□本報(bào)記者 鄭雪

　　經(jīng)常坐飛機(jī)的朋友大概記得，在飛行期間偶爾會(huì)聽到這樣的廣播：“飛機(jī)將遇到不穩(wěn)定氣流，會(huì)有些顛簸，請您盡快回到座位并系好安全帶……”然后，沒過一會(huì)兒，飛機(jī)就真的開始顛簸了。那么，機(jī)組是怎么預(yù)先知道前方會(huì)有不穩(wěn)定氣流的呢？

　　答案在于飛機(jī)上安裝的氣象雷達(dá)。它位于飛機(jī)最前端的雷達(dá)罩內(nèi)，用來探測和避讓航路上的惡劣天氣、顛簸氣流?；裟犴f爾IntuVue三維氣象雷達(dá)（簡稱“IntuVue”）正是這樣的“千里眼”，能夠?qū)︼w機(jī)前方從地面到6萬英尺高空和320海里范圍內(nèi)的空域進(jìn)行監(jiān)測，并準(zhǔn)確辨別帶有冰雹、閃電等特征的氣象情況。

　　氣象雷達(dá)的用武之地

　　我們知道，飛行從來都是靠天吃飯的。雖然一起航空事故是多方面因素造成的，但天氣往往是影響飛行安全的重要因素。數(shù)據(jù)顯示，30%的飛行事故與天氣有關(guān)。例如，夏季飛行注定要和雷雨、臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣打交道，雷雨天氣出現(xiàn)時(shí)常伴隨航路顛簸、積冰和雷擊等事故隱患，雷暴伴隨的大風(fēng)、降水對(duì)飛機(jī)的起降安全也會(huì)構(gòu)成威脅。

　　飛行安全容不得飛行員超標(biāo)準(zhǔn)“與天斗、與地斗”，所以在飛行過程中探測和規(guī)避惡劣天氣至關(guān)重要。這就給氣象雷達(dá)提供了用武之地——探測飛機(jī)前方航路上的氣象目標(biāo)和其他目標(biāo)的存在及分布情況，并將其探測目標(biāo)的輪廓，以及雷雨區(qū)的強(qiáng)度、方位和距離等信息呈現(xiàn)在飛行員眼前的雷達(dá)顯示屏上，協(xié)助他們對(duì)航路進(jìn)行選擇和預(yù)判。

　　據(jù)了解，氣象雷達(dá)是利用電磁波經(jīng)天線輻射遇到障礙物會(huì)被反射回來的原理，通過探測前方降雨水滴的大小和數(shù)量來預(yù)報(bào)天氣的。降水越大越密，雷達(dá)的反射回波就越強(qiáng)。那么，飛行員又是如何解讀從機(jī)載氣象雷達(dá)上發(fā)來的信息呢？

　　在氣象雷達(dá)顯示屏上，顏色深淺代表氣象或地形回波信號(hào)的強(qiáng)弱。簡單地說，綠色區(qū)域代表有一定的水分，可能伴有毛毛細(xì)雨，是安全的；黃色區(qū)域代表雨水量比綠色區(qū)域大些，容易產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的顛簸；紅色區(qū)域代表常伴有雷暴、強(qiáng)對(duì)流云層、強(qiáng)暴雨、冰雹等極端天氣，飛機(jī)都會(huì)選擇繞開它。所以，夏季飛行，飛行員都不愿意看到氣象雷達(dá)顯示屏上一派“番茄炒雞蛋”的景象。

　　一般來說，當(dāng)飛機(jī)飛越綠色或黃色區(qū)域前，機(jī)長就會(huì)通知客艙，飛機(jī)可能發(fā)生顛簸，讓旅客做好準(zhǔn)備。這就是在顛簸發(fā)生前，旅客能得到通知的原因。而當(dāng)飛機(jī)遇到紅色區(qū)域而選擇繞飛時(shí)，也就是與紅色區(qū)域擦肩而過，這時(shí)候更容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的顛簸。當(dāng)然，氣象雷達(dá)的作用并不僅限于預(yù)測顛簸。

