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摘要：我国西南地区气候条件多变，雨水充沛，云雾现象多变，地形条件复杂，局部天气现象丰富，这对地区气象预测尤其是机场进近区域的小尺度起降条件预测造成了极大的困难，而现有机场常规气象观测设备并不具备机场进近区域小尺度云雾现象观测和预测能力，本文基于重庆，贵阳机场的气象特征，分析了在西南地区毫米波雷达的在西南地区机场应用优势和技术特点，以此得到毫米波雷达的选址要点。
关键词：毫米波雷达；西南地区；云雾探测；能见度
1引言：
据民航局的统计数据显示，2017上半年全国各个平均航班正点率是71.18%，而影响航班正常的第一位仍是天气原因，占延误航班的65.81%。我国复杂和多变的气象条件严重影响了我国民航建设的步伐，在地势险峻，山峦叠嶂的西南地区气象问题显得尤为突出。
目前根据《民用航空机场气象台建设指南》的要求，民用机场的每条跑道需安装大气透射仪或前向散射仪作为跑道视程探测设备，机场应在高处建设气象预报室，该预报室所处位置应能通视报道，用肉眼观测机场天气现象和能见度情况。在干线机场通常会建设机场的天气雷达设备。RVR、能见度灯作为常规气象设备只能较为准确的提供机场实时的天气数据，而机场天气雷达只能提供大尺度的天线现象预测，且建设成本高，这使得气象预报员无法对机场起降区域天气现象进行小尺度建模并做出预测，难以在异常天气条件下为机组提供准确的起飞条件预报，为管制员提供未来一段时间更优跑道使用策略的决策依据。
2风廓线雷达技术介绍
2.1毫米波测云雷达的特点
毫米波是指波长介于1～10mm之间的电磁波，所对应的频率范围为30～300GHz，毫米波雷达在气象探测上具有以下特性[1]：
a）有较宽的多普勒带宽，多普勒效应明显，具有较好的多普勒分辨力，测速精度较高。
b）可以在小的天线孔径下得到窄波束，方向性好，有极高的空间分辨力。
c）受地面杂波影响较小，低空性能好。毫米波雷达的空间分辨率可达30m，足以提供云内部结构与其运动的变化信息；波束宽度为0.2b～0.3b。
d）目前最常用于气象研究的毫米波雷达工作的频率为35GHz和94GHz两种。与测雨雷达相比，毫米波雷达最主要的问题就是降水对电磁波的衰减严重，以及探测水平范围较小。
2.2 与风廓线雷达、测雨雷达对比
风廓线雷达、新一代多普勒天气雷达和毫米波测云雷达，它们的波长依次减小，其中毫米波雷达的波长远小于风廓线雷达的波长，这3种雷达都可以不同程度的探测云。我国最常用的是新一代天气测雨雷达。该雷达只能用于监测和预警强雷暴等灾害性天气，地物遮挡也是很严重的问，但是遮挡对毫米波雷达影响很小，甚至在距雷达200m左右的范围内也是如此[3]，但是对于厘米波雷达影响很大，这与不同波长雷达的信噪比有关，在1km范围内8mm雷达的信噪比总是比10cm雷达的信噪比大至少43dB。除此之外，新一代天气测雨雷达的时空分辨率比较低，不足以给出详细的云结构，所以它们不适合专门用来观测和研究云的宏微观特性。
3毫米波雷达选址
毫米波雷达体积较小，无需天线罩，工作频率与机场通信导航设备、天气雷达和风廓线雷达间隔大，目前尚无风廓线雷达的建设规范，主要参考天气雷达建设规范。
由于毫米波雷达和目前机场现有能见度探测设备在探测距离和空间尺度上的差异，其选址有2个相互矛盾的台址要求：
a）主要雾源来向，雷达与雾源之间无建筑、山坡、树木等遮挡物。为了达到较好的通视能力，势必要在机场及周边地区选择较高的位置建设。考虑雷达最小作用距离，雷达安装在跑道中部效率最高。可以兼顾跑道两端探测需求。
b）毫米波雷达抗地杂波能力强，可以探测机场地面辐射雾，最小探测角度略低于水平角，最低探测高度为雷达高度，越贴近地面探测内容越丰富，参照原天气雷达设计规范，雷达建设高度不应超过机场标高60米。
