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摘 要：本文介绍了试飞气象与常规气象保障科目的差异，特殊要求及重要性，并结合试飞气象发展现状进行分析，对试飞气象的进一步发展提出了展望。
关键词：试飞气象；数值模式
引言
试飞气象相关科目是适航取证里重要的一环，在整个试飞活动中起到了举足轻重的作用。近几年在民用客机研制任务的过程中，国内试飞气象也在不断探索、重新认知和力求掌控之中，随着试飞适航审定工作的开展，试飞气象对于试飞安全和试飞效率这两个方面的重要作用也日渐凸显。
在国内，各级气象局、民航空管的气象中心，分别针对公众气象服务和民航的业务需求进行预报，试飞气象对气象要素的预报及关注点不同于气象局、民航部门。以气象局为核心的国家及地区气象部门，主要面向政府决策及公众服务，从事航空气象工作的军民航的专属气象服务保障机构，其工作重心主要是提供机场气象情报、服务航班和架次飞行。因此，试飞气象如何为民机研制试飞工程提供尽可能最大化的技术支撑，促进多学科领域的交叉，引起学术界对于试飞气象研究深入关注，成为一项迫在眉睫亦影响深远的重要课题。
1 试飞气象发展现状
1.1 试飞气象要求
试飞是指航空器制造方通过设计和制造赋予、通过飞行验证来表明通过适航符合性验证的一项工作。民用飞机试飞中的气象保障工作分为特殊天气和常规气象保障[1]，所有的试飞科目都是通过试飞工程师对试飞大纲的解读，在民航当局的审定下划定的。特殊天气科目是指要在特定的、对气象条件有特殊要求的试飞科目，通常是一些“坏天气”，例如大侧风、高温高湿、高寒、自然结冰等，希望在极端天气条件下验证飞机性能。常规气象保障科目通常在一些“好天气”下进行的操稳、发动机、APU等试验，对气象的要求是干扰要尽可能小，气象工作人员的工作是寻找风速较小、云量较少、没有强对流天气的天气，帮助试飞团队在安全的前提下规避天气风险，保证试验科目的正常试飞。常规天气保障类似于一般民航运行中的航空气象服务，但运行标准需要根据飞机所处的状态差异化制定。
1.2气象行业现状
预报员都是借助数值天气预报对未来天气进行分析预报。国际主流的数值天气模式都是全球模式，包括欧洲中心的中期天气模式、美国的GFS模式，以及中国的T639。基于对这些模式产品的分析，可以把握大尺度的天气形势、大范围的降水落区。2016年中国气象局自主研发的全球-区域通用数值天气预报系统GRAPES模式正式业务化运行，宣告了我国掌握了区域预报模式的技术，GRAPES-Meso可以实现3km水平分辨率的预报，时间分辨率为3小时。国内各区域气象中心、民航空管气象中心基于WRF模式建立了自己的区域数值模式，基本可以实现3km的72小时较精准的预报。预报产品主要包括少数几个高度层的气压场、风场、温度场、湿度场。
1.3试飞气象现状
试飞气象的要求不同于气象局的公众气象服务和空管、航空公司的民航气象服务。试飞气象时间上要求有3天以上的提前量，空间要求上要定位到机场和空域。在试飞现场，气象保障需要对风、能见度、降水、雷暴等气象要素精确预报到小时，对云底高度预报需要精确到几百米。特殊气象条件试飞科目需要准确预报相关要素的气象条件，一方面要确保抓住极端天气，另一方面还要保证安全性。
2 试飞气象展望
2.1特殊气象科目
根据不同特殊气象科目试验的气象要求，分别建立相应的气候到天气尺度的模型。利用大气温湿层结资料，结合云微物理基本概念，建立综合温度、湿度、云顶温度等要素的结冰潜势模糊逻辑诊断方法，构建适用于民机自然结冰试飞需求的结冰潜势算法，满足自然结冰试验需要。开展大风气候分布特征分析，开发机场风速风力降尺度预报产品，初步建立基于高分辨率数值模式的局地大风预报模型，满足大侧风试验需求。
2.2 研发试飞气象数值预报应用技术
针对不同试飞需求，研发建立高分辨率的试飞航空专业数值预报模式系统，针对低云、能见度、大风、结冰、颠簸等航空高影响天气，评估当前模式对试飞气象服务的支持能力，提高模式产品后处理水平。以加强区域试飞领域的数值预报能力为目标，提高强对流、云、结冰、湍流等要素的预报方法及能力。
