航空气象学论文实用13篇

航空气象学论文

篇1

一、引言

现代运输机运行过程中,存在许多影响飞行安全的因素,尤其是气象条件对航班的影响。据统计,仅由气象原因造成的严重飞行事故就占据了总事故的10%―15%,而与气象直接或间接有关的事故则高达三分之一左右。作为民航系统内直接与飞行打交道的人员,必须储备相应的气象知识,取得更好地应对工作能力,切实保障航班的运行安全。

《航空气象》主要介绍了基本的大气运动形式,并结合重要的天气条件如低能见度、降水、雷暴、冰雹等阐述了对现代运输机以及民航业系统的影响和相应的处置方式,是飞行技术专业和空中交通管理专业的一门重要的专业基础课程。该学科介绍了基本的大气运动模式,常见天气现象的生效过程和识别方法,通过对它的学习可以培养学生分析天气和应用天气信息保障飞行安全的能力,并学会有效地利用天气创造经济效益,对其以后的职业发展有具体的指导意义。为了落实以人为本、实施素质教育、促进学生全面发展的宗旨,《航空气象》的课程改革与研究的重要性亦不言而喻。除了继承传统的教学理念与方式,课程内容的基础性、先进性、经典性、趣味性设置也应更多地穿插到实际的教学工作中,使课程内容信息化、网络化,重视实践教学,使用现代教育技术,激发学生学习的自主性和学习兴趣,提高教学质量。

二、课程设计安排

1.制定翔实贴切先进的理论知识。民航系统日益发展,新科技新设备新标准新要求不断出现,《航空气象》理论教学内容也应及时更新,以达到新环境下民航系统运行保障的要求。参照国外先进的理论知识,结合我国国情,《航空气象》课程的教学内容做了调整和补充,编写了相应的教学大纲,根据新大纲编写新的《航空气象》教材,结合飞机驾驶、空管和签派的需要,全面、系统地讲述了航空气象学方面的基本知识和基础理论,分析了大气环境和重要天气过程对飞行的影响以及应采取的措施。此外,基础教学内容另增加了卫星云图的分析、地面和机载气象雷达图像的识别、全球气候概况、大气环流和国际航空气象服务等最新内容,更多前沿的研究理论,培养了学生对现代化气象发展的认识。

