（策劃：王麗杰 制作、剪輯：李佳為、張之涵）

編者按：

智慧民航建設(shè)離不開(kāi)千萬(wàn)一線(xiàn)職工的創(chuàng)新之舉。他們的智慧光芒，星星點(diǎn)點(diǎn)映照一方，匯聚起來(lái)點(diǎn)亮的就是一片天空。自今日起，本報(bào)推出《匠心“五小”智慧之光》專(zhuān)欄，聚焦源源不斷的民航一線(xiàn)發(fā)明、創(chuàng)造和革新，以點(diǎn)滴“火花”匯聚推動(dòng)“全流程便捷出行”走向無(wú)限美好的智慧力量，敬請(qǐng)關(guān)注。

暑運(yùn)期間，充滿(mǎn)好奇心的兒童旅客在機(jī)場(chǎng)多了起來(lái)，也有很多小朋友參加了民航的暑期科技夏令營(yíng)。他們中的很多人提出了這樣的問(wèn)題：飛機(jī)究竟是如何飛上天的？

飛機(jī)飛上天依賴(lài)于升力、重力、推力和阻力四種力的相互作用。飛機(jī)在天上飛靠與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力來(lái)支撐，這與汽車(chē)在地面上行駛受到路面的堅(jiān)實(shí)支撐大不一樣。正是因?yàn)轱w行要與空氣進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，氣流的變化會(huì)對(duì)平穩(wěn)飛行造成一定影響。飛機(jī)一般是在大氣對(duì)流層飛行，垂直方向上下氣流的變化較大，因而飛機(jī)可能遇到各種氣流變化，如風(fēng)切變、下?lián)舯┝?、上升氣流、?duì)流、山地波、飛機(jī)尾渦、晴空湍流等。當(dāng)受到變化氣流的擾動(dòng)時(shí)，飛機(jī)就會(huì)產(chǎn)生不同程度的顛簸。

近年來(lái)，天氣變化和空中遭遇氣流等話(huà)題越來(lái)越受到乘機(jī)出行旅客的關(guān)注，特別是在當(dāng)下的雷雨季節(jié)，能否飛得平穩(wěn)、飛得準(zhǔn)點(diǎn)成為旅客關(guān)心的焦點(diǎn)。

天有不測(cè)風(fēng)云，民航有科技支撐。大到行業(yè)層面的科技創(chuàng)新，小到民航一線(xiàn)的小發(fā)明、小創(chuàng)造，民航職工積極投身防顛簸、天氣預(yù)警等技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，用“科技＋管理”切實(shí)減少飛行顛簸傷害，提高安全系數(shù)；提高天氣預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度，加快信息共享速度，讓飛行更加安全、平穩(wěn)、順暢。

亂流“亂” 研究“穩(wěn)”

隨著民航對(duì)機(jī)場(chǎng)附近天氣預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的不斷提高，空管、機(jī)場(chǎng)、航企能實(shí)現(xiàn)密切配合，科學(xué)合理安排飛機(jī)起飛，將天氣對(duì)飛行安全的影響降到最低。因此，旅客對(duì)機(jī)場(chǎng)附近天氣變化的敏感度遠(yuǎn)低于空中顛簸。

空中顛簸是飛行過(guò)程中的常見(jiàn)現(xiàn)象，盡管可能給旅客帶來(lái)不適，但通常不會(huì)對(duì)飛行安全構(gòu)成實(shí)質(zhì)性威脅。即便如此，我國(guó)民航業(yè)仍在不斷探索減少空中顛簸影響的技術(shù)路徑。

飛行顛簸發(fā)生的根本原因是大氣中存在亂流。當(dāng)進(jìn)入與機(jī)體尺寸相近的亂流渦旋時(shí)，飛機(jī)各部位會(huì)受到不同方向、速度的氣流影響，原有的平衡會(huì)被打破，從而產(chǎn)生不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。飛機(jī)在由一個(gè)渦旋進(jìn)入另一個(gè)渦旋時(shí)會(huì)引起振動(dòng)，如果飛機(jī)的自然振動(dòng)周期與亂流脈動(dòng)周期相當(dāng)，旅客會(huì)感受到較強(qiáng)烈的顛簸。

