淺析航班延誤與霧霾

□ 民航河南空管分局 王 斌/文

冬季悄然將至，霧霾天氣逐漸增多，隨之而來(lái)的航班延誤成了近期空管保障繞不開(kāi)的難題，它也一直是報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)和民眾的熱點(diǎn)話題。根據(jù)近幾年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，2016年平均航班正常率為76.76%，2017年平均航班正常率下降至71.67%，全國(guó)客運(yùn)航班平均延誤時(shí)間，從2016年16分鐘增長(zhǎng)至2017年24分鐘，近幾年全年旅客投訴總量增長(zhǎng)率始終維持在75%以上。面對(duì)與日俱增的航班不正常率和居高不下的旅客投訴量，早在2016年全國(guó)民航工作會(huì)議暨航空安全工作會(huì)議上，就將保持航班延誤持續(xù)減少列為民航解決的民生頭等大事。如何解決橫在民航頭等大事面前的兩座大山：航班不正常率和旅客投訴量？這是民航和基層工作的重中之重。

翻閱導(dǎo)致航班延誤的諸多因素，因天氣原因?qū)е碌暮桨嘌诱`占比竟然高達(dá)30%以上。有研究統(tǒng)計(jì)表明，在諸多的天氣要素中，低能見(jiàn)度(霧霾)是造成航班大面積延誤的三大高影響天氣之一。因此，大力開(kāi)展低能見(jiàn)度分析和研究，開(kāi)發(fā)低能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)和短臨預(yù)報(bào)項(xiàng)目，能有效減少因霧霾導(dǎo)致的航班延誤，低能見(jiàn)度的研究和項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)有一個(gè)較長(zhǎng)的周期，這需要我們民航人共同的努力。數(shù)以萬(wàn)計(jì)的投訴量，主要集中于旅客與航空公司、機(jī)場(chǎng)公司、空管部門間航班信息、延誤信息、氣象信息的不對(duì)稱、不平等，如何解決分歧？如何信息共享？這就需要我們加強(qiáng)宣傳，增強(qiáng)科普，讓民眾、航空公司、機(jī)場(chǎng)公司知曉霧和霾的區(qū)別、能見(jiàn)度和跑道視程的關(guān)系和差別，有利于各方增進(jìn)互信，在低能見(jiàn)度下始終保持客觀冷靜，協(xié)力應(yīng)對(duì)航班延誤。

因此，下面我們將從科普——你熟悉的大霧天氣、你不熟悉的霧霾天氣，逐漸邁向科研——難言的跑道視程，向大家淺析航班延誤與霧霾的前世今生。

科普：你熟悉的大霧天氣

眾所周知，霧是指近地面層懸浮的大量水滴或冰晶凝結(jié)，使水平能見(jiàn)度小于1公里的一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。霧是對(duì)人類交通活動(dòng)影響最大的天氣之一，霧的出現(xiàn)使大氣能見(jiàn)度嚴(yán)重下降，惡劣的能見(jiàn)度直接影響飛機(jī)的起飛和降落，甚至造成航班大面積延誤和備降，這引起社會(huì)和媒體的廣泛關(guān)注，也對(duì)航空公司、民航氣象保障工作提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

由于霧的多發(fā)性和危害性，航空公司和民航氣象保障部門對(duì)純霧的特點(diǎn)、成因及消散條件已有了很深的了解，一定程度上提高了航班運(yùn)行效率和航班正常率。霧的產(chǎn)生具有一定的季節(jié)性和時(shí)段性：霧一年四季均可產(chǎn)生，但我國(guó)大部分地區(qū)冬半年霧的概率多于夏半年，尤以秋冬季（11月～2月）最多；霧在一天中的早晨或上午發(fā)生概率較高。機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)的大霧主要有三種：輻射霧、融雪霧、平流霧。

其中輻射霧出現(xiàn)次數(shù)最多。輻射霧多出現(xiàn)于雨雪后、晴朗、微風(fēng)的夜間或清晨，日出后達(dá)到最強(qiáng)（會(huì)出現(xiàn)50米的大霧），以后隨溫度升高和亂流增強(qiáng)，逐漸變淡消散。純霧的消散非常快，太陽(yáng)出來(lái)后，溫度迅速上升，當(dāng)溫度和露點(diǎn)溫度相差1～2℃的時(shí)候，濕度大幅下降，能見(jiàn)度開(kāi)始迅速轉(zhuǎn)好，在15～30分鐘內(nèi)，能見(jiàn)度就能達(dá)到適航標(biāo)準(zhǔn)。