2.教学方法讨论。(1)理论教学。《航空气象》概念和理论性强,学生掌握基本的气象理论知识,有利于各种天气现象的理解和认识,从而了解影响飞行的恶劣天气的产生及危害,掌握在飞行活动避免这些危害的方法,深刻感受气象环境对飞行的作用意义。因此,基础理论建设是第一位,要充分夯实学生的理论知识储备。首先,制定好标准化教案,梳理知识点,罗列重难点,讲授时做好时间分派,全盘把握中再有缓有急,重难点突出。在讲课时将重点和难点进行详细和认真的讲解,有结合图形进行介绍,特意制作了形象生动的FLASH、3DMAX动画演示,引发了学生极大的兴趣和学习热情,使重点和难点更好为学生掌握。其次,增加知识的实践性应用,用理论指导生活。列举生活中因气象原因导致的影响运行的案例,如大雾雷暴天气的大面积航班延误,如青藏高原航班飞行往往颠簸较厉害,如结合由气象原因导致的飞行失事案例分析,与飞行实际紧密相连,引起学生的高度重视,增强了安全意识。再次,{动学生的主观能动性。引入制作精良的视频片段,引入有意义的具有启发性质的思考题,牢牢抓住学生的注意力,并让其成为主人公,用第一视角来看待分析,增加了学生的参与感,能提高学习的积极性,使教学内容更具现实性和易于学生吸收。最后,利用各种现代化教学设备,采用多媒体技术,尽量使刻板抽象的理论生动形象,便于学生理解、掌握,而且印象深刻。加强网络教学建设,搭建网络教学环境,为学生自主学习、远程学习提供了平台。学生可以利用校园网了解《航空气象》课程的教学大纲、授课教案、练习题、实习指导书、部分教学录像、教学参考书等的内容以及学习要求,实现远程教学资料的共享、网上答疑、信息等功能,方便快捷。(2)实践教学。理论积累的目的就是更好地服务于生产生活,增加实践性教学,利于学生对理论的认识掌握和应用,完善课程体系。从这个角度出发,气象课程的实践分为气象观测实践,卫星云图和雷达图分析实践,引入完整的天气分析会商系统,此外,为了更好理解气象环境对飞行运行的影响,还特别开发了飞行CBT练习器操作实践,机载气象雷达模拟操作实践。气象的分析实践里可以根据理论教学进展依次进行云的识别、雷达回波的识别、卫星云图的识别、危险天气以及天气分析的教学部分,实现课本与应用的相结合,获得最基础的辨别能力。承担的教学内容可安排为气象要素观测:了解气温、气压、空气湿度的观测,云状、云量和云底高度的判定;《卫星云图分析》:分析卫星云图上不同的云,分析锋面、气旋、急流等天气系统;《雷达图的分析》,熟悉层状云和对流云的降水回波特征,分析出对飞行影响较大的降水区。在这些基础上,带领学生到各气象台站实地进行气象要素观测,开展天气图分析,卫星云图分析和雷达图分析等实习课,身临其境地体会气象对保障运行的作用。实验室课程可介绍会商系统的使用,通过综合显示的各高度层天气图,全国的实时观测资料,卫星云图及欧洲、日本及美国的预报产品,尝试某次天气预报过程,使学生在航空气象学习中不在枯燥的背诵课本,能够亲身体验一线天气预报的所使用的资料、流程及相关产品,从而加深对航空气象的理解。还可以参与“机载气象雷达模拟操作系统”的学习,系统能自动演示机载气象雷达的基本工作方式,包括介绍冰雹云的形成及气流结构动画;飞行中气象雷达的应用动画演示;把机载气象雷达上回波的识别和云的识别结合起来,学生可进行机载气象雷达使用的实习操作和回波识别的实习练习。引入“飞行CBT”练习,体验各种天气如低云对飞行的影响、在有风切变的情况下飞机性能和飞行姿态的变化。实践教学的内容与课堂教学内容紧密相关,使学生开阔了视野、培养了学生的创新精神,增强了分析和动手的能力,很好地掌握卫星云图、雷达回波、各种时实的气象信息、飞行安全的气象保障方法,接触到大量的飞行天气资料,体会“危险天气与飞行”。加强了学生理论到实践的能力,为提高实际工作能力打下良好的基础。

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Key words: air; a new generation; weather system; construction; thinking;

中图分类号:D993.4文献标识码:A 文章编号:

前言

(NextGen)气象运行概念以及空中交通管理对气象功能的需求无论何种体制和机制, 航空运输对安全和技术的要求是一致的,NextGen的主要性能需求是直接把气象信息融合到决策过程中将极大改变国家航空系统(NAS)利用气象信息的方式,并帮助各级领导者在各种天气形势下做出更好的决策。安全和有效的NextGen运行基于气象功能在三个主要方面的提高:

(1)对所有决策者和航空系统用户提供共同的天气情景;

(2)气象信息直接集成融合到复杂的决策支持系统以帮助决策者;

(3)利用互联网传输,实现对所有必要气象信息的灵活、有效访问。研究 NextGen 的空中交通管理人员、航空企业代表、飞行员和气象专家已经确定:网络四维气象资料(4 - DWx Data Cube)是保证准确气象信息能够结合到NextGen运行决策中的一个最好选择,为运行决策提供无缝隙,连续的共同的天气情景并对所有 ATM 决策者开放。

近年来,中国民航全行业持续快速发展,民航大国的规模已经形成。据预计,在未来20年里,我国民用航空运输量将以每年平均 10%的速度增长,这对航空运输系统提出了更高的要求, 需要构建更先进的航空运输系统,从根本上解决航空运输各个环节的服务保障能力与快速增长的需求之间的矛盾。

中国民航新一代航空气象系统作为新一代民用航空运输系统的一个重要组成部分和先行部分,要实现“全面、系统地提高天气观测和预报水平, 大大减少天气对飞行的影响”的目标,可谓任重而道远。