按照強(qiáng)度來(lái)劃分，空中顛簸通?？梢苑譃檩p度、中度和嚴(yán)重三種類(lèi)型。在發(fā)生輕度顛簸時(shí)，旅客可能感到安全帶輕微受力，未固定的物體輕微移動(dòng)；在發(fā)生中度顛簸時(shí)，座位上的旅客能明顯感到安全帶受力，未固定的物體會(huì)因?yàn)轭嶔ざ苿?dòng)，在客艙內(nèi)走動(dòng)較為困難；在發(fā)生嚴(yán)重顛簸時(shí)，座位上的旅客會(huì)感到安全帶猛烈受力，未固定的物體前后左右擺動(dòng)甚至被拋起，完全無(wú)法在客艙內(nèi)行走。

不同亂流的范圍、方向和速度各異，根據(jù)其成因可分為熱力亂流、動(dòng)力亂流、航跡亂流、晴空亂流等。熱力亂流是地表增熱造成氣溫水平分布不均勻引發(fā)的，常見(jiàn)于低緯度地區(qū)，多發(fā)于夏季中午和午后；動(dòng)力亂流是指地表附近空氣運(yùn)動(dòng)受到阻礙和風(fēng)的空間分布有明顯切變?cè)斐傻膩y流，多見(jiàn)于高緯度大陸，在山地飛行時(shí)尤為常見(jiàn)。這些亂流大多可以通過(guò)預(yù)警和繞飛避開(kāi)。

晴空亂流則防不勝防。不同于其他亂流可能存在云層、風(fēng)雨等明顯征兆，晴空亂流往往潛伏在萬(wàn)里無(wú)云的晴空之中，多發(fā)于高空巡航階段。其形成與大氣運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)：在地球自轉(zhuǎn)和太陽(yáng)輻射的共同作用下，部分區(qū)域的高空（通常在7000米以上）會(huì)形成一個(gè)激流帶，寬度通常為幾十公里到幾百公里不等。當(dāng)飛機(jī)不慎進(jìn)入這樣的激流帶時(shí)，會(huì)出現(xiàn)突然抬升或下降，引發(fā)晴空顛簸。

幾十年來(lái)，世界各國(guó)的民航和氣象組織致力于顛簸監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)研究，不斷尋求有效探測(cè)和預(yù)報(bào)晴空顛簸的技術(shù)途徑。EDR（大氣渦旋耗散率）是目前世界上較為先進(jìn)的顛簸算法之一，已被國(guó)際民航組織認(rèn)可作為衡量飛機(jī)顛簸強(qiáng)度的計(jì)算指標(biāo)。EDR顛簸預(yù)警通過(guò)測(cè)算同一航路短時(shí)間之前的EDR數(shù)據(jù)判斷后續(xù)航班的顛簸情況，類(lèi)似于通過(guò)管制轉(zhuǎn)達(dá)的顛簸信息共享，可以有效提高顛簸探測(cè)的準(zhǔn)確性。就像地圖導(dǎo)航App可以整合海量車(chē)輛行駛數(shù)據(jù)以精準(zhǔn)研判路況一樣，EDR顛簸預(yù)報(bào)系統(tǒng)也能基于大量飛機(jī)傳回的飛行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，分析總結(jié)飛行顛簸出現(xiàn)的特征和規(guī)律，從而預(yù)判飛機(jī)在飛行過(guò)程中可能遇到的顛簸情況。

數(shù)據(jù)“準(zhǔn)” 算法“精”

在民航局的領(lǐng)導(dǎo)下，民航科研單位、院校和航企積極投身顛簸領(lǐng)域的新技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，我國(guó)在該領(lǐng)域已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性突破。

為提升空中顛簸預(yù)防能力，廈航2015年從NCAR（美國(guó)國(guó)家大氣研究中心）獲取到EDR算法程序，并在達(dá)美航空的幫助下掌握了部署和編輯技術(shù)。廈航一線(xiàn)技術(shù)人員在一周內(nèi)就完成了程序的機(jī)上部署編譯，并成功實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集解析；一個(gè)月后，實(shí)現(xiàn)了EDR監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的圖形化展示動(dòng)態(tài)監(jiān)控，并向全民航免費(fèi)共享。經(jīng)過(guò)兩年多的努力，廈航在EDR數(shù)據(jù)分析應(yīng)用方面的技術(shù)日趨成熟：2015年，廈航在55架波音737系列飛機(jī)上部署了EDR算法；2017年，廈航機(jī)隊(duì)的EDR算法部署規(guī)模達(dá)到114架飛機(jī)；2019年，廈航與國(guó)家氣象局開(kāi)展合作，自主研發(fā)基于EDR實(shí)況的顛簸預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