2.3建立试飞气象数据集
机场观测数据、飞行报告、试飞报告是开展试飞气象保障和寻求目标试飞机场的依据。针对不同试飞科目的需求，通过多种渠道，收集国内外机场的观测实况和报文数据，建立历史资料机场气象数据库。在气候统计的基础上，机场数据结合气象部门数据开展大数据分析，完成各类试飞科目气象报告，确定各试飞科目的建议试验机场、窗口期，并根据试飞要求变化，逐年更新。
3 对试飞气象的启示意义
3.1完善试飞气象服务保障模式
试飞气象服务有别于传统的民航气象服务和公众气象服务，对气象条件具有严苛的要求。在总结前期试飞预报服务经验基础上，学习国外较为成熟的气象保障模式，加强在气候分析、预报服务、加密观测、现场保障、气象设备采购和支持、人员培训等方面提供全套的气象服务解决方案，并提供具有较高专业程度的决策建议。
3.2 探索试飞气象决策服务
基于影响预报的概念模型，结合集合预报应用技术，建立风险矩阵，针对试飞的需求，开展试飞天气影响预报和风险预警业务试验，提供不同场景（最好、最差、中等天气条件）的预报和可能性分析，供试飞机组决策参考。基本实现从基于现象的天气预报向基于影响的预报转变，从基于产品的参考服务向基于用户决策的服务转变。
3.3试飞气象先进性
试飞天气的捕捉和验证往往需要多种地基、空基和天基等气象探测设备的配合，尤其是对于空域气象探测要求较高的自然结冰科目。因此需要利用多种气象探测手段，如便携式气象设备、气象车、气象飞机、气象雷达、机载设备及其他气象遥感探测设备，对某一空域进行定向式的高精准气象观测。除此之外，数值预报技术的改进和发展需要对大气的多种探测资料的验证和支撑。利用试飞试验获取的多源探测资料，尤其是空中探测资料，可以对数值预报结果进行反馈，验证数值预报的准确性，不断促进数值预报模式的改进和完善。
参考文献：
[1]何椿. 2016. 第56個世界气象日，飞机和天气有啥关系试飞就是要寻找特殊气象. 大飞机报. 2016年3月23日第002版.
关键词：试飞气象；数值模式
引言
试飞气象相关科目是适航取证里重要的一环，在整个试飞活动中起到了举足轻重的作用。近几年在民用客机研制任务的过程中，国内试飞气象也在不断探索、重新认知和力求掌控之中，随着试飞适航审定工作的开展，试飞气象对于试飞安全和试飞效率这两个方面的重要作用也日渐凸显。
在国内，各级气象局、民航空管的气象中心，分别针对公众气象服务和民航的业务需求进行预报，试飞气象对气象要素的预报及关注点不同于气象局、民航部门。以气象局为核心的国家及地区气象部门，主要面向政府决策及公众服务，从事航空气象工作的军民航的专属气象服务保障机构，其工作重心主要是提供机场气象情报、服务航班和架次飞行。因此，试飞气象如何为民机研制试飞工程提供尽可能最大化的技术支撑，促进多学科领域的交叉，引起学术界对于试飞气象研究深入关注，成为一项迫在眉睫亦影响深远的重要课题。
1 试飞气象发展现状
1.1 试飞气象要求
试飞是指航空器制造方通过设计和制造赋予、通过飞行验证来表明通过适航符合性验证的一项工作。民用飞机试飞中的气象保障工作分为特殊天气和常规气象保障[1]，所有的试飞科目都是通过试飞工程师对试飞大纲的解读，在民航当局的审定下划定的。特殊天气科目是指要在特定的、对气象条件有特殊要求的试飞科目，通常是一些“坏天气”，例如大侧风、高温高湿、高寒、自然结冰等，希望在极端天气条件下验证飞机性能。常规气象保障科目通常在一些“好天气”下进行的操稳、发动机、APU等试验，对气象的要求是干扰要尽可能小，气象工作人员的工作是寻找风速较小、云量较少、没有强对流天气的天气，帮助试飞团队在安全的前提下规避天气风险，保证试验科目的正常试飞。常规天气保障类似于一般民航运行中的航空气象服务，但运行标准需要根据飞机所处的状态差异化制定。
1.2气象行业现状
