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数值模式产品在民航气象预报中的应用

摘要：近年来，我国社会不断进步，民航需求旺盛，但由于保障能力不够强

等原因，不得不采取调控措施限制一部分流量。但从长期来看，建设民航强国，

推动民航高质量发展，满足市场需求是必然方向。为此，我们需要有效利用先进

技术，提升运行效率、服务品质，提高经济效益。航班不正常情况主要由天气造

成，所以近年来民航对于气象预报服务的准确度、时空精度和提前量的需求有了

明显提升。数值模式的快速发展，让其在现代气象预报中扮演越来越重要的角色，

很多时候是预报员制作预报产品时的最主要参考资料。

关键词：数值模式；民航气象预报；应用

引言

21世纪以来，随着民航强国、气象强国战略的不断深化推进，我国民用航空

运输的强劲需求与气象业务发展的内生动力相结合，民航气象事业取得了长足发

展，民航气象从经验性预报全面转向以资料同化、数值预报、统计预报、集合预

报、人工智能等技术手段相结合的技术路线，民航气象预报的客观程度、精细程

度实现了历史性的跨越。在现有航空运行体系下，国内一些繁忙枢纽机场、主干

航路的航班密度早已饱和，空域容量制约着航班量增长，民航气象服务的社会价

值与经济价值日益凸显。民航气象积极创新探索，提高技术水平，更新服务理念，

实现气象信息与空管运行融合，评估天气变化对空域容量的预期影响，为系统性

提升航空飞行的安全、正常和效率做出了重要贡献。

1民航气象业务进展

1.1民航气象的目标与职责

《中国民用航空气象工作规则》规定，民航气象应全面、系统地提高天气观

测和预报水平，大大减少天气对飞行的影响，为航空飞行的安全、正常和效率作

贡献。通过探测、收集、分析、处理气象资料，民航气象部门制作发布航空气象

产品，为航空公司、空中交通管理部门、机场及其它航空用户及时准确地提供气

象服务，致力提升飞行安全性，提高空域运行效率，提高机场运行标准，降低运

行成本，促进节能减排，具有显著的社会效益、经济效益。民航气象的业务主要

有观测、预报、航空气候、空间天气、飞行气象情报交换、设施设备运行维护等，

其中，民航气象预报是航空公司、空管单位组织实施和管理飞行活动的重要依据，

主要包括：机场天气预报、航线天气预报、区域天气预报、航空天气警报、重要

气象情报等，多以报文编码、明语简码、图形等格式进行发布。以机场天气预报

为例，预报机场范围的风向、风速、能见度、气温、云量、云状、云底高、天气

现象等。民航气象服务机构按照国际民用航空电码编码规则编制发布机场天气预

报，在民航气象系统内进行交换，并通过国际航空固定电信网等渠道进行国际间

气象情报交换，为民航运行服务。

1.2民航气象预报技术进展

民航气象预报具有定点、定时、定量精细化预报的特点。在机场天气预报中，

气象要素的转折变化必须精确到小时或分钟级别。事实证明，航空气象服务水平

是影响和制约航空运行管理水平的重要因素之一。早期的航空气象业务不具备数

值预报技术的支撑，依靠预报员的经验制作发布报文、图形等格式的机场天气预

报、航线天气预报等产品，随着航空业的快速发展，这些基本预报产品已不能满

足航空公司、空管单位对气象服务的需求，数字化、易解读、便于融合计算的数

据集正日益成为预报产品制作和服务输出的基本方式，数值预报技术的发展成熟

为此提供了基础条件。

为满足高密度航班运行对气象预报的高要求，民航气象预报时效已经从短期

预报为主转变为短期与短临兼具、逐时逐日预报与周月天气展望兼顾，形成了以

数值预报技术为基础、综合应用统计预报、集合预报、机器学习、融合多源数据

和人工智能技术的民航气象预报技术路线。应民航运行协调决策机制的需要，在

发展预报技术的同时，需要积极更新服务理念，力争实现气象信息与用户运行信

息的高效融合，逐步从预报对天气转变为制作天气变化对航空运行影响的预测，

这是民航气象当下的重点工作，也是国际航空气象的发展趋势。

2气象预报当前存在的问题分析

2.1气象复杂多变

气象会对民航飞机造成直接影响，如果精细化气象预报结果显示未来天气较

差，不利于飞行，则需要立即取消该次航班，等待天气转好后制订飞行计划；按

照所制订的飞行计划，根据精细化气象预报结果进行飞行，但是气象存在复杂多

变性，需要综合考量多种因素，才能够得到较为准确的预测结果，但是预测结果

无法保证百分百准确，而是建立在客观规律总结基础上对未来某一区域内气象变

化的预测，但是如果出现特殊情况，该区域内的气象情况就会发生变化，从而与

预测结果出现差异，这是当前精细化气象预