介紹 盡管越來越多的飛機(jī)裝有一到兩個飛機(jī)氣象雷達(dá)，但飛機(jī)駛?cè)霃?qiáng)烈積雨云的情況仍有發(fā)生，并由此導(dǎo)致了人員傷害或飛機(jī)嚴(yán)損（圖1）。 圖1 遭遇冰雹后的A320雷達(dá)天線屏蔽器此文旨在提供關(guān)于氣象雷達(dá)性能和極限的附加信息，希望籍此提高飛行機(jī)組對此系統(tǒng)的整體認(rèn)識并防止此類事件的再次發(fā)生。.2 積雨云（Cb）結(jié)構(gòu)飛行中，由于氣流顛簸和強(qiáng)降雨，積雨云（Cb）結(jié)構(gòu)會是主要的危險源。冰雹 由于冰雹的影響以及氣象雷達(dá)不能指示回波性質(zhì)的原因，因此它代表了一種主要的威脅。積雨云中的冰雹隨著高度和風(fēng)的改變而改變（圖2）： FL100以下，可能會在暴風(fēng)雨區(qū)域下遭遇冰雹，位置處在云中或在云周圍（至多2海里） FL100 到FL200之間， 60%的遇到冰雹的情況發(fā)生在積雨云內(nèi)，40%在云外，云層之下FL200以上，最有可能在云中遭遇冰雹。通常冰雹在積雨云下風(fēng)面威脅更大：這是因為濕氣被強(qiáng)氣流抬升，它開始冷卻并轉(zhuǎn)化為冰雹，然后被吹到下風(fēng)面。如果可能的話，最好是飛在積雨云上風(fēng)面以避免暴風(fēng)雨。圖2 不同積雨云位置對應(yīng)的遭遇冰雹的風(fēng)險 顛簸 顛簸隨同積雨云出現(xiàn)的情況不只局限于云內(nèi)。氣象雷達(dá)在晴空中無法 探測到顛簸，因此有必要采取預(yù)防性的措施。應(yīng)該與積雨云保持至少5000 英尺的垂直距離和20海里的水平距離，以將遭遇嚴(yán)重顛簸的風(fēng)險降至最低。閃電是存在嚴(yán)重顛簸強(qiáng)有力的提示。 注： 決定積雨云頂端的高度的方法在.1段中有所提及。.2氣象雷達(dá)原理 為了精確地理解氣象雷達(dá)顯示，有必要了解雷達(dá)原理。 氣象雷達(dá)探測性能 氣象雷達(dá)只能探測到降水雨滴（圖3）。探測到多少取決于雨滴的大小，位置和數(shù)量。水粒的反射率是同樣大小冰粒反射率的6倍。圖3 氣象雷達(dá)原理雷達(dá)能探測到： 降雨 濕冰雹和潮濕的氣流顛簸 冰晶、干冰雹和干雪。然而如下所釋，這三個因素之給出的反射很少。 雷達(dá)不能探測到： 云、霧或風(fēng)（雨滴太小，或是根本沒有降水） 晴空氣流顛簸（無降水）風(fēng)切變（無降水，程度較輕的除外） 沙塵暴（對雷達(dá)波而言，固體顆粒幾乎是透明的） 閃電 衰減 因為氣象雷達(dá)顯示基于信號回波，強(qiáng)降水可能隱藏著更強(qiáng)的對流天氣：大部分的信號是由降水的前鋒反射傳回的。后部返回的信號較弱，在氣象雷達(dá)上顯示為綠色或黑色區(qū)域。飛行機(jī)組可能將此理解為無威脅/威脅較小區(qū)域?，F(xiàn)代氣象雷達(dá)可以對云層后面信號衰減的情況進(jìn)行信號修正。這就減少了信號被衰減的現(xiàn)象。盡管如此，還是應(yīng)該將氣象雷達(dá)顯示上紅色區(qū)域后面的黑洞視為可能是有強(qiáng)對流天氣的區(qū)域。盡管氣象雷達(dá)有了衰減修正功能，但還是不可以用雷達(dá)穿越顯示的惡劣天氣區(qū)或靠近惡劣天氣區(qū)繞飛。應(yīng)該只將氣象雷達(dá)視作避讓惡劣天氣的工具。圖6 兩個活躍單元后面的信號衰減飛行機(jī)組應(yīng)該引起注意的氣象形狀 形狀 機(jī)組應(yīng)該比觀察顏色更加仔細(xì)地觀察形狀，從而探測惡劣天氣條件。 不同顏色的區(qū)域緊密地排立在一起通常預(yù)示著強(qiáng)顛簸區(qū)域（圖7）。圖7 不同顏色的區(qū)域緊密地排立在一起在巡航高度，云中的水變成了冰，而氣象雷達(dá)不能像探測水那樣輕易地探測到冰。垂直幅度高的云層意味著高能量的大氣運(yùn)動。因此，巡航高度時接收到的任何回波都應(yīng)視為顛簸。巡航時，應(yīng)該與綠色或更強(qiáng)的回波單元保持至少20海里的距離。顛簸 有些氣象雷達(dá)裝有顛簸顯示模式。此顛簸功能只有在40海里(Doppler測量性能范圍)內(nèi)，并且是潮濕氣流顛簸的情況下才生效。注： 氣象雷達(dá)不能探測到晴空顛簸和干顛簸。 雷達(dá)科技前幾代的氣象雷達(dá)使用的是拋物線式天線和C-帶頻率（4000-8000MHz）。