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摘要：航空气象服务是保障航空运输安全的重要基础。本文首先对航空气象服务进行简单介绍，了解航空气象服务的基本内容，重点分析多普勒雷达探测的原理，在此基础上深入研究分析多普勒雷达在民航气象服务中的应用，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握关于航空气象服务、多普勒雷达探测的基本情况，同时也为后期更好的发挥多普勒雷达在民航气象服务中的作用提供参考。
关键词：多普勒；天气雷达；气象服务
1引言
随着居民生活水平的不断提高，以及航空产业的不断发展。航空运输逐渐成为居民运输的重要交通方式之一。而航空交通运输最重要的考虑因素就是安全性和经济性，天气则是影响航空运输的重要因素。空中气象状况复杂多变，容易出现极端天气，会对航空交通运输安全造成较大的威胁，大约有1/3的航空事故都与气象因素相关。在发展航空运输的过程中必须做好气象的监测，制定合理的飞行方案，而多普勒雷达就是一种重要的气象服务技术，因此在现阶段加强对于多普勒天气雷达在航空气象服务中应用的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的了解航空气象服务的发展概括以及多普勒雷达的探测原理，从而更好的发挥多普勒雷达在民航气象服务中的作用，保障民航运输的安全，实现良好的经济社会效益。
2航空气象服务概述
目前航空气象服务主要包括国际航空气象服务和国内航空气象服务两部分。其中国际航空气象服务是有分布在伦敦和华盛顿的两个预报中心组成的世界区域预报系统提供相应的气象服务，其服务对象主要包括全球各国的气象服务机构及航空用户，主要是发布具体的温度预报、最大风预报、重要的天气状况以及对流层顶高度等，各国气象部门根据这些资料整理出合适的飞行气象文件，制定合适的飞行方案。
国内的民航气象服务机构从上到下分为四级，不同的层级负责不同的业务。最高以及为民航气象中心，主要负责对7500m以上对高空气象文件进行整理制定，并统一发布；第二级是分布在各地的地区气象中心，这些中心主要负责3000-7500m范围内的中空飞行气象文件的制定发布；而第三级则是空管气象台，对3000m以下的低空飞行气象文件进行制定发布，这些文件主要包括重要天气预报、高空风以及高空温度预告图等。最基础的一层上各机场的气象台，这些气象台根据相关气象情况制定机场的天气预报及警报。目前国内在80多个机场安装了气象雷达以及气象卫星云图接收系统。同时在北上广三地建立了气象信息接收中心，接收全球航空气象产品。另外还有上世纪末建成的气象数据库及卫星传真广播，将国内主要的机场都联系在一起，为我国航空气象服务奠定了基础。
3多普勒雷达探测原理
3.1降水回波
在航空气象服务中，最常用的气象信息就是关于降水测量活动。普通的数字化雷达只能对降水的区域分布、垂直结构以及降水强度进行盘顿。借助多普勒雷达则可以监测判断降水轻度以及气流速度等关键信息，这些信息与航空运输有密切的联系。在多普勒雷达运行中，如果观测的波源和观测人员呈相对运动的状态，那么观测到的频率和波源的实际频率不同，两者之间存在一定的数量关系，这种关系主要与两者的相对运动速度相关。根据这一定理，借助多普勒雷达就能得到降水粒子的发射频率和回波频率之间的差异，进而对降水粒子的运动状况进行分辨，通过连续性的监测辨别降水粒子的位置就能得出降水粒子的运动轨迹，从而对该区域内的气流强度、变化趋势等进行评估，这些都是航空气象服务的重要内容。
3.2多普勒雷达的体制
多普勒雷达之所以能够具备良好的气象监测能力，主要是由于多普勒雷达能够监测识别微弱的信号回波变化。在多普勒肋间建造过程中，往往会采用锁定工作频率或者工频和初相位都不变的方式。目前在航空气象服务中使用的多普勒雷达主要分为自相干雷达和全想干雷达两种，前者将相位锁定，能够对系统回波和发射波进行动态的比较，从而得到比较有效的气象信息；后者利用稳定性比较高的晶体振荡器发生脉冲波，能够比较准确的发现回波差异，进而进行相应的分析。
4多普勒雷达在民航气象服务中的应用分析
在强对流天气下，天空中的潮湿空气会被抬升到更高的空域，很容易形成对流旺盛的天气系统，这种对流情况下会产生雷暴、冰雹、龙卷风以及大风、积冰等灾害性天气，一旦飞机进入该区域，其安全会受到严重的威胁，甚至引发空难。利用多普勒雷达箱空中发射电磁波，如果运动过程中遇到气象目标物的阻碍就会发生散射，有些散射回来的电磁波会被地面的接收装置接收，通过对发射信号以及回波信号的分析对比就可以准确判断气象目标物的位置、强度以及运动状况，借助这些气象信息能够有效保障航空飞行安全。