在北方，融雪霧危害程度最大。融雪霧多在降雪過(guò)程結(jié)束后開(kāi)始，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，一般為1～2天，長(zhǎng)的可持續(xù)4～5天，甚至一個(gè)星期以上。出現(xiàn)融雪霧時(shí)，機(jī)場(chǎng)的能見(jiàn)度會(huì)非常差，而且低天氣標(biāo)準(zhǔn)情形持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，因此融雪霧對(duì)飛機(jī)的正常率影響很大。往往，融雪霧會(huì)導(dǎo)致飛行任務(wù)全天不能執(zhí)行，僅可能在午后2～3點(diǎn)能見(jiàn)度略有好轉(zhuǎn)，短時(shí)能夠達(dá)到起降標(biāo)準(zhǔn)。

平流霧是暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面后而逐漸冷卻形成的，一般多在沿海地區(qū)出現(xiàn)。當(dāng)下墊面較冷而暖空氣濕度較大，且有比較穩(wěn)定的大氣層結(jié)，有適宜的風(fēng)速3～5米/秒，有利于平流霧的形成。平流霧多呈團(tuán)塊狀且分布不均勻，表現(xiàn)為霧的濃淡不一致，使得能見(jiàn)度和跑道視程忽高忽低。平流霧日變化不明顯，往往生消迅速，來(lái)去突然，生成時(shí)間多見(jiàn)夜間或清晨。

科普：你不熟悉的霧霾天氣

近幾年，隨著PM2.5的出現(xiàn)，霾成為了一個(gè)社會(huì)性熱門詞匯。從2012年北京、天津、河北和長(zhǎng)三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域以及直轄市和省會(huì)城市開(kāi)展PM2.5和臭氧監(jiān)測(cè)，到2015年在所有地級(jí)以上城市全面開(kāi)展PM2.5監(jiān)測(cè)，短短3年多時(shí)間，霾“深入人心”，報(bào)紙和媒體上常能看到：某某城市霧霾鎖城、某某城市因霧霾PM2.5爆表、某某機(jī)場(chǎng)因霧霾航班大面積延誤等等。霧霾，成為了一個(gè)熟悉而又陌生的天氣現(xiàn)象，熟悉的是霧霾成為了一個(gè)高頻詞匯，陌生的是短短3年多的霧霾方面的研究不足以很好的應(yīng)對(duì)航班大面積延誤，也不足以讓旅客和航空公司了解霧與霾的區(qū)別。

霾的氣象定義是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙?；螓}粒的集合體，使空氣渾濁，水平能見(jiàn)度降低到10km以下的一種天氣現(xiàn)象。一般來(lái)講，霧和霾的區(qū)別主要在于水分含量的大小，其中水分含量達(dá)到90%以上的叫霧，水分含量低于80%的叫霾，80～90%之間的，是霧和霾的混合物。霾的日變化不明顯，如果天氣靜穩(wěn)，?？沙掷m(xù)數(shù)日，且濃度持續(xù)增加，能見(jiàn)度也漸差。

華北平原是霧霾的重災(zāi)區(qū)，華北平原空氣污染物容易堆積，如果沒(méi)有新一輪冷空氣過(guò)境，污染會(huì)一天比一天嚴(yán)重，霧霾也一天比一天濃，能見(jiàn)度一天比一天差，地處華北平原的北京、石家莊、太原、鄭州等地的機(jī)場(chǎng)深受其害。霧霾天氣，給氣象預(yù)報(bào)工作帶來(lái)了巨大的困難和挑戰(zhàn)。如何判斷霧霾的減弱和消散呢？霧霾天氣預(yù)報(bào)的重點(diǎn)在于區(qū)分霧和霾的占比，霧的比重大，減弱和消散特點(diǎn)就是霧日變化特點(diǎn)；霾的比重大，減弱和消散特點(diǎn)就是霾日變化特點(diǎn)，新鮮的干冷空氣入侵均有利于霧與霾消散。

目前并沒(méi)有一個(gè)很好的手段來(lái)很好的估測(cè)霧與霾哪個(gè)占比重更大，僅能通過(guò)前一日霧霾的日變化特征來(lái)確定霧與霾所占比重，再根據(jù)判定的霧或霾為主的日變化特征，來(lái)確定次日能見(jiàn)度變化趨勢(shì)，這使得氣象預(yù)報(bào)工作產(chǎn)生了一定的滯后性，不利于提前預(yù)報(bào)低能見(jiàn)度天氣，未給航班大面積延誤提供寬裕的時(shí)間余度。

科研：難言的跑道視程（RVR）

對(duì)于一個(gè)機(jī)場(chǎng)來(lái)講，航班的起飛與降落都有一個(gè)最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，一般是用能見(jiàn)度（Visibility，縮寫VIS）或跑道視程（Runway Visual Range，縮寫RVR）來(lái)表示。例如國(guó)內(nèi)一類盲降標(biāo)準(zhǔn)：VIS是800米，RVR是550米。然而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，大霧天氣，VIS低于800米，但RVR仍高于550米，飛機(jī)可以正常起降而不會(huì)發(fā)生航班延誤。因此，這給旅客帶來(lái)了巨大的困惑：為什么有時(shí)候大霧不能起飛或降落，有時(shí)候大霧可以起飛或降落呢？是不是雙重標(biāo)準(zhǔn)？能見(jiàn)度（VIS）和跑道視程（RVR）到底是什么？?jī)烧哂惺裁磪^(qū)別呢？

