作者 张天旗, 黄海玲, 张荣智, 蒋维东 

(中国民用航空华东地区空中交通管理局, 上海 200335)

 准确的预报低云、低能见度等复杂天气,对航空飞行的安全,尤其是飞机在起降时的安全,有着至关重要的作用。而机场现有的AWOS(自动观测系统)数据,每一种要素值都是在近地面特定高度上的值,这固然对于航空气象观测意义非凡,然而却得不到要素随高度的变化,不能够满足航空气象预 报的需求。MWP967KV型地基多通道微波辐射计是基于毫米波无源探测原理研发的新型大气遥感仪器,能够实时自动解算大气温度、湿度、云水分布以及水汽、液态水含量等多种大气参数。本文列举在典型晴天、阴天条件下MWP967KV型微波辐射计的数据,来验证此仪器的适用性。

引 言

 现有的传统探空资料,越来越不能满足日益增长的 天气预报需求,尤其是对航空气象预报的精细化需求。为了获取连续的大气廓线资料,近年来,国内外学者致力于地基遥感探测手段的研究,取得了一些阶段性的研究成果,其中比较成熟的包括采用微波辐射计探测大气温湿廓线。在我国,各相关单位(如各地气象局)正逐步推广微波辐射计的使用,而在空管单位,也陆续有地区空管局、站,对此去进行验证和研究。本文以MWP967KV型微波辐射计为例,挑取2018年典型晴天与阴天条件下微波辐射计、探空资料及AWOS地面观测资料,对MWP967KV型微波辐射计的数据适用性进行分析。

晴天探测数据分析

 在晴天状况下,本报告选取2018年8月7日与8月29日的数据进行对比分析。图1为2018年8月7日08时与20时微波辐射计与探空温度、水汽、相对湿度廓线的对比，可以看出:在7日晴天状况下,二者的温度廓线和水汽密度廓线的一致性较好,吻合度很高,而相对湿度廓线二者在垂直方向上变化趋势大体一致,但若在一定高度以上取值比对,吻合度不是很理想。并且,二者的偏差与高度呈正相关关系。然而,相对湿度偏差大并不能说明微波辐射计的 相对湿度真的有那么不准,例如,在南京江宁气象站的3年资料中,微波辐射计的相对湿度与探空气球的一致性还是比较好的。之所以与探空数据偏差较大,是因为,湿度的垂直变化较复杂,而常规探空自身也存在很多的不确定性。

 图2为8月29日08时与20时微波辐射计与探空温度、水汽、相对湿度廓线的对比,得出结论与上同,在几个月的验证对比过程中,晴天条件下3种要素的对比结论保持了较好的一致性,这与2017年王旗的研究结论相吻合。针对MWP967KV型微波辐射计对地面要素的探 测精度,作者也做了大量的对比验证工作。

 由2018年8月7日与2018年8月29日微波辐射计与AWOS地面观测数据的温度对比(见图3)可知,微波辐射计对温度的探测结果与AWOS数据的契合度非常高,可以认为,微波辐射计探测的地表温度准确可靠。在地表相对湿度的探测结果分析中,如图所示,以2018年8月7日与2018年8月29日为例,微波辐射计探测数据虽然在数值上两者存在一定偏差,且偏差比 较稳定,最大偏差约在8% ~ 9% ,但变化趋势表现出非常好的一致性,对浦东机场相对湿度的实时探测和获取是一个非常有益的补充。