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1、飞机积霜与飞行安全 一、 预测积霜的必要性确保正点率1994年大阪机场夜间入驻的飞机大约有1017架。据说通常，除霜作业所需的时间每架飞机约为20分钟，但是一旦需要除霜作业，因为需要作业人员的关系，所以维修部门的业务繁忙程度趋于大大增加之势。另一方面，早上78点半起飞的航班大约有10班，当多数飞机上出现积霜时，有可能会影响正点起飞，这是令人担心的。1994年关西机场开港的同时，伊丹机场的航班构成也作了变更。早上时间带的构成也变更了，其结果始发时间推迟了一些。为此，起飞时间晚的飞机，在气象条件许可的情况下，可以通过气温上升及日照自然融霜，这和原来不同，不一定要对所有飞机都进行除霜作业了。当然也有
2、这种情况，例如，在大阪维修中心，1994年设置了“在5点的外界气温为-1以上，且东方无云时，对8点以后起飞的班机就不再实施除霜作业”的标准，相当于实际上的作业。为防止延误对8点以前起飞班机进行除霜作业，通过预测有无积霜而有效地设定维修部门的除霜作业计划是不可缺少的。为此，大空支STC部（老飞行部）就建立了地面航运人员前一天预测有无积霜可能性并与维修部门取得联系的体制。二、 预测积霜的判断指标那么究竟在什么样的气象条件下会被认为有积霜呢？从19841992年的资料分析看，积霜都在下列几种条件同时存在时出现。最低气温 0.5以下露点差 在最低气温出现时为3以内风速 从半夜到早上一直在4kts以下云
3、量 从半夜到早上的中低空云在2/8以下基本上，上述指标和过去一直被作为农业气象预报有霜时考虑的“夜间放射冷却增强的条件”几乎相同，但有趣的是，结果露点差（TTd）在3以内和大气稍湿润时，飞机上积霜显著。关于这一点，虽然还未得出结论，但可以考虑以下理由。“一般来说，空气中水蒸气量越少，夜间放射冷却就越强，但飞机上的积霜，大部分是附着在金属面上，植物和土壤本身就含有水分，而且叶面等也会蒸发一些水蒸气。飞机则不同，它的金属面不产生蒸发，所以在空气中需要有一点水蒸气量。”露点差湿数，指的是气温露点温度的差（TTd）。其差越小大气就越湿润，即其差为0时达到（饱和）。另外，农业气象把地面气温3定为下霜的大
4、致标准值，在飞机上积霜的标准值大致为0.5。因为前者是以地面或接近地面处的霜为对象的，所以几乎都可以考虑接地逆温层的形成。而我们研究的是在地面几米高处发生的积霜，可以认为是因积霜面高度 的不同而出现了这样的结果。因此，根据气象通报方式发生变化的1993年以后的2年来的资料，再次研究了上述指标是否有效的问题。1. 最低气温被视为积霜的时日，最低气温最高达到1。在1-1之间，因和露点差、风速、云量、云底高度等的关系，下霜和不下霜的时日都出现过，但在0以下时积霜时日的概率几乎是90%。最低气温在-2以下时，与其它因素无关，积霜时日的概率为100%，相反在2以上时，积霜时日的概率是0%。观测期间观测到
5、的最低气温是-3。2. 露点差出现积霜的日子90%以上是露点差在4以内，露点差被限定在3以内时，积霜的时日为72%的日子下霜。在大气干燥之日一般是不发生积霜的。3. 风速在出现积霜的全部日子中，风速在4kts以下的时日正好占80%，有时风速在7kts时，也会出现积霜，而且分布也很不一样。若限定于这期间的数据资料，与最低气温、露点差相比，积霜和风速的关系的普遍化存在着困难的一面。4. 云量、云底高度随着1993年气象通报方式的变化，云量的通报要点也发生了变化。现在正处于为收集数据资料而在进行基础调查的时期，若限定于19931994年的情况，作为出现积霜的时日留下了以下结果。最下层的云量通报，在所
6、有日子里均为CAVOKSCT，上述标准继续有效。在SCT情况下，云底高度为150011000英尺时情况复杂，但是云底高度在30003500英尺时为最多，占整体的半数以上。通报第二层的时候约占30%，有时也通报比第一层更高的高度或BKN。通报到第三层的日子里积霜情况的实绩为0%。通报第二层时，气温下降到冰点以下的情况几乎没有出现过。注：CAVOK：比被指定的能见度、云、天气的值和条件还好的状况。关于云、云底高度为5000英尺以上。SCT、BKN、OVC：按照把全天分为1/8单位来表示的8分法，在0/8时，用CLR表示晴天；在1/84/8时，用SCT表示多云；在5/87/8时，用BKN表示忽阴忽晴
7、；在8/8时，即全天被云覆盖着，用OVC表示阴天。所谓SCT035是指云量SCT的云处于3500英尺高度。三、 1994年的积霜预测法过去，预测积霜主要是在农业气象领域内进行，多半是以冬末到初春的所谓晚霜的预测法为主，因此，关于对离地面几米高的飞机机翼的积霜，除1984年大空支航运部的调查外，几乎没有其它调查实例。因此，在我们的活动中，是以预测第二天早上气象状况能否成为上节所述的判断指标那样的条件为预测积霜的中心。然而，这项指标是在冬季具有代表性的气象状况下求得的，实际预测积霜还需要通过看有无降水及气象卫星对云区以及外区域的跟踪来进行综合性判断。1. 预测最低气温作为预测方法，可以考虑的有著名