4.1零径向速度的意义
在使用多普勒雷达进行民航气象服务的过程中，往往会出现一种特殊情况——雷达检测发现某一点的径向速度为零。这种现象表示在该位置可能存在两种特殊情况，一种是该位置的风向垂直于雷达的径向，雷达监测过程中对这种风向情况无法进行监测，另外一种情况则是该区域内处于无风气象状态。
出现这种情况时，需要以第一种情况进行假设，这样才能更好的保障航空安全。假设该位置风向的确与雷达径向垂直，需要借助区域风向图对风向情况进行进一步的分析确认。对该位置oo方位的径向速度进行监测分析，如果结果显示方位的径向速度也是零，那么可以判断该位置的风向只有东风或者西风两种情况，进一步对左右侧临近点的径向速度进行分析，如果左侧为负，右侧为正，那么就可以得知，在该位置为正西风向。
4.2锋面附近多普勒速度图像
锋面现象是一种比较特殊的气象现象，也会造成比较大的天气变化，在航空气象监测中需要作为重点进行监测。一般情况下利用多普勒雷达对锋面两侧对环境信息进行分析能够判断监测锋面现象。如果在某一区域出现锋面两侧环境信息差距很大的情况，说明即将形成锋面现象，尤其是在狭长地带出现这种情况时，可以判断该区域内呈现锋面现象。而且通过进一步分析具体的差值信息以及锋面运行信息能够准确的判断该锋面属于暖锋或者冷锋，同时可以分析得出其运动方向。结合这些信息可以对锋面现象可能会造成的天气变化以及发生天气变化的具体位置等进行准确的判断，基于这些信息就可以对航班飞行方案进行调整，提前避开危险比较大的天气区域，保障航空飞行安全。
5结语
通过本文分析可知，航空交通的安全离不开航空气象信息服务。多普勒天气雷达是监测天气气象变化，准确提供航空气象服务的重要技术，利用多普勒雷达能够有效保障民航飞行安全。未来随着航空事业的不断发展以及经济水平的不断提高，民航运输将更加普遍，航空交通运输的安全质量要求也会更高，多普勒雷达技术也会发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1]程小慷.多普勒天气雷达在航空天气预报中的应用[D].西南交通大学，2003.DOI：10.7666/d.y532933.
[2]李屾，李琮琮，靳鹏等.多普勒天氣雷达在航空气象服务中的应用[C].2014：7-14.
[3]黄红兵，赵利民.强对流临近预报业务平台的设计研制及应用[J].电子世界，2014，（17）：149-150.
[4]王红光，章晗，吴振森等.多普勒天气雷达反常地物回波模拟研究[J].电子与信息学报，2013，（12）：2863-2867.
关键词：多普勒；天气雷达；气象服务
1引言
随着居民生活水平的不断提高，以及航空产业的不断发展。航空运输逐渐成为居民运输的重要交通方式之一。而航空交通运输最重要的考虑因素就是安全性和经济性，天气则是影响航空运输的重要因素。空中气象状况复杂多变，容易出现极端天气，会对航空交通运输安全造成较大的威胁，大约有1/3的航空事故都与气象因素相关。在发展航空运输的过程中必须做好气象的监测，制定合理的飞行方案，而多普勒雷达就是一种重要的气象服务技术，因此在现阶段加强对于多普勒天气雷达在航空气象服务中应用的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的了解航空气象服务的发展概括以及多普勒雷达的探测原理，从而更好的发挥多普勒雷达在民航气象服务中的作用，保障民航运输的安全，实现良好的经济社会效益。
2航空气象服务概述
目前航空气象服务主要包括国际航空气象服务和国内航空气象服务两部分。其中国际航空气象服务是有分布在伦敦和华盛顿的两个预报中心组成的世界区域预报系统提供相应的气象服务，其服务对象主要包括全球各国的气象服务机构及航空用户，主要是发布具体的温度预报、最大风预报、重要的天气状况以及对流层顶高度等，各国气象部门根据这些资料整理出合适的飞行气象文件，制定合适的飞行方案。
国内的民航气象服务机构从上到下分为四级，不同的层级负责不同的业务。最高以及为民航气象中心，主要负责对7500m以上对高空气象文件进行整理制定，并统一发布；第二级是分布在各地的地区气象中心，这些中心主要负责3000-7500m范围内的中空飞行气象文件的制定发布；而第三级则是空管气象台，对3000m以下的低空飞行气象文件进行制定发布，这些文件主要包括重要天气预报、高空风以及高空温度预告图等。最基础的一层上各机场的气象台，这些气象台根据相关气象情况制定机场的天气预报及警报。目前国内在80多个机场安装了气象雷达以及气象卫星云图接收系统。同时在北上广三地建立了气象信息接收中心，接收全球航空气象产品。另外还有上世纪末建成的气象数据库及卫星传真广播，将国内主要的机场都联系在一起，为我国航空气象服务奠定了基础。