1、系统架构

气象服务是根本,预警预报是核心,综合观测是基础,信息与技术是保障。建设新一代航空气象系统,必须科学地遵循事业发展的规律,做好发展战略和发展规划等软科学研究,理清发展的总体思路,做好建设的

顶层设计。首先,在发展机遇面前要更加清醒地认识发展中面临的主要问题:随着我国民航运输业持续快速发展,空中交通管理部门、航空公司、机场等航空气象用户无论从飞行安全,还是从社会效益和经济效益等角度,都对民航气象情报分发的及时性、预警预报的准确率、信息资源的集约化、气象产品的精细化、气象服务的决策辅助能力和集中统一程度等方面提出了日益增长的需求,是民航气象系统现有业务格局所不能满足的,任务繁重, 时间紧迫。其次,要研究解决问题的主要方法:从体制机制的顺畅中求效率、从资源的集约中求效能、从科学技术的支撑中求动能。要充分了解研究中国民航新一代航空运输系统对气象服务的需求,要以实现“全面、系统地提高天气观测和预报水平,大大减少天气对飞行的影响”为服务目标,以“唯一权威气象信息资料源、气象服务参与飞行全过程决策、气象信息与决策工具的高度融合”为技术目标,完成新一代航空气象系统的框架研究,为民航气象的发展打下坚实和科学的基础。我国新一代航空气象系统与新一代民用航空运输系统中其他组成部分一样,是一项庞大的综合工程,应借鉴国内外先进经验,体现我国航空气象的最高水平。同时,考虑到我国的航空气象体制与美国的差异以及技术能力与美国的较大差距, 应当充分结合我国的实际情况,架构适合中国国情的新一代航空气象系统。可以参照美国的做法,调动各方积极参与,动员全社会的资源来研究和架构新一代航空气象系统。建立以民航气象人员为主,聘请中国气象局、中国科学院、大学院校和科研院所的专家,以及航空公司、管制部门等共同参与的机制,同时考虑邀请国外的气象专家参与。

2、业务体系建设

建设新一代航空气象系统,并不是抛弃现有系统建立全新的系统,而是在现有基础上发展。在系统顶层设计的过程中,可以同步加快基础设施的建设,从现在开始的建设过程, 每一步都是对终极目标的铺陈与累积。新一代航空气象系统的业务系统建设大致可分为四个方面:探测系统、预报业务系统、气象信息综合平台和决策支持辅助系统。在“十一五”和“十二五”规划期,以民航气象中心建设为龙头,全面推动气象业务体系建设,完善民航气象中心、地区气象中心、机场气象台三级运行服务体系, 加快气象基础设施建设,与国家气象部门实现气象资源的共享,全面提高气象探测、预报和服务能力。

(1)探测系统

加强机场终端区立体监测网的建设,努力提高探测资料的时空分辨率。要充分利用现有民航系统台站网, 依托全国气象部门台站网, 加强机场终端区及航路立体监测系统的建设, 实现资源共享;加大对 ADS — B 中的气象数据的收集和应用研究;充分利用地空数据链资源,加大对飞行中的航空器的气象服务内容。

(2)预报业务系统

加强客观天气预报业务系统建设,建设航空数值天气预报模式、航空重要天气预报预警系统,努力实现航空气象服务产品从主观定性向客观定量的转变,通过合作建设等方式,进一步提高从机场终端区到航路飞行的航空气象预报预警水平。

(3)气象资料综合平台

加强部门间的合作与资源共享,建立航空气象资料综合平台。同时,提高航空气象信息的准确率和传输的及时性,加强并加速天气信息的整合与分发,建立4D天气资料库, 供用户协同决策使用。

(4)决策支持辅助系统

根据用户需求,开发流量管理工具、 尾流预测工具等不同形式的决策支持辅助系统, 实现运行决策系统与气象资料的高度融合,新工具将提供给决策者以清晰的判断依据,为科学决策、飞行安全、提高容量与效率做贡献。

