摘要：社会经济的飞速发展，使众多先进的民用飞行器技术与新型设备在航空领域得到广泛应用，为民用航空事业的快速发展起到了极大程度的推动作用。然而，随着民航业的快速成熟与发展，其经济性与安全性日益引起高度关注。天气因素作为严重影响航空安全飞行的一项重要因素，恶劣天气现象不仅会对民用航空器的安全性构成一定程度的威胁，还会严重影响其经济性。由此可见，做好航空气象监测预报工作尤为重要。基于此，本文简述了航空气象服务工作及多普勒雷达探测技术，并重点探讨了多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用，仅供参考。

关键词：多普勒;天气雷达;航空气象服务;应用

引言

近些年来，天气对航空安全飞行的影响日益严峻。特别是随着全球加剧变暖，各地区气象灾害发生频率居高不下，由此对航空飞行的影响越来越不容忽视。据相关数据统计，由不利气象条件引发的航空安全事故占到事故总数的30%左右。因此可见，时刻掌握飞机飞行过程中的气象状况尤为重要。而多普勒天气雷达作为有效监测航空天气现象的一种先进的监测技术手段，既能够准确测量飞行器的运行轨迹，还能够详细测量大风、降雨等能力，不仅保障了民用航空系统气象预报与测控能力，还在保障民航客机的安全运行中发挥着重要作用。因此，探析多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用具有重要的现实意义。

1航空气象服务概述

航空气象服务指的是使用航空气象技术对航空气象服务产品进行探测、处理与分发等一系列过程。气象条件往往会对飞机的起飞、降落、航行等各种活动产生一定程度的影响。另外，飞机的设计制造也与气象条件存在着一定的关联。做好航空气象服务工作能够实现航空运输及运营调度效率与安全性的显著提升。因此，航空气象服务应当积极采取有效措施不断改进与完善航空气象服务质量控制与管理体系，同时还要有效提升航空气象探测、预警预报能力、气象情报传递能力、产品研发能力等，不仅能够使航空运输安全及航空运营调度与气象服务日益增长的需求相适应，还能为航空事业的快速、健康发展起到一定程度的推动作用。

2多普勒雷达探测技术分析

2.1降水回波当中的多普勒频率信息

降水是航空气象服务当中最重要且最为常见的数据。就以往常规的数字化雷达而言，仅仅只能够通过雷达回波强度粗略判断该区域内的降水强度、降水分布及其垂直结构等。而多普勒天气雷达的应用，能够更加深入且详细地判断降水回波频率与发射频率之间的变化信息，其中包括降水强度、气流速度等，之后再以多普勒定律为依据对其进行判断。通常情况下，观测工作人员未能与波源之间的实际运行频率保持一致，进而导致频率差异和观测工作者之间的相对运动呈现出一定的正比例关系。多普勒天气雷达能够以水粒子回波频率与发射频率之间的差异性为依据，进而得出降水粒子的速度与方向，经过持续长时间的监测最终得出降水量走势，并客观认识降水强度、分布及其变化。除此之外，还可以使用多普勒雷达预测这一区域内的气流方向、强度及其变化趋势。

2.2多普勒雷达的运行机制

多普勒雷达与以往传统的雷达相比，其主要区别在于前者能够准确区别出信号回波的微弱变化，同时这一相对于发射频率的微弱变化正是多普勒雷达特殊气象监测的重要功能。多普勒雷达为实现其气象监测功能，往往会采取保持工作频率与初相位不变，或将工作频率锁定等方式。通常情况下，航空气象服务领域使用的多普勒雷达主要包括自相干雷达与全相干多普勒雷达两种。其中前者主要采用锁相位技术，尽管其发出的高频率脉冲的不稳定性较强，但是该技术的应用能够动态对比发射波与系统回波，并从中提取出显示出的气象信息;而全相干多普勒雷达主要采用晶体振荡器发出的单频脉冲波，其具有较强的稳定性，基本能够与锁定工作频率的要求相符合，与回波之间进行对比才能够发现其中存在的细微差别。

3多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用

3.1零径向速度

多普勒天气雷达在民航气象服务领域投入应用以来，往往会出现某一点经向速度为零的现象。一旦出现这一现象也无法对航空飞行过程中的气象条件进行准确判断，进而严重干扰航空安全飞行，甚至还会导致出现机毁人亡的惨重空中安全事故。径向速度为零通常包括以下两种情况：一是当地的风向与雷达之间出现径向垂直，进而导致雷达无法对这一位置处的真实风向进行准确判断;二是这一位置处的风向为零。因此，为确保航空安全飞行，一旦出现径向速度为零的现象，应当按照第一种情况进行处理。此时应当首先分析这一位置处的风向走势图。若此位置处的径向速度也为零，则表明该位置处的风向为东风;若此位置处的径向速度为负值，则该位置处的风向为正西风。

3.2多普勒锋面速度图

在航空气象服务工作当中，一旦出现锋面现象极易导致天气突然发生变化，进而严重影响到航空正常飞行。因此，做好锋面移动速度的监测工作非常重要。通常情况下，多普勒天气雷达主要通过监测锋面两侧环境信息的变化来发现锋面现象，当形成锋面现象时，以此为界限的两边的基本环境信息往往会存在着明显差异，当监测到一个狭长地带两侧的环境信息的差异明显时即可判断为锋面现象，并确定环境因素发生明显变化的区域即为锋面。之后再以两侧环境因素的差值信息及锋面运行信息为依据，对冷暖锋及其基本运动方向等进行判断。以锋面现象的基本信息及气象分析系统为依据基本能够准确判断出天气变化状况及其出现的位置，并据此调整航班，使其尽可能远离危险天气区域。

3.3强对流天气

一旦空气中的不稳定气层得到抬升，將极易形成大风、雷暴、冰雹、积冰等强对流天气过程。强对流天气过程发生时往往表现出电闪雷鸣、乌云密布。当出现这一现象时，飞机一旦误入强雷暴区，不仅会导致飞机出现一定的故障问题，严重时还会出现机毁人亡等惨重事故。使用多普勒天气雷达能够间歇地向空中发射电磁波，并使其以接近光速的速度在近于直线的路径上进行传播，在这一过程中一旦遭遇目标障碍物往往会发射回波信号。之后信号处理器会以信号回波的微弱频率变化为依据对气象目标物的空间位置、移动速度、运行方向及轨迹等进行推断。

4结语

近些年来，航空飞行已经成为人们长途旅行的一种首选方式。然而气象因素作为严重影响航空正常、安全飞行的一种重要因素，越来越不容忽视。因此，使用多普勒天气雷达准确监测飞机飞行过程中的天气变化，做好航空气象服务工作非常重要，对于保障航空正常、安全及稳定运行等具有重要意义。

参考文献：

[1]刘雪佳.多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用[J].科技风，2015（10）：89.

[2]卢娜.航空气象服务中多普勒雷达的应用[J].科技传播，2016（19）：166-167.

[3]胡玉丽.浅谈多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用[J].资治文摘，2015（4）：61.

[4]李屾，李琮琮，靳鹏等.多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用[C].第31届中国气象学会年会，2014.

作者简介：赵广来（1964-）男，汉族，山东省龙口市人，本科学历，高级工程师，从事航空气象预报工作。