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短程激光雷达应用于风切变预警的好处

撰文:陈栢纬     2013年1月



天文台现时运用一系列气象仪器,包括长程激光雷达,为香港国际机场提供风切变预警服务。这些仪器对于由地形或雷暴引起的风切变有显著的成效。可是,对于一些空间尺度更为细小,例如与建筑物或人工结构相关的风切变 / 湍流,需要使用更高空间分辨率的气象仪器。为此,天文台在过去数年的夏季均于亚洲博览馆屋顶上装设短程激光雷达,对增强机场北跑道东面的抵埗跑道(即跑道 25RA)风切变预警的可能性作实地研究。结果显示,短程激光雷达在空间及时间分辨率上,较现时沿用之长程激光雷达分别提高约百分之 29(长程激光雷达为 105 米,短程激光雷达为 75 米)及百分之 83(长程激光雷达为 120 秒,短程激光雷达为 20 秒)。

图一
图一 短程激光雷达在 2012 年 6 月 22 日所捕捉之风切变特征(圈中所示)。图中蓝线为航机飞行路径。颜色像素为短程激光雷达探测之径向速率。据报,当日上午11 时 54 分于跑道 25RA 离地 150 米处发生风切变,逆风增加 15 海浬。是次风切变为风切变及湍流预警系统所漏报。


天文台在实地研究期间,曾对利用短程激光雷达预警风切变的算法作出不同尝试。过去四个夏季的研究结果显示,使用短程激光雷达,对基于飞行员报告之风切变的成功捕捉率带来约百分之 11 的改善(在总共 240 次风切变报告中,加入短程激光雷达后能成功捕捉 214 次,而天文台现行之风切变及湍流预警系统则能捕捉 193 次)。同时,总预警时间相应增加百分之 13。此外,短程激光雷达亦展现了新的能力,能侦测现行的风切变及湍流预警系统中所未见的风切变特征。图中的风切变案例,正为短程激光雷达成功捕捉而风切变及湍流预警系统所漏报。天文台正考虑于香港国际机场长期安装一台短程激光雷达。

 

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最近修订日期: <2013年7月5日>