3、配套技术支持

航空气象具有 “了解需求—开发研究—验证—业务化运行—服务—反馈” 的专业特点,是一个回环。业务能力的提升能够为服务水平提供基础,优质服务能够将现有资源的价值最大化, 科研创新为业务能力和服务水平的提升注入持续的血液。因此,新一代航空气象系统的建设, 还需要大量的配套支持,要加速人才培养,加大技术创新力度和资金投入力度。要进一步研究管理体制和运行机制,进一步研究气象政策和规章,并根据发展持续地进行修订。 要加强航空气象理论研究和技术的开发应用, 重点开展区域预报预警、机场临近预报、飞机尾流的探测和预报、 高原机场预报服务等技术研究与成果转化。要加强用户需求的研究。按照用户的近期、中期和长期需求,分阶段、有步骤地加强运行协调决策机制、协同运输流量管理、航空公司集中运行控制、特殊交通工具运行以及可共享的情景获知服务等新需求的服务技术研究。重点研究方向是:

(1)气象信息的管理包括航空气象信息的整合,信息传播的新方法,如何提高航空气象信息传输的及时性、可靠性和信息内容完整性,向所有用户分发一致的天气信息,如何构筑信息存取的流线性构架为政府和用户减少运行和维护成本等。

(2)探测与预报手段的改进研究灾害性天气监测新技术,重点是终端区立体空间天气探测,包括探测资料特征(如,空间和时间的分辨率、资料的滞后时间、更新速率);加强数值天气预报技术的研究,提供改进的方法,迅速将新预警技术和新预报手段开发应用到实际业务运行中。

(3)服务产品的改进研究气象资料与运行决策系统高度融合,开发决策辅助工具,实现决策辅助,在决策风险认定方面提供帮助;开发新的运行产品有助于地面和在驾驶舱作出相同的决策;为空中交通管理系统开发以概率预报为基础的气象服务产品。

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民航预报工作又称民航气象事业,与发达国家相比我国民航预报工作起步时间较晚,但发展却十分迅速,尤其是随着20世纪末八九十年代我国航空事业的空前发展,航空气象预报工作也得到了十分显著的提升,如今的民航气象预报工作的现代化建设已经进入到一种全新的领域,随着自动观测系统和多普勒雷达技术的发展和普遍应用,以及现代科技和其他先进卫星技术的推广,民航预报工作已经逐步完成了从人工手动化到科技全自动的完美转变。

1 民航预报工作中出现的问题和面临的现状

(1)民航气象预报工作不能满足现阶段的航空需求。随着我国民航事业的不断发展以及现代飞机性能的不断提高,人们对民航的飞行密度、飞行高度、飞行速度以及飞行航线距离长短的要求越来越高,特别是在我国取消飞行放行制度之后的非常时期,各大航空公司以及其他相关部门对民航气象预报工作所提供的产品和服务有了新的需求和理解,但就目前的航空气象预报服务产品却不能很好的满足上述需求,除此之外,在当前市场经济竞争十分激烈的环境下,航空公司需要尽可能的降低运作成本并且最大限度的提高经济效益,上述这些问题都致使民航预报工作进退两难。

(2)气象产品的发展过程十分缓慢。天气是主导民航安全飞行的主要因素,在目前现行的民航气象部门中,最为核心的部门是气象预报部门,专业性强的预报人员是气象台的骨干核心,气象部门的日常工作目标和工作任务是以航空公司所提供的飞行任务和飞行计划为中心,经专业预测后为他们提供飞行文件和飞行数据以及天气讲解、咨询并各类天气预报等。民航气象数据库的建立和普及,使得我国民航气象部门的现代化建设进程十分顺利,气象资料的传输共享以及交换储存有了质的飞跃,用户已经可以在第一时间获得丰富全面的气象资料,但是,我国气象产品的发展速度却十分缓慢,除了由传统的人工操作变为计算机操作之外,没有任何实质性的发展。

(3)对气象产品缺乏统一的理解。20世纪末我国某航空分公司在执行重庆飞往深圳的航班时由于雷雨天气而不幸发生空难,那次空难当天的气象服务等工作规范到位,气象预报也及时准确,包括乘客也第一时间获得了相关的服务产品,但空难并没有因为这些充足的准备而避免,在那次空难之后有关调查部门进行了细致的排查后发现,那次事故发生之前,飞行员、管制员以及签派员都是以各自的身份对气象服务产品进行解读,同时预报员也没有很好的理解当时的气象服务产品,工作人员之间缺乏必要的沟通,导致空难事故的发生。

