服务。
1.低空风切变的定义风切变是一类大气现象, 是指风速矢量或其分量沿垂直方向或某一水平方向的变化。
它可能垂直或水平,可能出现在低空,也能出现在较高处。
通常出现在离地面六百米高度以下的,风的水平或垂直切变现象,称为低空风切变。
低空风切变的特点是转换时间短、航程短、强度高,因此在这种环境下飞行时,飞行速度会发生剧烈变化,飞行速度的变化会导致升力发生变化。
升力变化,则会导致飞机的飞行高度发生变化。
例如,如果飞行器的飞行轨迹刚刚经过一个微下冲气流,飞行器可能会突然异常坠落,偏离原来的轨道,可能由于高度低而造成危险。
2.低空风切变的种类及对飞行的危害2.1 顺风切变当飞机顺着飞行方向顺风增大或逆风减小,从大逆风区进入小逆风区,从逆风区进入顺风区,都属于顺风切变。
2020年 2月 13日西宁曹家堡国际机场大风风切变天气个例分析摘要:2020年2月13日,西宁曹家堡机场出现大风风切变、吹沙等复杂天气,对本场的航空器运行造成了一定的影响。
本文从天气形势、实况天气过程、激光测风雷达的应用及服务保障情况等方面进行了分析,此次大风风切变天气为动量下传大风导致,关注大风风切变、颠簸天气,以及伴随的吹沙和低能见度天气,关注风向的转变,风切变的位置高度,以及高空颠簸层的位置。
本次服务过程预警服务工作靠前,服务及时细致,为管制部门提供了准确的气象信息。
关键词:大风风切变激光雷达航空气象服务保障1天气形势及主要影响系统1.1 环流背景2020年2月13日至15日,受500hPa高空槽东移及地面强冷空气影响,我国自西向东出现了一次寒潮天气过程,降温幅度大,伴随有雨雪及大风天气。
2月13日08时500hPa(图1a)显示,西宁机场受西北气流影响,有明显冷平流。
700hPa高空槽位置较500hPa偏东,西宁机场上空有冷舌影响。
图1 2020年2月13日08时(a)500hPa高度场/温度场(b) 700hPa高度场/温度场1.2 地面形势由2月13日08时地面图(图2)分析发现,青海南部地区有一中心值为1030hpa的冷高压存在,青海湖以西受其影响为一致大西风;蒙古高原有一中心值为1050hPa的冷高压,逐渐东移南压,其冷空气前沿已达河西走廊,预计将沿祁连山北麓南下在兰州堆积后于13日傍晚前后经由河湟谷地倒灌影响西宁机场。
同时13日高空风速较大,且天气晴朗,日照充足,易出现不稳定层结从而导致大西风动量下传。
图2 2020年2月13日08时地面气压场2实况天气过程2.1天气实况对西宁机场11号基准观测点的自动观测系统风数据进行统计,2月13日08时至2月14日08时10分钟平均风向风速变化图(图3a)并选取了13日14时至24时的10分钟和瞬时风速制作风速变化图(图3b),从图表及实况数据中分析,2月13日,14:43分西宁机场大风天气瞬时风速19m/s,14时45分出现高吹沙,能见度3000米,15:55能见度降至1500米,17时16分能见度转好至2600米,17:31至17:49已经由西风转变为稳定的东风110°左右,17:54能见度降至2000米,18:11大风瞬时风速极值24m/s,18:28能见度降至1500米,18:47能见度2300米,18:52东风平均风速达16m/s,其后东风风速一直维持在较大水平,19:06能见度好转至6000米,19:54高吹沙天气解除,23时风速逐渐减小。
