摘要：近年来，随着我国低空空域管理改革的不断深入，通用航空飞行迅速增长，低空飞行对气象服务提出了新的要求。目前，国内尚未制定统一的低空飞行气象服务标准，对低空飞行气象服务模式机制缺少系统研究，也没有成熟的经验可供借鉴。本文通过对低空飞行气象服务需求的研究，尝试探索通用航空气象服务模式。

　　一、    背景

　　2009年12月23日，民航局出台了《民航局关于加快通用航空发展的措施》，从规划、扶持资金、空域环境、通用航空机场布局、航空器引进、市场准入等15个方面提出了促进通用航空发展的思路。

　　2010年8月19日下发了《国务院中央军委关于深化我国低空空域管理改革的意见》，促使深化我国低空空域管理改革的工作全面展开，从总体思路上促进通用航空事业健康有序发展；从主要任务和措施中明确，进一步研究提出飞行管制区内低空空域分类划设标准和各类通用航空器准入标准，低空空域管理的政策法规和运行机制，以及大范围构建服务网点的措施办法。

　　2012年7月8日下发了《国务院关于促进民航业发展的若干意见》（国发〔2012〕24号），该意见分别从多个方面提出了低空飞行迅速发展的内容。其中：从发展目标中明确，到2020年，通用航空实现规模化发展，飞行总量达200万小时，年均增长19%。从科学规划安排国内航线网络角度提出，支线和通勤机场为补充的国内航空网络。以老少边穷地区和地面交通不便地区为重点，采用满足安全要求的经济适用航空器，实施“基本航空服务计划”。从大力发展通用航空的角度提出，巩固农、林航空等传统业务，积极发展应急救援、医疗救助、海洋维权、私人飞行、公务飞行等新兴通用航空服务。

　　2013年7月，民航局下发了《通用航空机场空管运行保障管理办法》（AP-83-TM-2013-01），规范了通用航空机场的空管安全管理，明确了通用航空机场的空管运行保障要求。

　　2016年5月13日，国务院办公厅下发了《国务院办公厅关于促进通用航空业发展的指导意见》（国办发〔2016〕38号），从总体要求、培育通用航空市场、加快通用机场建设、促进产业转型升级、扩大低空空域开发等七个方面23条阐述了促进通用航空业发展的指导意见。

　　二、  通用航空飞行对航空气象服务的新需求

　　（一）随着空中飞行流量的不断加大，天气原因成为影响飞行的重要因素

　　随着我国航空事业的快速发展，飞行活动更加繁忙，空中交通流量不断加大，空域拥挤状况越来越严重，因天气原因导致的航班计划取消、流量控制、备降返航等情况大量出现。目前，我国民航航班延误近30%是由天气原因造成的，而天气对飞行流量管理的影响更大。特别是近年来，由于受全球气候变暖及大气污染的影响，航空飞行环境明显恶化，雷暴、冰雹、沙尘暴、大风、低空风切变等危险和灾害性天气出现频繁，严重影响了飞行安全，特别是低空飞行。管制人员和飞行人员迫切需要实时掌握天气的连续变化情况和航空危险天气预警信息，以最大限度地降低恶劣天气给军民航飞行带来的不利影响，以确保飞行安全。

　　随着《国务院中央军委关于深化我国低空空域管理改革的意见》和《国务院关于促进民航业发展的若干意见》相继出台，我国通用航空业发展迅速，截至2015年底，通用机场超过300 个，通用航空企业281 家，在册通用航空器1874架，2015年飞行量达73.2万小时。

　　（二）随着低空空域管理改革的不断推进，对气象服务提出了新的需求

　　随着低空空域管理改革将全面推开，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的通用航空飞行将大幅度增加；我国周边地区不安定因素增多，反恐维稳、安保警戒等低空飞行活动越来越频繁；近几年我国自然灾害不断，抢险救灾等飞行活动也越来越多。上述飞行活动大部分出现在中低空空域，而这一空域内也是危险和灾害性天气频发区。低空飞行的航空器多样化，低空飞行任务的多样化，使得低空飞行气象服务对象也呈多样化态势。为了保障低空飞行的安全，对低空空域气象服务在服务对象、服务模式、保障内容以及保障任务上都提出更高更新的要求。

