提问人：晋一博
谢邀，使用气象雷达计算湿顶的方法将在下文第二部分气象雷达人工使用中介绍。
目前山航机队所配置的柯林斯 WXR- 2100 雷达凭借其卓越的性能赢得了飞行员的广泛信任和好评，本文通过对该款雷达基本功能的介绍，分析了如何对整体天气进行分析和把握，从而更加合理地使用雷达，我们唯有严格遵守运行手册中的相关要求，加强对气象雷达的合理使用 , 方能确保飞行安全。
从气候特征来看，目前我国大部分地区相继进入夏季，南北温差进一步缩小，降水进一步增多，对民航一线人员来说，又到了一年中雷雨多发季节，而这个时间段也恰好是飞行员最为忙碌的时候。雷雨天气是影响飞行安全的一大不利因素 , 雷击和颠簸伤人在《民用航空器征侯等级划分办法》中已被列为征候。
山航现役机型上的主流气象雷达使用的是柯林斯公司的 WXR-2100 多重扫描雷达，借助它，飞行员可以判断出安全的飞行航径，避免误入雷雨。作为 B737飞机气象雷达的主要供应商，每年柯林斯公司都会派遣工程师在航空公司间进行巡回讲座，工程师会介绍柯林斯气象雷达的功能和使用方法。在讲解中，我们常常能听到“多重扫描气象雷达是一种全自动雷达，它可以在不需要飞行员输入扫描角度和进行增益设置的情况下，不管在什么时候，不管飞机的姿态如何，对所有范围内的重要的气象信息进行无杂波的显示”。虽然自动化设备有效减少了我们的工作负荷，但也产生了较多依赖性，如果对自动化设备产生的数据不进行适当分析，就有可能陷入自动化设备的“陷阱”，违背安全的初衷。
一、气象雷达的自动模式
①在自动模式下，雷达本身的多波束扫描特性，使 80 海里内的危险天气都可以显示出来。多重扫描雷达能够根据高度的不同自动调整天线角度，并有效抑制地面回波，因而它能够超越地平线的限制自动提供远至 320 海里的天气，但在实际飞行中通过观察发现，超过 160 海里外的天气显示只能作为参考。
②任何时候都可以通过人工调节增益来改变气象图形在导航上的显示，气象图形的颜色级别随着增益调节而改变，这可以帮助我们对天气系统主体进行识别。
③颠簸区预测是多普勒气象雷达的独有功能，它通过测量天气系统中水滴的移动来标示出颠簸区，可以在最远 40 海里距离处探测到“湿”颠簸。
二、气象雷达的人工模式
人工模式是对自动模式的一种有力补充，人工模式的基本作用如下：
①在天气情况良好显的情况下，可以调整人工天线倾角向下直到显示地面回波，以检查雷达是否正确工作。
②在靠近天气时 (40-60 海里 )，可以通过人工调节天线倾角，更好地分析天气情况。通常可以利用人工调节天线来判断天气的“湿顶”高度。基本公式为 1 海里乘 1 度天线倾角相当于 100 英尺。举例来说：如飞机飞行高度为 25000 英尺，现在距离天气 40 海里，通过调整天线倾角，在 1°下俯角时天气显示完全消失，则可得出“湿顶”比飞机低 4000 英尺(40×1×100)，加上飞机高度可计算得出“湿顶”高度。根据飞机的下降轨迹角进行评估，以决断是从旁边绕航还是飞越。
③在飞行高度层 200 以下，特别是靠近零度等温线附近时，飞行员应该特别注意雷达的使用。通常这时如果下降轨迹角较陡，而雷达天线角度仰角较大时，自动模式下天气就不能以最适合的状态显示出来。在中低空，任何时候将要或可能需要穿云时，飞行员应该保持警觉性，如果自动模式已经显示了一些绿色区域，通过外部目视证实飞机航迹将穿越云层时，应将雷达工作模式转换至人工模式，并向下调整倾角的设置，直到探测到天气主体或在导航显示的顶部出现地面杂波，以避免误入危险天气。
在地面飞行直接准备时，应注重对气象云图、地面气象雷达 ( 功率更大天线增益更高 ) 天气图的分析；在空中机动绕飞时，应将导航显示上的距离圈设置在 80海里到 160 海里，根据全局天气，征询管制的意见 ( 有的管制会根据地面气象雷达图像来指挥飞机绕航 ) 和空中其它飞机( 不同位置的飞机雷达显示可能不同 ) 的绕航意图，来合理制定绕航路线。因为一旦选择了绕航方向，如果突然出现意料之外的天气，可能会显著增加绕航距离。
