一種修正海平面氣壓數據監控方法在深圳機場的應用

翟曉 薛華星

（作者單位：中國民用航空深圳空中交通管理站）

機場天氣報告中的修正海平面氣壓（QNH）數據一般由氣象觀測編發報軟件自動采集自動觀測系統中的QNH數值，按電碼報文編輯規則進行處理后對外發布。一直以來，觀測報文偶爾會出現與實際情況有偏差的QNH或遺漏了QNH的情況，這種情況的出現有人為原因，有設備原因，也有強對流天氣過境的原因。當QNH與實況有偏差時，容易引發出飛機進場過高、飛機提前接地和飛機沖出跑道等使得飛行效率低下、安全事故發生等不同程度的問題。

航空器在不同飛行階段飛行時，需要采用不同的高度測量基準面。對于我國民用航空機場，航空器在過渡高度層及其以上高度時使用標準大氣壓1013.2 hPa作為高度表撥正值，在過渡高度及其以下的高度使用機場修正海平面氣壓（QNH）作為高度表撥正值。QNH對航空器的起飛和著陸有極其重要的影響，若使用的QNH比實際數值大，就會造成航空器進場過低，導致提前著陸或場外著陸；若使用的QNH比實際數值小，就會造成航空器進場過高，可能造成航空器復飛。歷史上曾出現過在天氣狀況不佳的情況下，由于飛行員混淆了高度基準而導致航班跑道外墜毀的情況。

1 關鍵問題

《空管系統不安全事件標準》中規定，機場天氣報告中的氣壓值、通報管制部門的氣壓值與實際應報氣壓值相差3 hPa（含）以上為氣象嚴重差錯，機場天氣報告中的氣壓值、通報管制部門的氣壓值與實際應報氣壓值相差2 hPa為氣象一般差錯。

QNH數據由氣象觀測部門提供，機場天氣報告中的QNH一般由氣象觀測編發報軟件自動采集自動觀測系統中的QNH數值，按電碼報文編輯規則進行處理后對外發布，提供給管制、機組等用戶使用，并參與國內國際情報交換。一直以來，觀測報文偶爾會出現與實際情況有偏差的QNH或遺漏了QNH的情況，這種情況的出現有人為原因，有設備原因，也有強對流天氣過境的原因。當QNH與實況有偏差時，容易引發出飛機進場過高、飛機提前接地和飛機沖出跑道等使得飛行效率低下、安全事故發生等不同程度的問題。

因此，面對飛行環節中非常關鍵的一環，除了要對工作流程的細化和人力資源的合理分配進行改善外，也需要提出新思路、新方法來進行緩解。

2 解決思路

圖1 2012—2018年四個跑道頭在相鄰例行發報時刻間（a）以及在同一例行發報時刻（b）的氣壓差值箱線圖（單位：hPa）

深圳空管站氣象臺針對觀測工作中與QNH數據相關的一系列問題，進行了數據上的分析。深圳機場目前是雙跑道運行，圖1a為2012—2018年四個跑道頭在相鄰例行發報時刻間的氣壓差箱線圖，可以看出，各跑道頭之間的氣壓差分布基本一致，各跑道頭氣壓差值25%～75%的區間落在±0.2 hPa，除儀器缺測或維護的情況外，6年間氣壓半小時變化大于2 hPa的次數有33次，出現概率約為0.03%，且各季度均有分布，其中差值最大的是2013年3月28日下午的一次雷雨過程，半小時氣壓變化達到6.1 hPa。圖1b為2012—2018年四個跑道頭在同一例行發報時刻的氣壓差值箱線圖，可以看出，各跑道頭之間的氣壓差25%～75%的區間落在±0.2 hPa之內，R34-15、R34-33的中位數與上四分位數相同，R15-33的中位數與25%和75%的區間值相同，通常情況下R15和R33的氣壓差值較小，R16與R33之間的差值較其他幾個跑道頭的差值更大，除儀器缺測或維護的情況外，6年間跑道頭間氣壓差值大于0.5 hPa的次數有80次，出現概率約為0.02%，各季度均有分布，其中在正點發報時段中，差值最大的是2018年9月16日下午臺風山竹登陸期間，16跑道頭和34跑道頭的氣壓差值為1.1 hPa。

根據近6年的數據統計結果，本文提出了深圳機場修正海平面氣壓數據監控方法，首先針對所采用的6套QNH設備確定告警的閾值（表1），由于長春氣象站位于R15跑道頭，因此制定的閾值參考R15跑道頭自觀設備；機場基準觀測點QNH數據和上一份報文差值2 hPa為縱向對比閾值。閾值的制定為監控設備異常和極端天氣的出現提供了支持。

針對深圳機場的儀器設備配備情況與數據替代方式，該方法的數據采集流程圖和數據對比流程圖見圖2，實現了實時采集并顯示長春氣象站QNH數據、實時采集并顯示雙振筒氣壓儀QNH數據；在觀測編發報軟件無法獲取自動觀測系統QNH或自動觀測系統數據異常時，自動采集長春氣象站QNH數據進行編發報，并對觀測員進行提醒；在自動觀測系統QNH數據、長春氣象站QNH數據均無法獲取或數據異常時，觀測編發報軟件自動采集雙振筒氣壓儀QNH數據進行編發報，并對觀測員進行提醒；避開人工讀取、輸入QNH數據環節，實現觀測編發報對QNH數據選擇的自動排序、切換。

3 結語

修正海平面氣壓數據監控方法是在中南空管局氣象中心研發的《氣象觀測輔助系統》的基礎上進行實現，以輔助觀測員觀測工作的安全運行為目的，結合地面觀測工作的實際情況，在不增加觀測員負擔的情況下為觀測員報文的正確發送增加了一道保險。

該方法主要包括3個方面：1）實現了深圳機場AWOS觀測數據、長春氣象站六要素和雙振筒氣壓儀QNH數據的數據匯總以及同界面顯示，使得觀測員對自觀數據的讀取更為便捷，有利于觀測員應對特殊情況；2）當數據對比出現異常時，可以及時通知觀測員，有利于設備故障的及時發現，并且在編發報出現異常時避開人工讀取和輸入QNH數據的環節，實現觀測編發報對QNH數據選擇的自動排序、切換；3）提供了修正海平面氣壓的變化范圍設定，有利于觀測員在極端天氣情況下或設備故障下都能提前做好應急準備，保證航空飛行的安全運行。

圖2 數據采集流程（a）和數據對比流程（b）

深入閱讀

CA129信息, 2002. 中國國際航空129號班機空難.

民航局空管局, 2016. 空管系統不安全事件標準. 民航局空中交通管理局文件（民航局發[2016]12號）.

中國民用航空總局, 2017. 中國民用航空空中交通管理規則. 中國民用航空總局令: CCAR-93TM-R5.