　　雖然威脅飛行安全的危險(xiǎn)天氣很多，但氣象雷達(dá)并不能全部探測到。一般來說，其探測目標(biāo)主要有雷雨、潮濕的冰雹和湍流、冰晶、干燥的冰雹和雪等，而對(duì)于云、霧、潔凈空氣的湍流、沙塵暴等則無能為力。隨著技術(shù)的進(jìn)步，氣象雷達(dá)探測的準(zhǔn)確性還在不斷提高，功能也在不斷完善。

　　唯一的三維自動(dòng)雷達(dá)

　　過去，雷達(dá)系統(tǒng)為飛行員提供的天氣信息都是二維圖像，顯示了可能出現(xiàn)的惡劣天氣，但不能顯示強(qiáng)風(fēng)暴天氣是如何形成的，也不能顯示風(fēng)暴峰值將在何處阻擋飛行的航路?；裟犴f爾自主研發(fā)的IntuVue三維氣象雷達(dá)有效地解決了這一問題，讓飛行員能夠清晰全面地看到飛機(jī)周邊、320海里范圍內(nèi)、從地面到6萬英尺高空的風(fēng)暴情況。同時(shí)，該系統(tǒng)還能讓飛行員更快地看到潛在的危險(xiǎn)天氣情況，作出改變航路的決策，避免對(duì)飛機(jī)造成損害或給旅客帶來傷害和不適。

　　霍尼韋爾航空航天集團(tuán)亞太區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)那保羅表示，氣象雷達(dá)是通過掃描來探測前方氣象情況的，飛機(jī)在飛行過程中可能不容易接收到實(shí)時(shí)的氣象變化信息。他說：“飛行員抱怨，在飛機(jī)轉(zhuǎn)彎進(jìn)近、高空轉(zhuǎn)彎、下降或爬升的過程中，他們不好預(yù)測可能出現(xiàn)的天氣情況。尤其是在高空飛行的時(shí)候，因?yàn)楹芏鄬?dǎo)致顛簸的天氣情況在飛機(jī)下面，傳統(tǒng)的氣象雷達(dá)探測不到?！?/p>

　　所以，在那保羅看來，氣象雷達(dá)不僅要“看到”前方的天氣情況，飛機(jī)上面、下面的天氣情況也要能夠“看到”?！拔覀冊谘邪l(fā)IntuVue時(shí)就設(shè)計(jì)了寄存的功能，使其掃描回來的數(shù)據(jù)可以寄存在數(shù)據(jù)庫中，并顯示給飛行員。甚至飛機(jī)在進(jìn)行180度轉(zhuǎn)彎時(shí)，所有的氣象數(shù)據(jù)都已經(jīng)寄存起來了，不用像傳統(tǒng)氣象雷達(dá)要經(jīng)過幾次掃描才能更新飛行員需要的氣象數(shù)據(jù)?！蹦潜Ａ_說。

　　據(jù)了解，IntuVue可以探測到前方320海里范圍內(nèi)的天氣情況。以處于巡航階段的空客A320飛機(jī)為例，320海里要飛行30分鐘～40分鐘。但是，氣象條件是動(dòng)態(tài)的。那保羅說，IntuVue具有強(qiáng)大的預(yù)測功能，能夠預(yù)測哪些氣象條件是危險(xiǎn)的，哪些在衰竭，以及它們變化的快慢程序。他補(bǔ)充說，在巡航階段，最關(guān)鍵的是120海里范圍內(nèi)的氣象信息。如果能提供320海里范圍內(nèi)的氣象信息，飛行員就更有心理預(yù)期。

　　IntuVue是目前唯一能提供多種水平與垂直剖面氣象分析和解析選項(xiàng)的雷達(dá)產(chǎn)品，也是唯一能夠以全三維形式顯示氣象情況的自動(dòng)雷達(dá)。目前，不少機(jī)型已經(jīng)配備了IntuVue，包括波音777、波音737、空客A320、空客A350、空客A380等；配備IntuVue的航空公司也遍布全球，有國泰航空、新加坡航空等。