三、气象雷达的具体操作步骤
首先对所有影响飞行路径的云体进行“定性分析”，将普通含水云层和对流云体区分开来，接下来根据云体性质不同，区别评估强度：
①调整雷达增益档位，尽可能拉开云体内部的色级显示梯度。图像色级最丰富的档位，就是最佳的增益档位。
②机组获得色级最丰富的图像后，分析雷达图像的形状，寻找对流云体的典型结构，断定哪些云体为对流云体，哪些云体为普通云层。
③机组分别对普通云层和对流云体进行强度、高度和发展趋势进行评估。并依此制定雷雨绕飞方案。
由于空中风的存在，将云体的左右两侧分为上风面和下风面，位于对流云体下风面的“附属云层”，机组绝对不可将其与普通云层等同视之。对流云体产生的冰雹，在上升气流和高空风的双重作用下，可以向下风方向抛射很远的距离。对流云体内的雷电同样可能通过这些“附属云层”向远方传递。
在规划绕飞路线时，机组应当尽可能选择雷雨上风一侧进行。如果机组被迫在雷雨下风面绕飞，应当适当增大增益档位，与雷雨主体保持更大的间距。如果可能，尽量避免进入雷雨下风面的“附属云层”，这样可以降低雷击和雹击的风险。
在含水量较为丰沛的区域和季节，机组有可能遇到“增益自动位”，整个雷雨显示为红区的情况。对于“拉开云体色级显示梯度”这一终极目标而言，全红和全绿都是没有意义的。所以此时需要机组人工调低增益档位，将云体间的含水量梯度拉开。
四、典型的雷达人工扫描技巧
1．切换人工扫描方式，增益档位调至最高
这样做的目的是先把所有“嫌疑云体”都筛选出来，然后在后续分析中，逐一对“嫌疑云体”进行定性分析。
2．调低天线，“淹没”所有嫌疑云体
在通常情况下，可以将地形杂波设置在距飞机 60 海里左右。如果云体位置较近，或者云体高度偏低，也可以考虑将地面杂波设置在距飞机 40 海里处。总之，应当确保所有“嫌疑云体”均被地形杂波所“淹没”。
3．缓慢上调天线角度，控制地形杂波向远方“退却”
随着地形杂波像潮水一般缓缓“退却”，高于地表的目标会逐渐显现在飞机与地形杂波之间的空白地带。在扫描的后半段，由于天线角度上仰，地形杂波可能完全消失。
4．对比分析各高度的扫描图像，对云体作定性分析
在雷达天线逐渐上调的过程中，机组需要观察各个“嫌疑云体”的图像变化，对各个“嫌疑云体”作定性分析。
①典型的对流云体应当在各个天线角度均存在“核心区域”图像。
②随着天线角度上仰，“对流区域”的面积会逐渐缩小，色级强度会逐渐减弱，但其位置和形状不会发生大的改变。
5．调天线角度和增益档位
寻找回波最强，图形最清晰的图像，以供制定绕飞计划使用。
五、归结柯林斯雷达的使用方法
①由于前视风切变在 1200 英尺以上会被抑制前，所以起飞前监控飞行员（PF）必须打开气象雷达，以确保 PF 第一时间了解风切变扇区位置。
②正常巡航条件下，使用“自动扫描”方式，沿着飞行航路前方，只要不可保持在云外飞行，就应一直保持雷达的开启，以免误入或过于靠近雷雨天气造成不安全事件。春秋季、干旱区域、高巡航高度时可以适当调高增益档位。禁止长时间使用“减增益”档位飞行。
③如果在远距离发现航路附近存在天气回波，即使强度和面积很小，也应当灵活调整增益档位，配合人工扫描进行定性分析。
④与雷雨存在明确因果关系的“附属云层”，往往会被自动扫描软件“抹除”。机组可以通过调整增益或人工扫描获得“附属云层”图像。飞行中应当尽可能避免进入这样的“雷雨附属云层”。
⑤下降前和“钻缝儿”前，必须使用“人工扫描＋增益最大”方式扫描前方，避免突然出现的雷雨，打乱机组绕飞计划。
本文已发表在《航空安全》杂志2023年第3期
飞行部七大队 芦强
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