　　（三）   随着空管体系建设不断加强，基本具备了低空飞行气象服务能力

　　随着我国航空运输业的飞速发展，民航气象事业也有了较大发展。2008年成立了民航气象中心，形成了民航气象中心、地区气象中心和机场气象台三级业务运行体系。在大中型机场安装了气象自动观测系统、天气雷达、气象卫星资料接收系统，部分机场安装了风廓线探测设施；进行了低空风切变监视系统的试点建设；实现了航空器空中报告资料的下传，大气探测能力有所增强。建设了民航气象数据库系统、民航气象传真广播系统、航空气象服务网络，基本满足了民航气象信息交换、存储和服务的需要，实现了空管系统 机场自动观测系统的数据实时共享，地方机场的自动观测系统数据联网基本实现，各级气象部门资料处理和信息共享能力得到提高。加强临近预报的制作与发布；实现了民航气象中心与民航地区气象中心的视频天气会商，部分地区实现了民航地区气象中心与机场气象台的视频天气会商；京、沪、穗地区运行了数值预报模式，预报水平有所提高。建设互联网形式的航空气象服务综合平台；为空管和航空公司提供了气象咨询，气象、空管和航空公司在同一平台上，在协调决策机制中发挥了重要作用，实现了服务方式的多样化。

　　三、  低空飞行气象服务的特点分析

　　（一）低空空域天气特点

　　低空空域处于大气边界层，而边界层大气直接与地表接触，由于地表、地形差异很大，受太阳辐射影响，各种气象要素在边界层内的分布梯度和日变化很大，低碎云的生消和能见度的变化快。特别是受低空大气动力、热力因素影响，山脉和建筑、局地热力不均匀造成的小尺度热力环流、对流系统造成的近地面扰动等，都可能造成低空风的较大变化，从而直接影响到低空飞行。低空风切变和微下击暴流是国际航空界和气象界公认的影响飞行安全的重要因素。因此，低空飞行安全最关注的是风、云、能见度、低空风切变和航空危险天气对飞行的影响。

　　（二）低空气象服务对象的特点

　　通用航空器的起飞、降落及飞行，主要发生在低空空域；随着大城市周边飞行密度的加大，在低空盘旋等候降落的民航航班飞机不断增多；随着军队转型建设，军航低空飞行训练强度不断加大。因此，军民航低空飞行交叉矛盾十分突出，潜在的安全隐患越来越大。

　　此外，低空飞行的通用航空器种类多、体积小、重量轻，大多没有安装气象探测设备，飞行中不能监测空中天气并适时避让，受天气的影响较大。尤其是随着无人机技术的日臻成熟，无人机在通用航空飞行中的比重越来越重。通用航空的运行，飞行员紧缺是限制通用航空发展的一个重要因素，同时也是通用航空运行成本的主要产生缘由。无人机应运而生，恰恰弥补了通用航空这一短板。但无人机种类更多、体积更小、重量更轻，对作业区气象要素要求也更加精准。

　　通用航空任务不同、气象条件差异大，飞行人员对气象信息的关注点和运用水平各不相同，对气象服务的内容和要求有很大差异，这就要求空管气象保障的内容、形式以及提供气象信息方式等都必须具备很强的针对性。

　　（三）低空气象服务特点

　　随着我国社会和经济建设的持续快速发展，通用航空飞行增长迅速。通用航空飞行对低空空域的需求与日俱增，对低空空域管理和气象服务提出了更高的要求。在服务对象上，从面向管制人员提供气象保障转变为既面向管制人员、又面向通用航空用户；在服务模式和保障内容上，需要根据飞行前和飞行中提供不同的气象信息；在气象服务空间范围上，由目前的固定航站、航线和规定飞行高度层转变为低空全空域、非固定高度层；在气象服务任务上，由针对单一任务气象保障转变为满足多用户、多样化通用航空气象服务等。

　　四、  低空飞行气象服务需求分析

　　（一）低空飞行所需的主要气象产品

　　根据低空飞行气象服务的特点，低空飞行所需要的主要气象产品应包括天气实况、天气预报、天气警报等。

　　1.天气实况

　　天气实况是指通过地面、空中气象观探测获取的气象要素、天气现象等。主要内容包括：地面天气报告、空中风探测报告、气象卫星云图、气象雷达信息、雷电探测信息等。

　　地面天气报告需提供云、能见度、风向、风速、天气现象、修正海平面气压、场面气压等信息；空中风探测报告需提供不同飞行高度风的变化情况；气象卫星云图需提供云的连续演变情况；气象雷达和雷电探测信息需提供航空危险天气的预警信息。

