对凤凰城鹿谷机场气象要素对飞行影响的研究

1、    对凤凰城鹿谷机场气象要素对飞行影响的研究    刘天培【摘 要】美国凤凰城鹿谷机场拥有极其优越的地理位置和完备的机场设施，该机场被用于多个航校训练及公务机运行，这使得鹿谷机场成为亚利桑那州中部地区最繁忙的机场之一。但鹿谷机场航空活动也经常会受到机场周围的气象变化影响，这些不稳定因素将会直接影响到该机场的正常航班，致使旅客滞留，航班延误，甚至取消。在对鹿谷机场各类气象要素进行统计，研究恶劣天气出现的规律性、季节性等变化，历年来出现该天气天数的趋势，并制成图表，直观地展现了高温、大风、雷暴是主要影响航空活动的正常运行的气象活动，其分布时间主要是在夏季

2、。凤凰城地区夏季多高温天，峰值竟高达47，对飞行员及飞机都是考验。凤凰城地区夏季同样多有雷暴天，一旦遭遇雷暴天，机场能见度骤降，狂风卷来，大雨侵盆，无数飞行任务被取消，旅客被滞留，更有造成严重经济损失的先例。【关键词】鹿谷机场；气象要素；高温飞行；低能见度0 绪论随着科技的不断进步，近几十年来民航也在飞速发展壮大之中，随着飞机制造技术的逐渐成熟，人们越来越愿意将飞机作为中远途出行的首要之选。然而气象条件则与航空活动是否能够正常运行而密不可分。全球机场的飞行延误事件中，因气象原因延误占41%，其中可避免的天气原因占17%，不可避免的天气原因占24%。飞行安全是民航永恒的主题，根据这些不断变化的天

3、气现象，我们的飞行员、空管、公司等也在不断地改变飞行计划，确保航班的顺利进行。1 研究背景尽管机场助航设施和飞机的性能越来越先进，不利的气象条件对飞行的制约作用有所减少，但对处于一定气候条件和气候环境的机场和航路，不利飞行的天气影响所造成的旅客滞留、航班大面积延误，随着飞行量的增大并没有明显减少，特别是低能见度、大雾、雷暴、颠簸、积冰等不利于飞行的天气，是造成航空运输企业延误的主要原因之一。1.1 鹿谷机场地理环境特点美国鹿谷机场（icao：kdvt）位于北纬33.69°，西经112.08°。鹿谷机场位于亚利桑那州中部城市凤凰城（又称菲尼克斯市）的北部，d类空域，场高147

4、8英尺，拥有平行双跑道，机场东西南三侧环山，机场北面8海里开始群山环绕，最高可达8000英尺。凤凰城气候干燥，年平均温度居全美主要城市之首，属热带沙漠气候。凤凰城平均每年有89天的温度超过100华氏度（38摄氏度），从六月到九月几乎全部时间都在此列。冬天风暴从太平洋向内陆移动时可能造成暴雨，但并不常见。冬天经常有雾。1.2 本文研究内容本论文主要针对凤凰城鹿谷机场气象要素进行研究分析，从鹿谷机场温湿压的数据入手，从而提出对提高航空安全服务质量，为未来气象要素研究打下基础。2 美国鹿谷机场温湿压的特征及其对飞行活动的影响2.1 鹿谷机场温湿压的特征2.1.1 温度特征首先先对各月的最高、平均、最

5、低平均气温做个统计，得出下图。经过美国鹿谷机场从2005-2014年数据统计，鹿谷机场全年平均气温低于15的有12月、1月、2月，以平均最低气温分析，其中12月的最低平均气温为6.46。全年平均气温高于30度的有6月、7月、8月，以平均最高气温分析，其中7月的最高平均气温高达39.54。以2011年7月为例，整月超过38的占24天。在2006年7月21日，当天最高气温高达47，为近10年来的最高气温。自2005年至2014年，共计低于5的日子296天，平均每年占29.6日，由于鹿谷机场地处美国西南部沙漠地带，冬季短暂，春秋夏季占全年大部分时间，图2将以季节分析气温趋势。2005年至2014年，

6、夏季（6-8月）平均最高气温基本保持不变，约为39。秋季（9-11月）10年内平均气温基本保持在23.7。冬季（12-2月）相对秋夏季变化较大，2013年及2011年，平均最低气温在5左右，其余均保持在7.5。总体来说，鹿谷机场所处的凤凰城近10年，气温没有较大变化，暑热天气较多，几乎没有严寒天气。2.1.2 气压特征首先先对每年的年平均气压做个统计，得出下图。经过统计，2005年至2014年，10年平均修正大气压值为1011.4百帕，其中2010年最低，为1010.84百帕，最高为2006年，1011.81百帕。2.1.3 湿度特征根据2005-2014年各月湿度变化图，可知近10年，全年湿

7、度最高值在12月，为46%，4-6月湿度最小，保持在17%上下，其余月份湿度基本维持29%。2.2 温湿压对飞行的影响2.2.1 温湿压对飞机起飞和着陆性能的影响温度对飞机的起飞性能影响主要体现在滑跑距离上，滑跑距离又直接决定了是否能够安全的从有限的跑道上起飞，并在起飞后安全地绕开障碍物等。飞机的发动机需要吸取空气并混合燃油点燃，产生动力，而高温空气会使得发动机产生的动力变小，发动机冷却性能变弱等影响，随后加长飞机的滑跑距离等。现根据鹿谷机场气象数据，设计测试，情景如下：采用transpac航校使用的pa-28-181型飛机0°襟翼起飞滑跑距离图，机场气压高度为1478英尺（标准大气压），飞机起飞重量为2500磅（3成年人带满油重量），5节逆风，随后设置温度变量-4（近10年最低温）、7（冬季平均最低温）、22（春秋季平均温度）、38（夏季平均最高温）、47（近10年最高温），进行测试。结果如下。根据情景，在47（近10年最高温）情况下，所需滑跑距离仅为3050英尺，-4（近10年最低温）情况下，所需滑跑距