新形势下民航气象探测体系优化建议与措施

□ 民航安徽空管分局 鲍凌宇 江俊杰/文

2021年是“十四五”规划开局之年，也是新时代民航强国建设新征程的开启之年。新时代，民航发展由高速增长阶段向高质量发展阶段转换，这就需要我们着力实现行业高质量运行，进一步提升民航综合服务能力，提升旅客出行体验。民航发展要瞄准解决行业快速发展需求和基础保障能力不足的突出矛盾，着力“补短板、强弱项”，重点补齐基础设施、专业技术人员等核心资源短板，大幅提升有效供给能力，加快实现从航空运输大国向航空运输强国的跨越。

民航气象探测是民航气象工作的基础。通过充分整合卫星云图、多普勒雷达、风廓线雷达、微波辐射计、闪电定位仪等各种探测资料，使用现阶段成熟的气象预报技术，实现航空气象预报的精准化、定量化，进而提升航空气象综合服务水平。完善民航气象探测体系是提升民航气象服务最基础的内容。民航气象探测体系的建设，一方面需要完善机场探测设施设备，加快探测新技术、新设备应用，建设机场、终端区综合探测与告警系统，利用多元数据融合实现对机场终端区、主要航路和繁忙区域重要天气的监测与预警，提高气象综合探测资料的分析能力；另一方面也需要实现特殊天气系统的智能化轻量化自动监测与识别，实现对机场重要区域（如跑道）的精细化探测，提升民航气象综合探测和重要天气监测与预警能力。

民航气象探测概述

（一）民航气象探测的作用

民航气象服务有别于公众气象服务，两者之间既有联系，也有区别。民航气象注重精细化气象数据服务，为满足气象条件复杂的各类机场安全运行需要，在提供机场跑道局地准确实时的常规气象要素的基础上，还具备机场终端区对流天气、风切变、湍流、雷电等天气的探测能力，同时对于国内主要航路也具有一定的区域化探测能力以达到全方位的航空气象监测和预警水平，从而形成综合立体气象探测体系。

我国机场众多，民航气象服务覆盖水平差距较大。不同等级的机场应具备相应等级的探测设备配套，对于年吞吐量较大的区域枢纽级别机场而言，不仅需要建设完善的机场气象探测基础设施，还要重点强化终端区和主要航路重要天气的综合探测和预警能力。对于气象条件复杂的机场而言，则需要增加特殊的探测手段以满足机场的起降环境，比如高原机场因地形条件导致的风切变和湍流现象比较普遍，强烈的风切变和湍流对于飞机起降十分危险，因此，对这类机场可能出现在起飞爬升、进近着陆等重点区域的危险天气实施监测则显得十分必要。

（二）民航气象探测发展现状

随着民航气象现代化建设水平不断提升，气象探测设备及技术进入新的发展时期。我国幅员辽阔，各地民航气象探测发展水平有所差异，以华东地区为例，华东空管气象持续推进机场气象探测基础设施建设，重点强化机场终端区重要天气的综合探测能力。目前完成了各空管分局站航空自动气象观测系统（AWOS）、航空自动气象站（AWS）和多普勒天气雷达的普及。AWOS和AWS能够提供实时的温压湿风、云、能见度、跑道视程和天气现象等飞机起降需要的常规气象要素，而多普勒天气雷达是一种主动遥感的探测设备，在测量云、降雨和各种强对流天气发生内在因素方面有重要的作用，可反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流情况等，这对预警强对流天气等具有重要意义。各机场也根据运行需求开展了各类新型探测设备的应用与验证，取得了不错的效果。然而由于机场规模和地区发展不平衡等综合因素的制约，不同机场气象探测设施建设存在相当大的差距，部分甚至难以满足日常业务运行需求。

（三）民航气象探测存在的主要问题

目前民航气象探测设施配置基本满足机场范围地面气象观测及其周边一定范围的强对流天气探测的要求，虽然已经构建了较为基础的气象探测体系，但距离现代化建设要求尚存在较大差距，主要还存在以下问题：

1.顶层设计不够清晰，探测设备建设标准不完善

在行业层面上还缺少完整的、系统性的顶层架构设计，现行的《民用航空气象探测设施及探测环境管理办法》中虽然规定了民用运输机场应当建设气象观测平台、气象观测场、自动气象观测系统，但这样的配置仅能满足机场跑道基础地面气象探测，不能满足当前民航气象对机场终端区、航路及区域的全航程动态服务和高时空精度的立体探测要求。实际建设过程中，由于种种原因导致不同地区探测体系建设差异较大，基础探测设施（如天气雷达）还未完全覆盖空管系统的枢纽机场和终端区、主要航路及繁忙区域，部分机场甚至还未配备自动气象观测系统，气象综合探测体系建设滞后。气象条件复杂的机场（如高原机场）配备的探测设施不能够全方位监测预警危险天气，缺乏具有地域性的特殊天气（如平流雾和机场五边对流云）监测告警系统。