2017年7月，國(guó)航、山航與廈航洽談EDR部署和共享推廣，三方提出了共享眾創(chuàng)的合作思路，即統(tǒng)一平臺(tái)集中共享數(shù)據(jù)（云服務(wù)器），各自按照需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用，最終分享技術(shù)經(jīng)驗(yàn)以實(shí)現(xiàn)共同提升。

南航通過(guò)多部門(mén)、多班組通力合作，充分利用多年來(lái)積累的空中飛行數(shù)據(jù)，深入分析飛行顛簸出現(xiàn)的特征，構(gòu)建和完善了顛簸預(yù)測(cè)模型，并將其引入飛行安全管理，進(jìn)而采取針對(duì)性氣象告警和繞飛等防控措施。由于大部分顛簸可以提前預(yù)測(cè)，南航運(yùn)行控制部門(mén)會(huì)在飛行前及時(shí)篩選受影響航班，與機(jī)組共同預(yù)先制定防顛簸操作程序。

通過(guò)匯聚一線(xiàn)職工自主研發(fā)的力量，南航以EDR預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建了顛簸預(yù)報(bào)算法模型，建立了具有南航特色的EDR數(shù)值預(yù)報(bào)模式，并將該產(chǎn)品融入南航自主研發(fā)的“南航智行”App和氣象綜合告警系統(tǒng)，便于一線(xiàn)飛行員和簽派員學(xué)習(xí)應(yīng)用。該產(chǎn)品不僅可以根據(jù)高度層和時(shí)間查看航路的顛簸情況，而且能在航班起飛前結(jié)合航班飛行數(shù)據(jù)，精細(xì)化提示航班起飛、巡航、降落等不同高度、不同階段的顛簸強(qiáng)度風(fēng)險(xiǎn)。

海航氣象報(bào)告系統(tǒng)則為精準(zhǔn)直觀(guān)識(shí)別顛簸風(fēng)險(xiǎn)提供了全面的數(shù)據(jù)支持。該系統(tǒng)可以在所有航班的OFP（雷達(dá)運(yùn)行飛行計(jì)劃）中精準(zhǔn)預(yù)報(bào)不同高度層的顛簸區(qū)域、顛簸指數(shù)等，讓飛行機(jī)組在航前準(zhǔn)備中直觀(guān)識(shí)別顛簸風(fēng)險(xiǎn)，并在與客艙機(jī)組的航前協(xié)同中制訂完善的預(yù)案，使客艙機(jī)組了解整個(gè)航路預(yù)計(jì)發(fā)生顛簸的時(shí)間和強(qiáng)度，在客艙服務(wù)過(guò)程中做到心中有數(shù)。在航班飛行過(guò)程中，飛行員合理使用機(jī)載氣象雷達(dá)，嚴(yán)格遵守SOP（標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序）中關(guān)于雷雨繞飛的規(guī)定，及時(shí)通知客艙可能出現(xiàn)的顛簸。

西藏航空是國(guó)內(nèi)首家在青藏高原地區(qū)大規(guī)模使用EDR數(shù)據(jù)的航空公司。通過(guò)多部門(mén)、多班組的參與，西藏航空配套研發(fā)了藏航天氣App，融合顯示飛行任務(wù)、計(jì)算機(jī)飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)，為飛行員提供所執(zhí)飛航班的各階段顛簸強(qiáng)度信息，讓飛行員能夠在地面準(zhǔn)備階段根據(jù)顛簸預(yù)測(cè)提前制訂相關(guān)預(yù)案。

變化“快” 發(fā)明“多”

風(fēng)是地球上空氣運(yùn)動(dòng)的相對(duì)表現(xiàn)，在天氣形成、消散和重新分布中扮演著重要角色，同時(shí)也影響著飛機(jī)的飛行。不利的風(fēng)條件，如側(cè)風(fēng)、陣風(fēng)、尾風(fēng)、風(fēng)向多變、突然的風(fēng)向變化、風(fēng)切變等，都是航空氣象中需要特別注意的因素。起飛和降落是飛行中最關(guān)鍵的階段，也是最容易受到不利風(fēng)、雨等條件影響的時(shí)期。

提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度、加大天氣預(yù)警力度是民航安全運(yùn)行關(guān)注的重點(diǎn)之一。民航職工也致力于在這方面貢獻(xiàn)智慧和力量，涌現(xiàn)出很多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)明創(chuàng)造。