8、的Young方式和以前一天最高气温求得的方法等，但作为最简便的方法还是利用气象厅公布的大阪市内明天早上的最低气温预报或采取从气象画面系统“Magics”的GPV数据资料进行预测的方法。利用气象厅公布的气温时，多是以大阪市内-23为大阪机场的最低气温的标准。注：GPV：Grid Point Value 预报高空气象资料Magics：Maps and Graffic Information Greative System 给各基地终端配发飞行所需的气象图象信息系统。2. 预测露点差主要利用上述大空支航运部调查的资料，但数据资料的标本数量很少，有时不一定会达到正确预测，因此要和上述的Magics数据
9、资料一并使用。3. 预测风速因为预测早上的弱风牵扯到日变化问题，很难预测它的量，一般都适用于下午9点发出的FCST和TAF。注：FCST、TAF都是机场气象台发出的预报。FCST是6小时预报；TAF是24小时预报。4. 预测云量、云底高度同前项一样，仍然是以中、低空云云量和云底高度为对象，适用于下午9点发出的FCST和TAF。关于云量，随着气象通报方式的变化，现在正是收集基础资料的阶段。5. 综合预测1994年用个人计算机就可以分析积霜标准的指标。具体做法是，采用回归分析的方法，从过去的资料中调查上述判断指标和实际积霜之间的因果关系，并算出它们之间构成何种关系式。一旦确定了这种关系式，把预测的
10、数值代入这个关系式，即可算出结果数值。再利用这样得到的数值和其它气象资料进行最终综合判断。四、 1994年预测积霜结果1993年冬季预测积霜准确率约为71%；1994年约为75%。这个数值虽然不能够充分满足要求，但是1994年成绩提高了，可以取得合格分。预测不准确的情况有，但都是因为气象情况引起的。预测“有”，结果“无”的事例比较多的表明在综合预测难以判断时，负责者则多倾向于“有”。从验证结果考察，“首先设定能够引起积霜的气象指标，与其指标一样或接近其指标的气象状况被预测为第二天早上的气象时，积霜的可能性较高”，这种判断方法今后也是可以充分利用的。五、 面向今后预测的其它参考资料因为1994年
11、是在作为过去积霜指标的资料的基础上，加上面向今后预测的高空实况等其它方面资料进行收集的，所以作为新的着眼点在此介绍一下。1. 气温、露点差的平均值（气温、露点差变化的趋势）对于气温、露点差，以往主要重视最低气温出现时的气温、露点差，考虑到放射冷却进展状况至少也会给积霜造成影响，所以今后在夜间的变化倾向也需要注意。第二天早上有无积霜当天最高气温气温/露点差 最低气温温度差21时 00时 03时 出现时最高气温最低气温21时气温最低气温08.43.4/5.4 1.9/4.4 0.7/3.7 -0.4/0.38.7 3.811.06.9/6.2 5.7/5.5 4.8/4.7 3.9/3.97.6
12、2.5全部平均值10.45.8/5.9 4.6/5.2 3.6/4.4 2.7/3.68.0 2.8从1994年成绩得出的结论关于气温，在出现积霜的时日，夜间气温下降显著。另外，也应注意在半夜时已开始形成积霜条件这一结果。关于露点差，其变化趋势无太大差异。2.高层气温、露点差的平均值根据高空实况，即使在离大阪机场最近的观测地点也是米子和潮岬，关于气温的垂直分布，需要等待今后积累数据资料作进一步分析，特别是（出现积霜天气的云的状况，以CAVOKSCT050以下为最多）相当于5000英尺左右处的压强为850hpa，以在此以下的低空标准为分析的中心，另外着眼于厚度并调查垂直结构成也是有益的。有无积霜
13、米子 21时T/TTd 与前日的温度差925hpa 850hpa 925hpa 850hpa潮岬 21时T/TTd 与前日的温度差925hpa 850hpa 925hpa 850hpa总平均值-1.8/3.0 -6.2/2.8 -0.2 +0.20.7/3.9 -4.0/4.4 +0.1 -0.1-0.1/3.6 -4.8/3.9 +0.1 +0.10.8/8.7 -4.1/8.7 -0.6 -0.34.1/8.3 -0.5/8.2 +0.3 +0.13.1/8.3 -1.6/8.6 +0.0 +0.1从1994年成绩得出的结论 日本海沿岸和太平洋沿岸的气象状况不同，明显地表现在露点差上。关于
14、气温，有积霜时和无积霜之差更明显的是潮岬。从米子的实际情况看，一航降雪的标准值为850hpa，-6这个值成为大阪机场发现积霜时的平均值，今后也可能成为一个指标。3.东西、南北气压梯度差的平均值以大阪为中心的东西、南北间气压梯度和实际上在大阪刮的风速之间的关系也可能成为调查对象。关于日变化需要分析层（Sequencde）高（Metar）。有无积霜广岛东京P SYNOR（21时）舞鹤潮岬P SYNOR（21时）5.6hpa2.0hpa4.9hpa1.6hpa总平均值5.1hpa1.7hpa从1994年成绩得出的结论 通常认为预测的气压梯度大的话，风速也会变大，因而难以形成积霜，但从实绩看常出现相反的结果。典型数据不多，得不出结论，但在梯度增大的同时，高空冷空气侵入，这对积霜影响较大，就会出现上述结果。今后，在继续调查的同时，改变距离尺度的大小来研究P大概也是有益的。六、 面向1995年度预测通过2年来的积霜预测，可以确立预测的方法和数据资料收集管理的方法。可是，在预测精确度方面还有若干改善余地，今后在充实数据库的同时，进一步从多方面进行分析，谋求提高精确度。具体来说，更有效地应用气象图象系统“Magics”，提高第二天早上的最低气温、露点差的预测精确度，必须普及现行Metor的云量、云底和积霜之间的关系式。另外设置小型观测点，调查各点的气温、风速水平、垂直分布也是有效的。（祁元福）
