西安機(jī)場低能見度天氣下RVR與VIS替代關(guān)系研究①

張高杰 強(qiáng)曉西 董愛民 廖毅

(民航西北空管局氣象中心 陜西西安 710082)

能見度是航空器能否正常起降參考的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。在航空氣象學(xué)上，一般把主導(dǎo)能見度（VIS）低于800m的天氣稱為低能見度天氣。VIS和跑到視程（Runway Visual Range，RVR）是用來判斷機(jī)場是否滿足最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

在實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行中，不同級(jí)別的放行條件下所要求的RVR的值要遠(yuǎn)低于主導(dǎo)能見度的值，使用RVR進(jìn)行放行決策具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。一些學(xué)者對(duì)部分機(jī)場的RVR特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析[1-2]，但均為結(jié)合物理量或VIS的簡單對(duì)比分析，缺乏對(duì)RVR的預(yù)測(cè)。全林生等研究了濟(jì)南機(jī)場基于RVR與VIS關(guān)系的VR放行技術(shù)，在實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行中取得了較好的效果[3]，其研究方法具有較好的借鑒意義。本文旨在利用西安機(jī)場近8年來的VIS和RVR的探測(cè)資料，探討西安機(jī)場VIS與RVR的替代關(guān)系，間接解決西安機(jī)場RVR的預(yù)測(cè)問題，增強(qiáng)航班放行決策能力，減少航班延誤時(shí)間，提高航班正常性。

1 資料和方法

本文所用資料為西安機(jī)場2010年1月1日—2017年12月31日逐小時(shí)實(shí)況資料和RVR探測(cè)資料。選取VIS＜800m作為研究對(duì)象。當(dāng)RVR的值為P2000時(shí)，取RVR的值為2000m，當(dāng)RVR的值為M0050時(shí)，取RVR的值為50m。

2 VIS與RVR替代關(guān)系

RVR≥VIS概率的大小，反映了用VIS直接替代RVR的可靠程度。RVR≥VIS概率越大，VIS直接替代RVR的可靠程度越高；反之，RVR直接替代VIS的可靠程度越低。為保證VIS直接替代RVR的可靠程度，將RVR≥VIS的出現(xiàn)概率70%作為VIS可直接代替RVR的最低標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，西安機(jī)場在VIS＜800m的情況下，RVR≥VIS的整體概率為88.1%。整體上看，VIS直接替代RVR的可靠程度較高。表1給出了在VIS細(xì)分區(qū)間RVR≥VIS的出現(xiàn)概率。可以看出，在大部分細(xì)分區(qū)間，RVR≥VIS的概率都超過了70%，在一定程度上可直接使用VIS代替RVR。特別是在[0,100)、[600,700)、[700,800)三個(gè)細(xì)分區(qū)間，使用VIS代替RVR的可靠程度達(dá)到90%以上，具有較高的替代性。但是，在[200,300)、[300,400)的兩個(gè)影響機(jī)場Ⅱ類運(yùn)行的關(guān)鍵細(xì)分區(qū)間，RVR≥VIS的概率沒有達(dá)到70%的最低標(biāo)準(zhǔn)，無法使用VIS直接代替RVR進(jìn)行放行決策。

3 西安機(jī)場替代關(guān)系指數(shù)VRK的確定

通過以上分析可知，VIS在[200,300)、[300,400)兩個(gè)細(xì)分區(qū)間，無法用VIS直接替代RVR。但可尋求某特征值K，當(dāng)VIS在上述兩個(gè)細(xì)分區(qū)間時(shí)，RVR≥K的概率達(dá)到70%或以上。圖1給出了RVR≥200m、350m、400m和550m在各VIS細(xì)分區(qū)間的概率分布?？梢钥闯觯壕屯籏值而言，

圖1 RVR≥200m、350m、400m和550m在各VIS細(xì)分區(qū)間的概率分布

表1 VIS細(xì)分區(qū)間RVR≥VIS的出現(xiàn)概率

表2 RVR特征值K與VRK值對(duì)照表

4 結(jié)語

西安機(jī)場在VIS＜800m的情況下，RVR≥VIS的整體概率為88.1%。在VIS的細(xì)分區(qū)間，RVR≥VIS的概率不同，其中在[200,300)、[300,400)的兩個(gè)區(qū)間，RVR≥VIS的概率VIS值越大，在其VIS對(duì)應(yīng)區(qū)間出現(xiàn)RVR≥K的概率越大；K值越大，出現(xiàn)RVR≥K的概率達(dá)到VIS可替代RVR的某級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的VIS值越大。例如：RVR≥200m的概率，在VIS的細(xì)分區(qū)間段[0,100）、[100,200）、[200,300）逐漸升高，但均為達(dá)到70%的概率，只有在VIS∈[300,400)及以上區(qū)間時(shí)，其對(duì)應(yīng)的RVR≥200m的概率才穩(wěn)定達(dá)到了70%或以上。為了在實(shí)際業(yè)務(wù)中使用方便，我們定義一個(gè)VIS與RVR替代關(guān)系指數(shù)VRK，該指數(shù)表示：當(dāng)VIS≥VRK時(shí)，在VIS[VRK,VRK+100)及以上區(qū)間，RVR≥特征值K的出現(xiàn)概率達(dá)到航空運(yùn)行要求的可替代程度，即可用VRk值代替特征值K進(jìn)行放行決策。為了便于用戶查算不同最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的VRK，將RVR特征值K以50m為間隔進(jìn)行取值，即K分別取100m、150m、200m、250m、300m、350m、400m、450m、500m、550m,并給出RVR≥K的70%、80%、90%的三級(jí)概率，分析后得到表2。可以看出西安機(jī)場按照各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的VRK值均小于800m，這意味著依據(jù)VRK值進(jìn)行放行決策，可以將西安機(jī)場800m的起降標(biāo)準(zhǔn)間接降低到相應(yīng)等級(jí)和類別的VRK值，同時(shí)該VRK值能夠保證航空器在預(yù)計(jì)起降時(shí)刻具有足夠的可靠性。顯然，VR放行決策技術(shù)能夠提高放行的科學(xué)性和時(shí)效性，能夠充分利用低能見度天氣條件下出現(xiàn)的有利天氣時(shí)機(jī)，最大程度地減少航班延誤，提升航班正點(diǎn)率。沒有達(dá)到70%的最低標(biāo)準(zhǔn)，無法使用VIS直接代替RVR。

給出西安機(jī)場RVR≤550時(shí)，特征值間隔50m取值所對(duì)應(yīng)的VRk值，利用該值放行優(yōu)于傳統(tǒng)的VIS放行技術(shù)。

本文只是基于統(tǒng)計(jì)值，給出了一種VIS與RVR的簡單對(duì)應(yīng)關(guān)系。放行決策效果，最終取決于VIS的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性以及精細(xì)度。