2 民航预报工作问题的解决办法

(1)改变思路,将工作重心转移到主动服务之中。民航预报工作部门需要努力提高预报的准确度,为飞行部门以及相关管制部门提供新鲜精确的气象数据,特别是在航空公司对气象产品要求越来越高的新形式下,预测部门需要不断研究,详细了解用户的不同需求,在综合分析各类问题后根据用户的不同需要生产出不同的气象产品,与此同时研究前沿、高性价比的产品给广大用户,建立一个更加符合在新形势下发展的航空气象服务体系,从另一方面促进我国民航事业的稳步发展。此外,民航预测工作人员的思想稳定程度也从另一方面决定了他是否能够胜任这份重要的工作,民航预测的工作人员不仅是保障民航飞行安全的中坚力量,而且是帮助民航公司产生更多社会效益的有力支持,从上述几点我们不难看出民航气象预测工作人员在整个民航飞行工作中有着十分重要的作用,因此,作为民航气象预测的工作人员需要正视自己的工作,不断激发自身潜能并且充分发现自身的价值,为每一次航班的安全贡献自己的力量。

(2)提高自身素质,来满足我们工作重点的转移。2001年4月,深圳遭遇了一次罕见的冰雹天气,深圳多家机场都因为这场冰雹并且伴有雷雨大风的极端天气影响不得不停止飞行,那一次冰雹雷雨的天气有几个特点,强度大、发生突然以及传播范围广,在如此恶劣的极端天气面前,当时的气象预测工作并没有起到有效的作用,以至于那一次的损失完全是在毫无预料和思想准备的情况下突然发生的,由此可见,预测部门对极端气象的研究与监测是十分欠缺的,导致有了如此惨痛的教训。通过这次损失我们应该充分认识到提高自身素质的必要性,在日新月异的科技发展以及新理论技术的不断涌现下,我们更应加大对工作人员专业技术和心理素质的培养,确保他们的工作能力能够满足广大用户的需要,同时聘请专业资深的飞行员和管制员作为导师,言传身教的将他们的工作经验和工作技巧传授给相关预测人员,再充分利用现有的条件对工作人员进行必要的航线模拟培训,多与飞行工作者进行交流沟通,深入实际的了解他们的飞行需求。

(3)学习其他国家的先进民航预测技术。由于我国民航预测工作与某些国家相比起步较晚,就发展程度和发展水平来说的确在一定程度上落后于有些发达国家,因此我们需要积极的学习其他国家先进的民航预测技术,指派相关人员去预测技术发达的国家实际交流,或者聘请这些国家的专业人员对我们的工作进行指导,与此同时更多的参与到国际民航预测工作中,与其他国家的专业人员共同协作,共同创造出先进科学的气象产品,为我国的民航事业不断输送新鲜血液。除此之外,为更好的适应在市场经济调控下全新的民航气象服务体系,我们应开拓思维解放思想,不断发掘更多更新的领域服务于用户,比如成立专门的机构并且配备专业性强的工作人员,全身心的投入到新产品的研发和新技术的开发中。

(4)定期培训民航预测的相关工作人员。先进的技术需要专业人员的操作才能发挥作用,作为民航气象预测部门,需要不断接收来自国际最前沿的先进气象预测理论和技术,只有将这些预测理论和技术全面掌握才能更好的为我国民航飞行所用,因此,民航气象预测部门需要定期开展对工作人员的培训工作,确保他们第一时间接收并且学习理解最新的理论和技术,对表现出色的工作人员给予相应的奖励,以此激励更多的人全情投入到预测工作中,有条件的预测部门还可以定期举办一些活动,为员工与员工之间的工作心得交流提供场所,鼓励他们分享自己良好的工作经验和工作技巧,让预测人员能够在轻松愉悦的氛围内学习到更多知识,除此之外,也要定期对预测人员进行考核,对不符合考核标准的工作人员进行再培训,确保每一位预测人员都能用专业负责的工作态度和工作技术做好民航的气象预测工作,从根源上提高预测工作的质量和效率,这样不仅能帮助预测部门筛选出优秀人才,也能从另一方面节省不必要的人员开支,部门内部的优化对整体的预测工作来说有着十分重要的作用。