3多普勒雷达探测原理
3.1降水回波
在航空气象服务中，最常用的气象信息就是关于降水测量活动。普通的数字化雷达只能对降水的区域分布、垂直结构以及降水强度进行盘顿。借助多普勒雷达则可以监测判断降水轻度以及气流速度等关键信息，这些信息与航空运输有密切的联系。在多普勒雷达运行中，如果观测的波源和观测人员呈相对运动的状态，那么观测到的频率和波源的实际频率不同，两者之间存在一定的数量关系，这种关系主要与两者的相对运动速度相关。根据这一定理，借助多普勒雷达就能得到降水粒子的发射频率和回波频率之间的差异，进而对降水粒子的运动状况进行分辨，通过连续性的监测辨别降水粒子的位置就能得出降水粒子的运动轨迹，从而对该区域内的气流强度、变化趋势等进行评估，这些都是航空气象服务的重要内容。
3.2多普勒雷达的体制
多普勒雷达之所以能够具备良好的气象监测能力，主要是由于多普勒雷达能够监测识别微弱的信号回波变化。在多普勒肋间建造过程中，往往会采用锁定工作频率或者工频和初相位都不变的方式。目前在航空气象服务中使用的多普勒雷达主要分为自相干雷达和全想干雷达两种，前者将相位锁定，能够对系统回波和发射波进行动态的比较，从而得到比较有效的气象信息；后者利用稳定性比较高的晶体振荡器发生脉冲波，能够比较准确的发现回波差异，进而进行相应的分析。
4多普勒雷达在民航气象服务中的应用分析
在强对流天气下，天空中的潮湿空气会被抬升到更高的空域，很容易形成对流旺盛的天气系统，这种对流情况下会产生雷暴、冰雹、龙卷风以及大风、积冰等灾害性天气，一旦飞机进入该区域，其安全会受到严重的威胁，甚至引发空难。利用多普勒雷达箱空中发射电磁波，如果运动过程中遇到气象目标物的阻碍就会发生散射，有些散射回来的电磁波会被地面的接收装置接收，通过对发射信号以及回波信号的分析对比就可以准确判断气象目标物的位置、强度以及运动状况，借助这些气象信息能够有效保障航空飞行安全。
4.1零径向速度的意义
在使用多普勒雷达进行民航气象服务的过程中，往往会出现一种特殊情况——雷达检测发现某一点的径向速度为零。这种现象表示在该位置可能存在两种特殊情况，一种是该位置的风向垂直于雷达的径向，雷达监测过程中对这种风向情况无法进行监测，另外一种情况则是该区域内处于无风气象状态。
出现这种情况时，需要以第一种情况进行假设，这样才能更好的保障航空安全。假设该位置风向的确与雷达径向垂直，需要借助区域风向图对风向情况进行进一步的分析确认。对该位置oo方位的径向速度进行监测分析，如果结果显示方位的径向速度也是零，那么可以判断该位置的风向只有东风或者西风两种情况，进一步对左右侧临近点的径向速度进行分析，如果左侧为负，右侧为正，那么就可以得知，在该位置为正西风向。
4.2锋面附近多普勒速度图像
锋面现象是一种比较特殊的气象现象，也会造成比较大的天气变化，在航空气象监测中需要作为重点进行监测。一般情况下利用多普勒雷达对锋面两侧对环境信息进行分析能够判断监测锋面现象。如果在某一区域出现锋面两侧环境信息差距很大的情况，说明即将形成锋面现象，尤其是在狭长地带出现这种情况时，可以判断该区域内呈现锋面现象。而且通过进一步分析具体的差值信息以及锋面运行信息能够准确的判断该锋面属于暖锋或者冷锋，同时可以分析得出其运动方向。结合这些信息可以对锋面现象可能会造成的天气变化以及发生天气变化的具体位置等进行准确的判断，基于这些信息就可以对航班飞行方案进行调整，提前避开危险比较大的天气区域，保障航空飞行安全。
5结语
通过本文分析可知，航空交通的安全离不开航空气象信息服务。多普勒天气雷达是监测天气气象变化，准确提供航空气象服务的重要技术，利用多普勒雷达能够有效保障民航飞行安全。未来随着航空事业的不断发展以及经济水平的不断提高，民航运输将更加普遍，航空交通运输的安全质量要求也会更高，多普勒雷达技术也会发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1]程小慷.多普勒天气雷达在航空天气预报中的应用[D].西南交通大学，2003.DOI：10.7666/d.y532933.
[2]李屾，李琮琮，靳鹏等.多普勒天氣雷达在航空气象服务中的应用[C].2014：7-14.
[3]黄红兵，赵利民.强对流临近预报业务平台的设计研制及应用[J].电子世界，2014，（17）：149-150.
[4]王红光，章晗，吴振森等.多普勒天气雷达反常地物回波模拟研究[J].电子与信息学报，2013，（12）：2863-2867.