能見(jiàn)度（VIS）：通常指主導(dǎo)能見(jiàn)度，觀測(cè)到的、達(dá)到或超過(guò)四周或機(jī)場(chǎng)地面一半的范圍所具有的最大能見(jiàn)度的值。這些區(qū)域可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的。

跑道視程（RVR）：在跑道中線上，航空器上的飛行員能看到跑道面上的標(biāo)志或跑道邊界燈或中線燈的距離。

一般來(lái)說(shuō)RVR標(biāo)準(zhǔn)低于VIS標(biāo)準(zhǔn)。例如：鄭州機(jī)場(chǎng)RWY12R/30L所采用的起降標(biāo)準(zhǔn)是：起飛時(shí)的要求是在跑道邊燈打開(kāi)時(shí)RVR400米，在白天無(wú)燈情況下RVR500米；降落時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論白天、還是黑夜，RVR均為550米；水平能見(jiàn)度無(wú)論起降均是800米。有的時(shí)候大霧天氣能見(jiàn)度低于800米，但RVR仍高于550米，所以仍然可以起降，但有的時(shí)候大霧天氣能見(jiàn)度低于800米，RVR也低于400米，所以不能起降，并非是雙重標(biāo)準(zhǔn)。

不僅僅旅客有疑惑，航空公司與民航預(yù)報(bào)員間也存在著巨大的分歧：一般來(lái)說(shuō)飛機(jī)起飛或降落的RVR標(biāo)準(zhǔn)低于VIS標(biāo)準(zhǔn)，航空公司更關(guān)注RVR何時(shí)達(dá)到起降標(biāo)準(zhǔn)，然而民航預(yù)報(bào)員僅關(guān)注于主導(dǎo)能見(jiàn)度（VIS）的預(yù)報(bào)，卻不做跑道視程（RVR）的專項(xiàng)預(yù)報(bào)。最讓航空公司費(fèi)解的是：民航預(yù)報(bào)員為什么這么做？

首先明確RVR是如何計(jì)算：

白天使用柯西米德定律：ε＝TR/B

夜間使用阿拉德定律： E＝ITR/B/R2

其中R為跑道視程；T為大氣透明度；B為基線長(zhǎng)度；E為照度閾值，與背景亮度有關(guān)；I為跑道燈光強(qiáng)度，通常為3、4、5級(jí)，對(duì)應(yīng)燈光強(qiáng)度為500、2500、10000坎德拉（cd）；ε位視覺(jué)對(duì)比感閾。

從公式我們可以看出，RVR是一個(gè)估算值，RVR與大氣透明度、跑道燈光強(qiáng)度、視覺(jué)感閾、照度閾值等有關(guān)，這些值都是可變的，也都是機(jī)器測(cè)值，這就導(dǎo)致RVR不可預(yù)測(cè)，而且不是線性變化的。因此，空管預(yù)報(bào)員面對(duì)RVR何時(shí)達(dá)到起降標(biāo)準(zhǔn)的詢問(wèn)，確實(shí)是無(wú)能為力的。

那么RVR為什么讓空管預(yù)報(bào)員欲言又止呢？RVR與VIS是2個(gè)不同概念的能見(jiàn)距離，兩者不同，且不能互相替代，往往空管預(yù)報(bào)員為了運(yùn)行的需要，根據(jù)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)律和能見(jiàn)度變化趨勢(shì)，還是盡可能的為航空公司提供一個(gè)RVR變化趨勢(shì)，由于給出的趨勢(shì)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的結(jié)論，RVR變化趨勢(shì)不一定精確。因此，跑道視程真是空管預(yù)報(bào)員的“難言之隱”??！

2011年，國(guó)內(nèi)外民航氣象專家在吉隆坡召開(kāi)的國(guó)際氣象研討會(huì)上，討論了主導(dǎo)能見(jiàn)度與跑道視程的相關(guān)性，得出結(jié)論：主導(dǎo)能見(jiàn)度與RVR沒(méi)有必然的聯(lián)系。但是，在特定的環(huán)流背景下，給定了環(huán)流場(chǎng)和經(jīng)緯度等條件，使得影響主導(dǎo)能見(jiàn)度與RVR關(guān)聯(lián)度的變量減少，這一結(jié)論為我們后續(xù)探討單個(gè)機(jī)場(chǎng)主導(dǎo)能見(jiàn)度與RVR的關(guān)系提供了依據(jù)，從而從主導(dǎo)能見(jiàn)度推斷RVR的變化趨勢(shì)，為飛機(jī)起降提供合理化建議，這是我們亟待解決航班延誤的必經(jīng)之路，也是我們下一步研究和近期工作的重點(diǎn)。