從點(diǎn)到面、從地面到高空、從晴空到降水……北京大興機(jī)場(chǎng)的風(fēng)切變類(lèi)型可謂多樣。為此，華北空管局張曦團(tuán)隊(duì)研發(fā)了北京大興機(jī)場(chǎng)低空風(fēng)切變預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于多源氣象探測(cè)設(shè)備，探索設(shè)備的掃描探測(cè)方案，建立綜合立體氣象探測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用，從而更加充分有效地利用氣象探測(cè)設(shè)備。

張曦介紹說(shuō)，通過(guò)研發(fā)由天氣雷達(dá)、風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)、測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)、風(fēng)速計(jì)組成的機(jī)場(chǎng)低空風(fēng)切變信息系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)建立了風(fēng)切變識(shí)別算法模式，開(kāi)發(fā)多源氣象探測(cè)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，了解大興機(jī)場(chǎng)風(fēng)切變天氣的成因和類(lèi)型，并通過(guò)風(fēng)切變算法模式本地化，研發(fā)機(jī)場(chǎng)低空風(fēng)切變預(yù)警系統(tǒng)，研究風(fēng)切變現(xiàn)象與風(fēng)切變事件的關(guān)系，提供風(fēng)切變預(yù)警服務(wù)，提高機(jī)場(chǎng)風(fēng)切變預(yù)警的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，該系統(tǒng)采用風(fēng)切變告警和警報(bào)的雙重服務(wù)模式，制定了風(fēng)切變警報(bào)信息的制作與發(fā)布規(guī)范，方便快速獲取有效預(yù)警信息。

安全還在于細(xì)節(jié)的規(guī)范性、準(zhǔn)確性。民航貴州空管分局氣象科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)致力于通過(guò)技術(shù)防控手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正人為或設(shè)備原因造成的報(bào)文時(shí)間、字符內(nèi)容、編報(bào)邏輯等錯(cuò)誤，有效減少了錯(cuò)報(bào)對(duì)外服務(wù)產(chǎn)生的影響，開(kāi)發(fā)了氣象觀(guān)測(cè)報(bào)文質(zhì)量控制軟件。該軟件秉持“事前預(yù)防+運(yùn)行軟件互不影響”的原則，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)觀(guān)測(cè)編發(fā)報(bào)軟件的報(bào)文編輯區(qū)圖片進(jìn)行提取，將圖片中的報(bào)文內(nèi)容識(shí)別轉(zhuǎn)換為字符，并依據(jù)新版觀(guān)測(cè)規(guī)范對(duì)報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。自2023年1月投入使用以來(lái)，該軟件完成了多個(gè)版本的迭代更新，已在貴陽(yáng)機(jī)場(chǎng)、遵義機(jī)場(chǎng)、銅仁機(jī)場(chǎng)、六盤(pán)水機(jī)場(chǎng)和拉薩機(jī)場(chǎng)等得到推廣應(yīng)用。

一線(xiàn)的創(chuàng)新智慧同時(shí)來(lái)源于對(duì)工作痛點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題的感知與解決意愿。為進(jìn)一步做好氣象預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)，實(shí)現(xiàn)中小機(jī)場(chǎng)預(yù)警信息共享，民航氣象中心信息室設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了中小機(jī)場(chǎng)警報(bào)收集系統(tǒng)，以解決全國(guó)中小機(jī)場(chǎng)預(yù)報(bào)預(yù)警產(chǎn)品無(wú)法在民航系統(tǒng)內(nèi)及時(shí)共享的問(wèn)題。該系統(tǒng)創(chuàng)新采用“企業(yè)微信會(huì)話(huà)存檔+人工智能圖像質(zhì)檢”雙核處理技術(shù)，將分散在微信群內(nèi)的中小機(jī)場(chǎng)天氣警報(bào)實(shí)時(shí)“萃取”為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，為氣象系統(tǒng)內(nèi)部提供服務(wù)?！巴瑫r(shí)，該系統(tǒng)通過(guò)航空氣象綜合服務(wù)平臺(tái)獨(dú)立模塊進(jìn)行展示，方便查閱和個(gè)性化關(guān)注訂閱，將服務(wù)覆蓋范圍擴(kuò)展至機(jī)場(chǎng)、航企、空管、通航等多方面，助力提高民航氣象服務(wù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性?！痹搱F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李楊表示。（中國(guó)民航報(bào) 記者劉璐）

（本文刊載于中國(guó)民航報(bào)2025年8月13日5版）

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編輯|李季威

校對(duì)|張 彤

審核|韓 磊