2.设施零件备份不够，探测设备利用率有待提升

气象探测体系建设过程中，由于新的探测设施和观测项目的建设以及旧探测设备升级改造等工作需要投入巨大资金，故很难做到系统设施设备零件备份。由于返厂维修周期长，一旦发生故障将直接影响机场的综合探测服务能力。若民航气象系统不能有效的对重要的气象探测设施运行状态进行持续监控和告警，不能及时发现问题，将降低气象探测服务能力，而缺少重要设施设备零件的备份会在我们发现问题后无法及时解决问题，造成更大影响。

3.探测资料数据格式缺乏统一性，气象信息共享能力不足

民航空管系统正在开展数字化转型工作，民航气象的服务模式也面临着从气象产品服务向气象数据服务转变，气象数据格式的统一性和与用户业务深度融合是未来的发展趋势。实际工作中由于缺乏统一的标准和管理，在民航气象探测设施的建设过程中会出现不同地区使用不同厂家的气象探测设备，输出的数据格式也不尽相同，严重影响区域气象信息融合共享能力，如区域多普勒天气雷达组网工作，因设施规格、输出标准和数据格式等不同而进展缓慢。

4.人才队伍建设亟待加强

近年来，受内外因素共同影响，民航气象技术人员增幅较少，甚至出现一定规模的人员流失和招聘困难等问题。民航气象系统人才队伍梯次结构不合理，缺乏复合型人才和专业技术带头人，新技术应用能力与自主研发能力严重不足。随着民航产业的不断发展，越来越多的新型智能化装备和新技术得到应用，对民航气象探测体系建设者也有更高的要求。面对新时期、新形势，传统保障人员的业务素质和技术能力显得不足，人才队伍建设亟待加强。

气象探测体系优化建议与措施

（一）加强顶层规划设计，建立健全探测设备建设标准

借鉴国外先进的航空气象探测建设标准，结合我国的国情，加强气象探测体系建设的顶层设计，制定科学合理的规章制度和切合实际的发展规划，增强工作的连贯性，明确主次和顺序。同时针对地区发展不均衡的问题，要制定科学合理的机场气象探测设备建设标准，在民航气象探测体系建设过程中，要本着实事求是的原则，开展适用于航空气象运行需求的标准化、精细化探测设备部署研究。要保证基础性探测设备的普及，最大限度提升资源使用效率，还应避免重复建设，加强与地方气象部门和气象公司的横向合作，形成优势互补。在制定规划时，需要考虑到体系建设的方方面面，从而指导民航气象探测体系的具体工作，提升航空气象综合服务能力。

（二）探索气象装备和探测数据共享

针对航空气象探测设施设备利用率不高的问题，积极探索航空气象探测设备建设标准和备份运行的新模式。一方面保证探测设施设备在建设初期严格遵照相关标准来建设，从源头上降低设备的故障率，降低运行维护成本；另一方面需要探索建立航空气象设施设备运行状态集中监控管理平台，确保问题能在第一时间发现，如合肥机场的AWOS实时巡检系统，还可以尝试建立地区重要气象探测设备零备件共享联动机制，减少重要气象设备的间断运行时间，提高探测设备的使用效率。

提升航空气象综合探测及气象信息共享能力，必须先统一建设标准、运行标准和产品标准才能实现地区航空综合气象探测网的建设，才能推进地区多普勒天气雷达更新和联网工作，实现各类气象信息共享。尝试建立机载探测数据（AMDAR、EDR）、高精度气象卫星多通道数据和智能传感器探测数据的共享机制和系统，形成地基、空基、天基三维综合航空天气探测网，依托空管数字化和5G业务应用，建设气象探测信息共享云平台，使用气象信息交换模型（IWXXM）输出统一的气象数据格式，实现对各类用户的信息自动化共享，提升气象数据应用价值。

（三）加强气象人才队伍建设

人才队伍是民航气象探测体系建设的关键。民航气象探测体系智能化、自动化和多样性特征越发明显，只有充分掌握先进的管理和维护技术才能最大限度地发挥这些探测设备的作用。可以通过引进社会优秀人才，加大与科研院校和气象科技公司在人才培养上的合作，加强跨专业复合型人才的培养，建立航空气象绩效考核体系和气象人才职业发展规划，确保人才队伍长期稳定。从而建设一支规模适度、结构优化、布局合理、素质优良的民航气象人才队伍，为民航气象探测体系的建设夯实基础。

（四）加快气象探测装备更新升级

在完善航空气象基础探测设施建设的基础上，推进包括风廓线雷达、激光测风雷达、毫米波云雾雷达、微波辐射计、闪电定位仪、相控阵天气雷达等各类新型高科技智能探测设备的试点、验证及建设工作，实现航空气象探测设施设备的现代化，实现对机场终端区及繁忙航路重要天气的监测与预警，实现危险天气系统的自动识别告警，形成综合立体气象探测体系，进一步提升民航气象服务能力，助力民航高效运行。

在民航强国建设的新征程上，民航气象保障工作责任重大，气象探测体系建设是气象保障业务的重要组成部分，在整个民航气象服务体系中起着基础性的支撑作用，其建设水平在某种程度上决定了民航气象业务发展质量。从民航高质量发展的高度上理性、客观地分析存在的问题，找出解决方法和对策，推动民航气象探测体系朝着更规范、更完善、更高效的目标迈进，为民航气象现代化建设发挥积极的作用。