暌違4年的天津直博會已精彩上演,飛行表演霎時成為了大家關注的焦點,行業內外紛紛將目光轉向了天津的上空。事實上,直博會期間飛行編隊的空中表演能否飛得“極限”,是否飛得精彩,有賴于一支能夠“觀風測雨”的幕后隊伍——氣象保障組。直博會的云霄深處藏著哪些信號?直升機長空勁舞的背后又有什么玄機?開展前夕,保障組專家、航空工業試飛中心預報員倪洪波接受了中國航空報記者的專訪。
氣象保障是貫穿直博會全過程的系統性工作
開展前夕,盡管直博會還沒有正式拉開帷幕,但媒體已經不斷釋放出各型直升機轉場、演練的消息。飛行編隊動起來了,也意味著氣象保障組已經就位。
倪洪波介紹,氣象保障這項工作,從直博會的日程和活動項目安排層面來講,主要包括轉場接機、飛行演練、飛行表演、調機離場四個環節的工作;從飛行組織程序層面來講,主要包括準備階段(包括預先準備和直接準備)、實施階段和講評階段的工作;從氣象保障業務職責的角度來講,則包括氣象觀測、天氣預報、提供數據、天氣監測和預警、氣象保障建議和意見等工作。
“無論是轉場接機、調機離場,還是飛行演練和飛行表演,氣象保障都必須嚴格按照各階段的工作要求完成相應的業務職責。也就是說,氣象保障是貫穿直博會全過程的系統性工作,不容絲毫疏忽或懈怠。”
越是高難度的飛行動作對天氣條件的要求也越高
“飛行演練表演是直博會的重點和亮點環節,也是氣象保障的重點和難點。”倪洪波說,主要因為直博會參展單位多、機型多且性能差異大、演練和表演動作多樣且集中、臨界氣象條件低等。
“舉例來說,在飛行表演過程中,參展直升機能夠做大限度的動作,或者說能完成哪些飛行動作,都要視天氣條件來定。越是觀賞性強,越是能夠充分展示參展直升機性能的高難度動作,對天氣條件的要求也越高。”倪洪波強調,這就要求氣象保障必須做到預報精準、監測精密、預警精心、服務精細。
全面研判天氣情況 精準“把脈”云天
透過新聞媒體發布的飛行演練圖片來看,近期天津的天氣主要以多云為主,而這些情況,氣象保障組早已通過技術手段與判斷分析提前掌握。
倪洪波介紹,今年的直博會在9月中旬舉辦,從氣候學的角度來講,時間窗口確定科學適宜。但是,氣象保障還必須全面研判今年天氣層面的“異常”,以便精準“把脈”云天,為直博會提供優質的保障服務。
首先,今年厄爾尼諾現象出現較早,發展空間大,情況更為復雜。在此氣候背景下,東亞地區的天氣的“個性”也將比較明顯。據今秋氣候預測表明,海河流域氣溫略偏高,降水量明顯偏多,由此會導致大氣低層濕度偏大,易形成輕霧或霧現象。同時,加之9月天津區域風速偏小,大氣擴散效應偏弱,近地層雜質粒子與水汽結合,易形成霧霾混合現象,這都會影響能見度。其次,8~9月是西太平洋地區臺風活動相對頻繁的時段。雖然臺風對天津多為遠距離影響,但其迫使西太平洋副熱帶高壓偏西偏北,使天津區域水汽輸送充沛。當有冷空氣侵入時,易出現局地不穩定天氣過程。第三,目前研究表明,在直博會期間,天津地區將有陰雨和降溫天氣過程,屆時會出現較多的低云,短時風速較大。氣象保障需要持續跟蹤天氣演變,連續滾動更新天氣預報,密切監測天氣實況,及時發布預警信息,為直博會組織、決策和實施提供精強的技術支持。
氣象要素及天氣現象都會影響直升機的飛行狀態
直升機相對于固定翼飛機來講,具有在小面積場地垂直起降、靈活機動、穩定性能好、低空低速飛行等優點。但同時,作為人類航空活動之一的直升機飛行,必須依靠大氣才能夠實現。
倪洪波表示:“不斷運動變化的氣象要素及大氣孕育的各種天氣現象,都必然會直接或者間接影響直升機飛行的安全、質量和效率。當然,這些影響,嚴重程度和后果迥異。”
倪洪波介紹,直升機以目視飛行為主,所以對能見度的要求比較高,那些影響能見度的天氣現象,比如,霧、霾、降水、風沙、煙塵等,都需要格外關注。
其次,低空和近地面風場對直升機飛行影響也不容忽視,例如,大側風對直升機的起飛降落影響很大,低空風切變會嚴重威脅直升機飛行安全。
第三,直升機飛行必須考慮云的影響,長時間在云中飛行,能見度常常很差,如果誤入對流性云層,云中的上升、下降氣流會比較亂,會嚴重威脅飛行安全。同時,在適宜產生飛機結冰的云中飛行,因為直升機的固有特性,飛機結冰更會造成嚴重的后果。
此外,固定翼航空器需要關注多種飛行高影響天氣,比如,雷暴、冰雹、短時強降水等,同樣會影響直升機飛行。
確保航空飛行100%安全這是所有氣象技術人員不懈追求
盡管時刻處于運動變化之中的大氣會“制造”復雜的天氣現象和多變的氣象要素,但是,隨著大氣科學的不斷發展,天氣觀(探)測、預報、監測和預警技術不斷優化,包括數值預報、人工智能相互融合,航空氣象保障技術和手段也在日臻完善。
倪洪波分析,具體來講,第一,構建基于氣候研究的從中短期到短時臨近預報滾動迭代的天氣預報體系,可以最大限度掌握源于天氣過程的大氣“脈絡”,從而防范顯性的天氣現象對飛行的影響。第二,充分利用多種尺度、多種模式的數值預報產品,分析和診斷具體的氣象要素,可以對航空高影響天氣做出趨于量化的預報,為航空氣象預警打好“提前量”。第三,充分利用地面觀測、高空探測、衛星和雷達監測等多種手段和多源氣象數據,高密度、全方位、無縫隙監測、跟蹤天氣實況,可以最大限度“捕捉”航空高影響天氣,為安全高效優質的航空飛行筑起堅實的“防火墻”。
當然,航空飛行氣象保障綜合效能的發揮,既有賴于氣象保障“四精”要求的落實程度,也取決于航空飛行組織、實施和保障以及空勤、地勤“多位一體”的高效聯動,才能充分利用大氣之于航空飛行之“利”,最大限度規避大氣之于航空飛行之“弊”。
氣象專業技術人員在天氣實時監測和短臨預報預警過程中,一旦預判有影響飛行安全、質量和效率的天氣現象和要素時,會立即組織集體討論天氣或天氣會商,根據其所處的環境條件、強度、速度和空間范圍,確定其影響飛行區域、航路和機場的時間,及其伴隨現象和嚴重程度,同時,會形成氣象保障建議。所有經過集體討論或會商天氣形成的結論和氣象保障建議,均會在第一時間報告飛行指揮員,經由指揮員根據天氣狀況采取科學可行的措施,規避特定天氣對飛行的危害,確保飛行安全。
同時,倪洪波也坦承,在當前的技術條件下,無論是氣象觀(探)測、預報技術,還是監測、診斷預警技術,都仍然存在諸多不確定性。
“無論大氣科學技術發展狀況如何,天氣預測都很難達到100%準確,但是,氣象保障必須確保航空飛行100%的安全,這是所有氣象技術人員的奮斗目標和不懈追求。”