以重庆江北机场为例，机场标高415.5米，建设于台壁地之上，机场四周沟壑、山峦很多，跑道以西居民区和商业建设较为密集，机场西侧南高北低，南、北侧为大片洼地，已建设大量居民区，北侧标高大多在200米左右，南侧标高多在300米上下。机场东侧为预留4跑道建设区域。机场西北侧洼地是目前观测到的雾源主要来向，据推测雾源是基于西北侧水库提供的大量水汽，延机场降坡缓慢爬升至跑道。
基于上述分析和选址原则，可以获得如下分析列表：
根据上表，现阶段可以选择的建台位置在机场场内，三跑道北侧区域。虽然现在跑道东侧不具备建设条件，
但是在4跑道中部向外延伸建台应具备较好的通视视野。但是在西南地区，台站建设的挖填方和配套工程的投资将远超设备本身的投资，在这样的条件下在场内南北两端建设雷达反而会节约投资，增加冗余和覆盖能力。
5 总结和展望
毫米波雷达作为云雾现象探测的有力工具，可以通过判断云内积冰情况预警飞机的安全状态，通过云内回波强度判断云雾发生和演变规律，预测消散时间，而现有测雨雷达、卫星等遥感手段显然不足以提供高时空分辨率的天气资料，因此毫米波雷达在对机场气象分析和数据积累，尤其是在西南地区，山川地区这类局部天气现象丰富的地方有着极大的应用价值。
西南地区的毫米波雷达选址有他的特殊性，在于毫米波雷达的理想建设位置在于跑道中部，航站区对侧，离跑道直线距离不低于360米附近位置，雷达建设高度高于跑道标高约15米，可通视跑道整个进近区域。但是在西南诸机场，该位置的配套建设难度和费用远超过设备本身费用，综合雷达覆盖效果和投资，在西南地区机场跑道两端分别建设雷达具有更高的可操作性。
參考文献：
[1]仲凌志，刘黎平，葛润生.毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望[J].地球科学进展，2009，24（04）：383-391.
[2]樊雅文，黄兴友，李锋.毫米波雷达测云个例研究[J].大气科学学报，2013，36（05）：554-559.
[3]于佳松.大连机场大雾天气的雷达探测与数值模式分析[J].中国民航飞行学院学报，2018，29（02）：40-4
关键词：毫米波雷达；西南地区；云雾探测；能见度
1引言：
据民航局的统计数据显示，2017上半年全国各个平均航班正点率是71.18%，而影响航班正常的第一位仍是天气原因，占延误航班的65.81%。我国复杂和多变的气象条件严重影响了我国民航建设的步伐，在地势险峻，山峦叠嶂的西南地区气象问题显得尤为突出。
目前根据《民用航空机场气象台建设指南》的要求，民用机场的每条跑道需安装大气透射仪或前向散射仪作为跑道视程探测设备，机场应在高处建设气象预报室，该预报室所处位置应能通视报道，用肉眼观测机场天气现象和能见度情况。在干线机场通常会建设机场的天气雷达设备。RVR、能见度灯作为常规气象设备只能较为准确的提供机场实时的天气数据，而机场天气雷达只能提供大尺度的天线现象预测，且建设成本高，这使得气象预报员无法对机场起降区域天气现象进行小尺度建模并做出预测，难以在异常天气条件下为机组提供准确的起飞条件预报，为管制员提供未来一段时间更优跑道使用策略的决策依据。
2风廓线雷达技术介绍
2.1毫米波测云雷达的特点
毫米波是指波长介于1～10mm之间的电磁波，所对应的频率范围为30～300GHz，毫米波雷达在气象探测上具有以下特性[1]：
a）有较宽的多普勒带宽，多普勒效应明显，具有较好的多普勒分辨力，测速精度较高。
b）可以在小的天线孔径下得到窄波束，方向性好，有极高的空间分辨力。
c）受地面杂波影响较小，低空性能好。毫米波雷达的空间分辨率可达30m，足以提供云内部结构与其运动的变化信息；波束宽度为0.2b～0.3b。