新一代的雷達(dá)配有平直的天線，并使用X-帶頻率（8000-12500MHz）其優(yōu)勢如下： 脈沖能量更高 波束更窄，明顯提高了目標(biāo)物的分辨率 反射率更高，因此總回波能量更高 顛簸和風(fēng)切邊探測 功耗低 注： 在地面時使用雷達(dá)應(yīng)注意：雷達(dá)會導(dǎo)致人體傷害。 此雷達(dá)衰減現(xiàn)象更嚴(yán)重，因此存在強(qiáng)降水時，探測氣象單元的能力降低。因而X-帶雷達(dá)應(yīng)該被用作避讓而不是穿越惡劣天氣的工具。新一代氣象雷達(dá)裝有： 自動傾角功能，此功能可以根據(jù)飛機(jī)的高度自動調(diào)節(jié)雷達(dá)天線傾角（參照.1） 圖1 自動傾斜功能或是自動掃描功能，它將沿著飛機(jī)的計劃線路不停地進(jìn)行垂直和水平掃描，保存數(shù)據(jù)并顯示一個三維的氣象圖像。圖2 自動掃描功能 操作標(biāo)準(zhǔn) 最佳操作.1 天線傾角 對于所有氣象雷達(dá)，雷達(dá)圖象顯示被波束掃到的氣象，為了清楚地理解氣象雷達(dá)顯示，應(yīng)該將天線傾角考慮在內(nèi)。圖9 沿雷達(dá)光柱的顯示當(dāng)飛向一個目標(biāo)時，飛行機(jī)組可以使用下面的公式大致計算出飛機(jī)上方/下 方云層的垂直高度： h（英尺）=d（海里）*傾斜（度）*100 傾角：是指對應(yīng)于氣象單元影象從顯示上消失時所選擇的傾角。 舉例來說，如果回波在40海里向下傾斜1度時消失，那么云層的垂直高度大約為4000英尺。 圖10 距離/傾角/高度之間的關(guān)系應(yīng)該根據(jù)選擇的ND范圍來調(diào)節(jié)天線傾角。在飛行中的大多數(shù)情況下，最佳的天線俯仰角應(yīng)該使ND雷達(dá)圖象上緣顯示部分地面回波，可用GCS功能抑制雜波。然而在起飛或爬升過程中，如果預(yù)計飛機(jī)上方可能出現(xiàn)惡劣天氣，則應(yīng)該向上調(diào)天線傾角。為了防止過度掃描或掃描不充分，應(yīng)該在改變高度的時候改變天線傾角，裝有自動傾斜功能的雷達(dá)除外.2 顯示范圍為了避免大規(guī)模的暴風(fēng)雨，飛行機(jī)組必須在40海里以外的地方做出決定。因此，飛行機(jī)組應(yīng)該在ND上選擇足夠的范圍。 在PNF的ND上：選擇足夠的顯示范圍做用于長時間天氣避讓的航道更改計劃（巡航中，通常是160海里或更低） 在PF的ND上，選擇足夠的顯示范圍，以避讓惡劣天氣，并監(jiān)控其嚴(yán)重程度（巡航中，通常是80海里或更低） 應(yīng)該利用遠(yuǎn)距離和近距離共同決定計劃更改來避讓惡劣天氣。此項技術(shù)可以防止“盲徑”效應(yīng)：即雖然在近距離ND顯示上看，可以安全地進(jìn)行航道更改；但是在遠(yuǎn)距離ND顯示上，卻可能顯示有障礙。 .3 增益氣象雷達(dá)面板上的增益旋鈕用于調(diào)節(jié)接收器的敏感度，自動位是增益旋鈕探測標(biāo)準(zhǔn)暴風(fēng)雨單元的最佳位置。增益調(diào)節(jié)旋鈕的自動（AUTO）或校準(zhǔn)（CAL）位是觀察氣象目標(biāo)的最佳設(shè)定位。人工增益調(diào)節(jié)用于深入分析氣象目標(biāo)，分析結(jié)束后必須放回CAL（AUTO）位。當(dāng)需要判斷氣象目標(biāo)強(qiáng)弱時，機(jī)組可以慢慢減小雷達(dá)增益并觀察ND上氣象目標(biāo)的顏色變化，氣象目標(biāo)的顏色變化會隨著雷達(dá)增益的減小由紅色變?yōu)辄S色再變?yōu)榫G色，最后ND上仍為紅色或最后變?yōu)辄S色的氣象目標(biāo)就是能量最強(qiáng)的氣象目標(biāo)。 圖14 獲取減少效應(yīng) 預(yù)防策略應(yīng)該通過觀察雷達(dá)回波的形狀和顏色來辨別含有冰雹的暴風(fēng)雨。應(yīng)該使用人工增益功能進(jìn)行深入的分析，但之后一定要重置至CAL(AUTO)位。當(dāng)飛行在大范圍活躍天氣區(qū)域的時候，可以使用顛簸功能來辨別對流最強(qiáng)的區(qū)域。 飛行機(jī)組應(yīng)該定期地掃描： 垂直掃描，按需調(diào)節(jié)天線傾角 水平掃描，按需改變顯示范圍總的來講，上述策略適用于： 利用氣象雷達(dá)探測/分析/避讓重要