　　2.天气预报

　　天气预报是运用大气变化的规律，根据历史及近期的天气形势，对未来一定时期内的天气状况进行预测。主要包括短期天气预报（0～72小时）和中期天气预报（72～240小时）、短期气候预测（240小时以上）。天气预报气象要素主要包括云、风、能见度、天气现象、飞机积冰、飞机颠簸等。

　　根据精细化空管气象保障任务需要，短期天气预报需提供0－24小时的航站、航线、区域天气预报和基于雷达外推的临近天气预报（0～2小时）、短时天气预报（0～6小时）等。

　　3.天气警报

　　天气警报是指以紧急通告形式发布的专项天气预报，分为航空重要天气警报和台风警报。天气警报的内容通常包括：航空危险天气或台风的种类及其出现和持续的时间、强度、影响范围等。

　　航空重要天气警报需提供的气象要素主要包括低能见度、低云、大风、积雨云，以及雷暴、冰雹、龙卷、飑线、沙尘暴、冻雨（冻毛毛雨）、寒潮、暴雨、暴雪、云蔽山、飞机积冰、飞机颠簸等。

　　台风警报需提供的主要内容包括台风的名称、编号、时间、中心位置、强度、平均风力、移向移速、可能的登陆时间、登陆地点等。

　　（二）低空飞行气象服务产品的特点

　　与目前运输航空飞行的气象服务相比，低空飞行需要气象部门提供时空密度更大、精细化程度更高、航空要素更全、手段方式更灵活的气象服务。要求提供的气象服务产品应具有以下特点：

　　1.在现有航空运输机场的气象探测基础上，还需增加提供通航飞行起降点温度、气压、湿度、风向、风速、降水等地面气象信息。

　　2.提供与低空空域飞行密切相关的云、能见度、天气现象和雷电等信息。

　　3.提供高时空密度连续探测的低空风场信息。

　　4.提供机场、航线、通航作业区域天气预报、重要天气警报和台风警报。

　　5.提供以中小尺度为主的临近、短时天气预报。

　　6. 提供低空天气态势图等。

　　7.特殊通用航空飞行的气象服务需求。

　　（三）低空飞行气象服务需求

　　低空飞行气象服务需求主要包括飞行前服务和飞行中服务两类信息。

　　飞行前气象服务主要是向低空飞行用户和飞行员提供计划飞行区域的天气预报、天气警报。天气预报所需的气象要素主要包括：云（云底、云高、云层的厚度和范围）、风（风向和风速）、积冰（积冰的范围、类型）、能见度、天气现象等；天气警报所需的气象要素主要包括：低能见度、低云、大风、积雨云，以及雷暴、冰雹、龙卷、飑线、沙尘暴、冻雨（冻毛毛雨）、寒潮、暴雨、暴雪、云蔽山、飞机积冰、飞机颠簸等。根据保障需要，需提供飞行区域的低空天气态势或趋势图等。

　　飞行中气象服务主要是向飞行员提供飞行区域的天气实况和天气警报。天气实况所需的气象要素主要包括：云、能见度、风向、风速、天气现象、降水等；天气警报所需的气象要素与飞行前基本相同。同时还需要提供目的地地面天气报告和天气预报，包括预达前后1小时目的地的气象要素显著变化情况和降落地低空风的变化情况。根据飞行员请求，及时提供其他的气象服务。

　　通用航空飞行气象服务依据飞行前和飞行中两个阶段来提供。

　　五、  低空飞行气象服务模式设想

　　通过对低空飞行气象服务特点，尤其是通用航空的气象服务需求需求的综合分析，低空飞行气象服务模式的初步设想是：“立足现有的航空运输服务体制，以通航气象服务为主，以其他低空飞行服务为辅”的气象服务模式。