d）目前最常用于气象研究的毫米波雷达工作的频率为35GHz和94GHz两种。与测雨雷达相比，毫米波雷达最主要的问题就是降水对电磁波的衰减严重，以及探测水平范围较小。
2.2 与风廓线雷达、测雨雷达对比
风廓线雷达、新一代多普勒天气雷达和毫米波测云雷达，它们的波长依次减小，其中毫米波雷达的波长远小于风廓线雷达的波长，这3种雷达都可以不同程度的探测云。我国最常用的是新一代天气测雨雷达。该雷达只能用于监测和预警强雷暴等灾害性天气，地物遮挡也是很严重的问，但是遮挡对毫米波雷达影响很小，甚至在距雷达200m左右的范围内也是如此[3]，但是对于厘米波雷达影响很大，这与不同波长雷达的信噪比有关，在1km范围内8mm雷达的信噪比总是比10cm雷达的信噪比大至少43dB。除此之外，新一代天气测雨雷达的时空分辨率比较低，不足以给出详细的云结构，所以它们不适合专门用来观测和研究云的宏微观特性。
3毫米波雷达选址
毫米波雷达体积较小，无需天线罩，工作频率与机场通信导航设备、天气雷达和风廓线雷达间隔大，目前尚无风廓线雷达的建设规范，主要参考天气雷达建设规范。
由于毫米波雷达和目前机场现有能见度探测设备在探测距离和空间尺度上的差异，其选址有2个相互矛盾的台址要求：
a）主要雾源来向，雷达与雾源之间无建筑、山坡、树木等遮挡物。为了达到较好的通视能力，势必要在机场及周边地区选择较高的位置建设。考虑雷达最小作用距离，雷达安装在跑道中部效率最高。可以兼顾跑道两端探测需求。
b）毫米波雷达抗地杂波能力强，可以探测机场地面辐射雾，最小探测角度略低于水平角，最低探测高度为雷达高度，越贴近地面探测内容越丰富，参照原天气雷达设计规范，雷达建设高度不应超过机场标高60米。
以重庆江北机场为例，机场标高415.5米，建设于台壁地之上，机场四周沟壑、山峦很多，跑道以西居民区和商业建设较为密集，机场西侧南高北低，南、北侧为大片洼地，已建设大量居民区，北侧标高大多在200米左右，南侧标高多在300米上下。机场东侧为预留4跑道建设区域。机场西北侧洼地是目前观测到的雾源主要来向，据推测雾源是基于西北侧水库提供的大量水汽，延机场降坡缓慢爬升至跑道。
基于上述分析和选址原则，可以获得如下分析列表：
根据上表，现阶段可以选择的建台位置在机场场内，三跑道北侧区域。虽然现在跑道东侧不具备建设条件，
但是在4跑道中部向外延伸建台应具备较好的通视视野。但是在西南地区，台站建设的挖填方和配套工程的投资将远超设备本身的投资，在这样的条件下在场内南北两端建设雷达反而会节约投资，增加冗余和覆盖能力。
5 总结和展望
毫米波雷达作为云雾现象探测的有力工具，可以通过判断云内积冰情况预警飞机的安全状态，通过云内回波强度判断云雾发生和演变规律，预测消散时间，而现有测雨雷达、卫星等遥感手段显然不足以提供高时空分辨率的天气资料，因此毫米波雷达在对机场气象分析和数据积累，尤其是在西南地区，山川地区这类局部天气现象丰富的地方有着极大的应用价值。
西南地区的毫米波雷达选址有他的特殊性，在于毫米波雷达的理想建设位置在于跑道中部，航站区对侧，离跑道直线距离不低于360米附近位置，雷达建设高度高于跑道标高约15米，可通视跑道整个进近区域。但是在西南诸机场，该位置的配套建设难度和费用远超过设备本身费用，综合雷达覆盖效果和投资，在西南地区机场跑道两端分别建设雷达具有更高的可操作性。
參考文献：
[1]仲凌志，刘黎平，葛润生.毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望[J].地球科学进展，2009，24（04）：383-391.
[2]樊雅文，黄兴友，李锋.毫米波雷达测云个例研究[J].大气科学学报，2013，36（05）：554-559.
[3]于佳松.大连机场大雾天气的雷达探测与数值模式分析[J].中国民航飞行学院学报，2018，29（02）：40-4