　　“看見”危險(xiǎn)天氣

　　風(fēng)切變尤其是低空風(fēng)切變，被稱為飛行界的“隱形殺手”，對(duì)飛行安全危害極大。那么，IntuVue能夠探測到它嗎？那保羅說，IntuVue可以探測到一部分風(fēng)切變，近地警告系統(tǒng)也可以探測到一部分。

　　風(fēng)切變很特殊，跟地形和氣象等因素有關(guān)。它會(huì)導(dǎo)致垂直運(yùn)動(dòng)的風(fēng)突然加速，產(chǎn)生特別強(qiáng)的下降氣流，并由空中垂直下沖逼近地面，然后呈輻射狀向水平方向散開。那保羅說：“猛烈的下沖氣流直逼地面，如果地面上有塵土，氣象雷達(dá)就能‘看到’它在移動(dòng)，從而向飛行員發(fā)布遭遇風(fēng)切變或亂流的信號(hào)?！比绻麑ntuVue和近地警告系統(tǒng)結(jié)合起來，其對(duì)風(fēng)切變的探測準(zhǔn)確率能達(dá)到80%以上。但是，那保羅警告說，即便如此，飛行員還是必須保持非常清醒的認(rèn)識(shí)。

　　同時(shí)，飛行員怕閃電，因?yàn)椴恢浪欠駮?huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。所以，飛機(jī)在飛行過程中最好避開這些區(qū)域。那保羅說，以前有專用的閃電傳感器，但加裝這種設(shè)備存在兼容性的問題?！癐ntuVue三維氣象雷達(dá)能夠探測到降水，如果兩個(gè)降水區(qū)域有相對(duì)的移動(dòng)方式，就可能產(chǎn)生閃電。我們在計(jì)算機(jī)里進(jìn)行分析，知道哪些地區(qū)會(huì)發(fā)生氣流與氣流之間的摩擦，并將其顯示在顯示屏上，讓飛行員知道其危險(xiǎn)性，從而繞開它。”那保羅說。

　　此外，湍流對(duì)飛行器的飛行性能、結(jié)構(gòu)載荷、飛行安全的影響也很大。數(shù)據(jù)顯示，湍流是機(jī)上旅客和空乘人員受傷的主要原因，約占所有與天氣相關(guān)的商用飛機(jī)事故原因的65%?；趯?duì)氣象變化情況的預(yù)測，研究人員預(yù)計(jì)今后湍流發(fā)生的頻率將提高1倍，湍流強(qiáng)度也將加大。

　　一般來說，氣象雷達(dá)能夠探測到潮濕的湍流，IntuVue也不例外。但更重要的是，IntuVue延長了湍流警告時(shí)間，具有業(yè)內(nèi)最長的60海里湍流探測距離，給機(jī)組人員更多時(shí)間做好準(zhǔn)備，從而確保旅客的安全。它還能在正常巡航速度下在飛機(jī)接近湍流前5分鐘~10分鐘，預(yù)測出風(fēng)暴天氣伴有冰雹或閃電的可能性，而且精確度高達(dá)93%。這讓飛行員能夠更快地在風(fēng)暴來臨前重新規(guī)劃航路，提高旅客和機(jī)組人員的安全性，減少對(duì)飛機(jī)的損壞。

　　但是，對(duì)于不易被人察覺的晴空湍流，IntuVue也無能為力。那保羅說，晴空湍流不帶水，氣象雷達(dá)很難發(fā)現(xiàn)它?！暗?，顛簸的原因，一是有側(cè)風(fēng)，二是有前面飛機(jī)留下的尾流，三是電離層可能受到太陽波束的影響。無論如何，它們都與溫度變化有關(guān)。我們正在研究，看氣象雷達(dá)能否‘看到’這種小幅度的溫度變化?！彼f。