　　（一）保障通航飞行安全为主、效率为辅的气象服务原则

　　优质、高效的气象服务和提供准确、及时的气象资料是低空飞行安全的重要保障。尤其是在夏季，天气变化较快，飞行区域内的颠簸、积冰、风切变等航空危险天气时刻威胁着飞行安全。就目前的气象观探测手段和设备，很难准确地预报出航空危险天气准确位置和变化情况，但如台风等对飞行影响较大的天气警报，若在飞行前能及时地向通航用户提供比较准确的位置和变化情况，将对保障飞行安全起到重要作用。针对低空飞行气象服务的特点，通用航空用户在本场或航线、区域组织飞行时，气象服务应该由指定的气象部门负责。军航气象部门根据服务对象和要求做好组织协调工作，可以提供气象服务支持，如及时提供飞行需要的天气实况、预报警报和保障建议等。

　　（二）加强信息共享的气象服务

　　目前，我国公共气象事业发展十分迅速，地方和民航气象部门拥有丰富的气象资料，在气象观探测手段、数值预报和气象服务等方面都具有较多优势。因此，通过加强技术交流，建立长效合作机制，实现气象信息共享，可以弥补通用航空气象服务诸多不足。 一是通过低空空域对空监视和地空通信设施试点建设，探索解决低空飞行急需的地面天气实况、空中风和航空危险天气预报预警等气象服务方式方法问题。二是充分利用军航空管气象设施建设成果，通过机场低空空域管理系统、通用航空服务站及信息发布系统等，及时为飞行管理部门、航空公司及飞行用户提供气象服务。三是通过引接民航和地方气象部门气象信息，解决通航气象部门气象资料不足等问题，为通用航空气象服务提供必要的技术支持。

　　六、  尚需进一步研究的问题

　　（一）      飞行服务站的服务方式值得探讨

　　随着互联网的迅速发展，无论是气象信息共享实时性，还是用户使用气象信息的便捷性，乃至系统建设的经济性，曾在美国风靡一时的飞行服务站不再是好的选择。

　　（二）   水面的通用航空气象服务产品和方式尚需进一步研究

　　鉴于水面和陆地的地形特点差异和气候差异，水面的通用航空气象服务产品和方式尚需进一步研究。

　　（三）   低空气象探测网的建设需专门研究

　　目前低空飞行区，尤其是通用航空飞行作业区天气的监视尚无较好的手段，即便是在天气雷达覆盖的区域，大部分通用航空飞行作业区均在雷达探测的盲区，如何有效地监视航空飞行作业区的天气尚需进一步研究。

　　七、  研究结论

　　低空飞行气象服务是保障低空飞行安全的重要手段，是解决复杂气象条件与航空运输矛盾冲突的关键环节，是精细化空域管理的重要组成部分。

　　低空飞行包括运输飞行、军事飞行和通用航空飞行，对同一低空的不同飞行气象服务内容虽有差异但也是密不可分的；同时从目前的通用航空飞行的内容来看，目前的低空飞行不能涵盖所有通用航空飞行，这意味着通用航空气象服务要打破低空气象服务的范畴，但通用航空气象服务是低空飞行气象服务的主体。

　　加强通用航空机场的气象设施建设，进一步完善低空空域气象服务体系，增强对航空危险天气的监测预警能力，逐步完善运输航空和通用航空气象服务的区隔，不断提高低空飞行气象服务能力，以适应我国航空事业的快速发展的需要。

　　低空飞行气象服务体系建设，将给我国带来社会、经济和军事等多方面的综合效益。一是能有效防止由于空管气象信息掌握不准而影响低空飞行的管制指挥，避免因气象原因造成的飞行意外航空事故，提高低空飞行活动的安全性。二是能有效利用有利天气，避开不利天气，进一步优化低空空域规划手段和方法，提高空域的利用效率进而提高通用航空飞行的安全和效率。三是能有效利用航空危险天气预警信息，减少灾害性天气给低空飞行带来的破坏和造成的经济损失。(民航气象中心 须剑良)

　　参考文献：

　　1、《民航局关于加快通用航空发展的措施》（2009年12月23日）

　　2、《国务院中央军委关于深化我国低空空域管理改革的意见》（2010年8月19日）

　　3、《通用航空机场空管运行保障管理办法》（AP-83-TM-2013-01）

　　4、《国务院办公厅关于促进通用航空业发展的指导意见》（国办发〔2016〕38号）