预报员都是借助数值天气预报对未来天气进行分析预报。国际主流的数值天气模式都是全球模式，包括欧洲中心的中期天气模式、美国的GFS模式，以及中国的T639。基于对这些模式产品的分析，可以把握大尺度的天气形势、大范围的降水落区。2016年中国气象局自主研发的全球-区域通用数值天气预报系统GRAPES模式正式业务化运行，宣告了我国掌握了区域预报模式的技术，GRAPES-Meso可以实现3km水平分辨率的预报，时间分辨率为3小时。国内各区域气象中心、民航空管气象中心基于WRF模式建立了自己的区域数值模式，基本可以实现3km的72小时较精准的预报。预报产品主要包括少数几个高度层的气压场、风场、温度场、湿度场。
1.3试飞气象现状
试飞气象的要求不同于气象局的公众气象服务和空管、航空公司的民航气象服务。试飞气象时间上要求有3天以上的提前量，空间要求上要定位到机场和空域。在试飞现场，气象保障需要对风、能见度、降水、雷暴等气象要素精确预报到小时，对云底高度预报需要精确到几百米。特殊气象条件试飞科目需要准确预报相关要素的气象条件，一方面要确保抓住极端天气，另一方面还要保证安全性。
2 试飞气象展望
2.1特殊气象科目
根据不同特殊气象科目试验的气象要求，分别建立相应的气候到天气尺度的模型。利用大气温湿层结资料，结合云微物理基本概念，建立综合温度、湿度、云顶温度等要素的结冰潜势模糊逻辑诊断方法，构建适用于民机自然结冰试飞需求的结冰潜势算法，满足自然结冰试验需要。开展大风气候分布特征分析，开发机场风速风力降尺度预报产品，初步建立基于高分辨率数值模式的局地大风预报模型，满足大侧风试验需求。
2.2 研发试飞气象数值预报应用技术
针对不同试飞需求，研发建立高分辨率的试飞航空专业数值预报模式系统，针对低云、能见度、大风、结冰、颠簸等航空高影响天气，评估当前模式对试飞气象服务的支持能力，提高模式产品后处理水平。以加强区域试飞领域的数值预报能力为目标，提高强对流、云、结冰、湍流等要素的预报方法及能力。
2.3建立试飞气象数据集
机场观测数据、飞行报告、试飞报告是开展试飞气象保障和寻求目标试飞机场的依据。针对不同试飞科目的需求，通过多种渠道，收集国内外机场的观测实况和报文数据，建立历史资料机场气象数据库。在气候统计的基础上，机场数据结合气象部门数据开展大数据分析，完成各类试飞科目气象报告，确定各试飞科目的建议试验机场、窗口期，并根据试飞要求变化，逐年更新。
3 对试飞气象的启示意义
3.1完善试飞气象服务保障模式
试飞气象服务有别于传统的民航气象服务和公众气象服务，对气象条件具有严苛的要求。在总结前期试飞预报服务经验基础上，学习国外较为成熟的气象保障模式，加强在气候分析、预报服务、加密观测、现场保障、气象设备采购和支持、人员培训等方面提供全套的气象服务解决方案，并提供具有较高专业程度的决策建议。
3.2 探索试飞气象决策服务
基于影响预报的概念模型，结合集合预报应用技术，建立风险矩阵，针对试飞的需求，开展试飞天气影响预报和风险预警业务试验，提供不同场景（最好、最差、中等天气条件）的预报和可能性分析，供试飞机组决策参考。基本实现从基于现象的天气预报向基于影响的预报转变，从基于产品的参考服务向基于用户决策的服务转变。
3.3试飞气象先进性
试飞天气的捕捉和验证往往需要多种地基、空基和天基等气象探测设备的配合，尤其是对于空域气象探测要求较高的自然结冰科目。因此需要利用多种气象探测手段，如便携式气象设备、气象车、气象飞机、气象雷达、机载设备及其他气象遥感探测设备，对某一空域进行定向式的高精准气象观测。除此之外，数值预报技术的改进和发展需要对大气的多种探测资料的验证和支撑。利用试飞试验获取的多源探测资料，尤其是空中探测资料，可以对数值预报结果进行反馈，验证数值预报的准确性，不断促进数值预报模式的改进和完善。
参考文献：
[1]何椿. 2016. 第56個世界气象日，飞机和天气有啥关系试飞就是要寻找特殊气象. 大飞机报. 2016年3月23日第002版.