地基遥感大气温湿风垂直廓线观测方法综述王志诚;张雪芬;茆佳佳;季承荔【摘要】大气温度、湿度和风作为大气热力和动力状态的基本参数被广泛应用于数值天气预报和气候变化模型中.文章以温度、湿度和风3个要素的测量为研究对象,综合讨论了目前遥感测量中的常用方法,重点分析了3类地基遥感观测系统(风廓线仪、微波辐射计、激光雷达)的观测方法、发展现状及和其他同类设备相比的技术优势和问题,并对如何提高大气垂直廓线的测量精度做出了展望.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】8页(P109-116)【关键词】地基遥感;综合观测;垂直廓线【作者】王志诚;张雪芬;茆佳佳;季承荔【作者单位】成都信息工程大学,成都610000;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P4120 引言气温、湿度和风是描述大气热力和动力状态的基本参数,实时探测大气不同高度层温度、水汽和风的变化,对于数值天气预报和气候变化研究以及各种气象保障工作都是必不可少的[1]。
在高空观测中,无线电探空是业务上最为常用的观测方式之一,这种探测技术的应用构筑了探空(大气廓线)网,在大气科学、天气预报中发挥着重要的作用。
但是其时空密度不足、无法探测大气要素的短期变化制约着精细化预报和长时间气候观测的准确度。
目前灾害性天气预报准确率平均不到30%[2],天气预报精细化程度不高,本质上在于对中小尺度天气发生、发展的规律和机理掌握的不够[3],要想充分探究其内部动力和热力过程的演变,离不开精确连续的大气廓线探测[4,5]。
随着无线电及遥感技术的不断发展,国内外涌现出各种自动化垂直观测设备,可实现大气廓线的实时连续探测。
随着大气廓线反演方法的不断完善,反演精度也在不断提高。
文章从主动遥感观测、被动遥感观测两个方面综述了大气温湿风垂直廓线的探测方法、研究进展情况。
民航机场风切变探测与预警的三维激光测风雷达分析作者:蔡嘉晨来源:《科学与信息化》2020年第05期摘要激光雷达在民航机场风切变探测与预警领域中应用十分广泛,在多年的研究与发展中,激光雷达测风技术也有所发展,三维激光测风雷达的出现,在很大程度上解决了传统测风雷达的弊端,取得了良好的效益。
自2016年以来,已有多部激光测风雷达在兰州中川机场完成试验验证,取得了丰硕的应用成果。
基于此,本文首先对三维激光测风雷达系统进行介绍,进而提出三维激光测风雷达在民航机场风切变探测与预警领域的应用。
关键词激光测风雷达;民航机场;风切变;侧风引言(低空)风切变是指600m高度以内,风矢量沿着垂直或某个水平的方向变化,具有时间短、强度大、难预测等特点,这也提高了探测与预警难度。
风切变会影响飞机控制难度,所以采取有效的探测技术可以提前发现隐藏危险,保证飞机安全。
激光技术不断发展,与雷达技术结合形成了激光雷达,特别是激光测风雷达的出现,给风切变探测与预警提供了基础支撑。
激光测风雷达在实际应用中,具有数据获取率高、时空分辨率高等优势,弥补了传统风场探测技术的漏洞。
因此,加强激光测风雷达的研究有着重要意义。
1 激光测风雷达系统以及国内外发展现状分析1.1 系统分析通过分析可知,激光测风雷达系统主要应用了光纤相干光路、脉冲激光相干探测结构体,光源为窄线宽脉冲激光,可以有效通过激光探测到气溶胶散射回波信号多普勒频移信息,从而测量径向风矢量测量。
系统中的光机扫描伺服结构可以对指定空域展开全覆盖测量,我國民航机场多数都是采用多片光学反射镜结构,具有光路复杂、光机配合难、光学效率较低等问题,而激光测风雷达采用了二轴光电扫描球技术,包括电子舱、光学舱、二轴扫描伺服机构。
1.2 国内外发展现状在20世纪90年代,美国专家就开展了激光测风雷达进行风切变探测研究工作,并在2002年推出了激光测风雷达WindTrace。
近些年随着光纤技术不断发展,借助光纤激光器为核心的雷达成为研究主流,最具代表性的就是法国Leosphere公司推出的WindCubeS400-AT系统,可以实现3海里区域风场危险警告,在法国多个地区实现了应用。