3 结语

综上所述,民航气象预测工作是保障民航安全飞行的中心环节,在新疆复杂多变的气候下做好民航气象预测工作,等于增加每一次民航飞行安全的系数,同时也是对乘客生命安全负责的体现,因此,对于新疆伊宁机场空管业务部气象台相关工作者来说,做好民航预测工作不仅需要预测部门不断学习先进的技术经验,而且需要预测人员不断提升自身的专业水平和工作责任感,只有做到这两点才能更好的完成民航预测工作,同时才能更好的推进新疆伊宁机场航空事业的健康发展。

参考文献

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前言

从20世纪80年代的中期开始,我国民用航空领域考试对人为因素的影响进行分析和探究,随着研究的深入,人们开始注意到人为因素对航空安全的重要性。随着飞机技术安全性能的提高和飞行员素质的提高,使得因技术原因造成的事故不断下降,反而因气象原因造成的迫降、坠毁事故不断增加。因此,航空气象服务开始成为航空安全管理的重要支撑点,对航空气象服务的研究也逐渐深入。如何降低人为因素对航空气象预报的影响,提高航空气象预报准确度,确保航空安全,是当前航空领域面临的一个重要课题。

1 航空气象要素分析

飞机的航行路线以高空为主,而高空的气候比之近地面区域更为多变和恶劣,因此对飞行安全产生了极大的威胁。准确的航空气象预报有助于制定更为安全的飞行计划,提高航空安全。我国20世纪在航空领域发生的事故中,因气象因素导致的事故统计见表1。

表1 中国民航1957~1999年飞行事故(气象因素导致)

气象要素 低能见度 雷雨 低云 积冰 风切变

事故次数 16 13 8 5 3

20世纪90年代全球因气象因素导致的航空事故统计见表2。

表2 20世纪90年代全球飞行事故(气象因素导致)

气象要素 雷雨 低能见度 大风 低云 湍流 积冰 雪 其他

事故次数 78 74 44 21 14 6 17 7

下面依次介绍各主要气象因素对安全的影响方式和影响范围:

1.1 雷雨

雷雨的产生并不是单独的,往往在低云或积雨云中产生,并且雷雨产生的同时往往还会在雷区附近存在强对流,因此对飞行安全影响极大。

1.2 低能见度

能见度值得是正常情况下视力正常人所能看到的最远距离,能够降低能见度的气象因素主要有沙尘、降雨、烟雾等,其中影响最大的是降水和大雾,当前国内虽然有盲降装置,但是效果不够理想。

1.3 气温

气温主要通过影响飞机各部件的性能威胁飞行安全,尤其是当前飞行载重不断增加时,气温变化对飞机的影响更为严重。

1.4 低云

低云最大的影响在机即将着陆时会影响飞行人员的视线,同时积云中强电流和强气流变化也会对飞行安全产生威胁,因此飞行时应尽可能避开此类云体。

1.5 气压

气压主要通过气压表来确定,气压值是控制飞机高度的关键指标,因此,气压异常或错误会带来严重的飞机起飞、降落事故。

1.6 风

飞机的起飞和降落必须在逆风状态下进行,但是当风级过大或产生风切时,就会扰乱飞行路线,威胁飞行安全。

此外,还有积冰、颠簸、雪等气象因素也会为飞行安全带来隐患和威胁。

2 人为因素产生原因

人的行为由个人的情感、情绪控制能力、动机和思想决定,因此人的行为受到各种因素的综合影响,不可避免的会产生错误。影响人行为的主要因素有以下3点:

2.1 思想价值观

个人思想价值观的不同,其生活方式和追求的目标也不同,因此会对其个人行为产生深远的影响,对工作有高度追求的人工作自然认真,热衷于享受的人工作时也自然会稍显惰性。

2.2 个人兴趣、爱好

如果同时有好几种不同的目标,同样可以满足个人的某种需求,则个人在生活过程中养成的嗜好,影响他选择哪一个目标。

2.3 个人的预期目标

预期目标是指个人在工作和生活中对自身所要达到高度产生的预期心理,会影响其对工作的认真程度和生活的态度,工作预期目标的高低直接关系着工作士气,也会影响工作的严谨度和技术水平。“晕轮效应”指出,个人直觉会严重影响其对事物的判断准确性,以点概面的情况在任何个体都会存在,因此需要在工作中控制个人主观判断对工作安全性的影响。

3 人为因素影响航空气象要素分析

人为因素可以通过多种途径多航空气象要素产生影响,主要有几下几个方面:

3.1 操作人员使用预报软件水平低下

当前的航空气象信息获取主要途径为气象卫星,一方面操作人员对软件不够熟悉,操作能力低下,不能够完全的发挥软件效应;另一方面软件本身成熟度不够,需要对通道进行实时监测,难免发生信息遗漏。

3.2 预报环境恶劣

预报员长期办公的场所靠近停机坪,由机器和飞机起降产生的噪声,会在一定程度上持续干扰预报员的工作情绪,进而影响分析结果的精度,导致预报员的工作注意力不够集中甚至产生烦躁情绪。

3.3 预报员之间的配合

预报员之间难免存在矛盾,预报员与现场管制人员之间也因工作摩擦难免存在矛盾,这些都在影响着预报工作的效率和预报结果的传达。因此,工作人员间的矛盾使得当前的航空气象预报水平提高出现瓶颈。

3.4 预报人员素质参差不齐

预报人员的个人素质包括责任心、技术水平、应变能力、心理承受能力和身体素质等,这些都会影响到其工作的综合能力以及应对突发状况的能力,最终都会反映到其对航空气象因素分析的精度上。因此,全面提高预报人员的素质,才能够保证其工作中的业务处理满足当前航空安全的需要。

4 降低人为因素对航空气象要素干扰的措施

通过引进先进的航空气象要素分析软件,提高航空气象预报人员素质,改善预报人员工作环境,合理调配工作人员并梳理搭配人员的关系等措施,消除航空气象预报过程中各个环节可能出现的隐患,确保航空气象要素的分析过程衔接合理,信息传递和处理符合要求,从而全方位的提升航空气象分析和预报精度,降低人为因素对航空气象预报带来的干扰。

5 结语

航空安全领域针对人为因素对航空气象要素影响的研究才刚刚开始,各项技术手段和研究方向都处于探索阶段,因此当前人为因素干扰的消除效果依然不够理想,为了提高航空气象预报的准确率和精度,提升航空飞行的安全度,作为民航技术人员,需要继续的探索新的技术手段和管理模式,不断减少人为因素对航空气象预报的影响,为促进航空气象预报事业的发展做出应有的贡献。

参考文献

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喘振是一种航空发动机在使用中较为特殊的情况,当发动机严重偏离设计工作状态,压气机前后流通能力不匹配时就会出现叶片边界的流动分离现象,甚至转变为旋转失速直至喘振状态。压气机存在两种形式的失速:一种为单个叶片失速,另一种为旋转失速。最常见的是旋转失速,这种失速由某些只包含少量叶片失速槽道形成的区域组成,并且沿着转子的绝对转动方向以小于转子的转速转动。轴流压气机发生旋转失速之前往往先出现转子叶尖失速。失速可以是突发的,也可以是渐进的,可以有多个失速气团,这些气团可能覆盖部分或全部叶高,而且一个失速气团可能覆盖多个叶片。喘振就是全部压缩系统不稳定并且在此期间通过整个压气机的平均流量发生脉动的流动状态。喘振这种特殊情况的出现,表明发动机工作状态发生波动,气流时断时续,内部压力明显增加。如果飞机在正常飞行中,发动机出现喘振现象,燃气温度迅速升高,发动机转速下降,严重情况下可能导致发动机停止运行。

1喘振机理分析

对航空发动机喘振的研究是通过在发动机上安装传感器,来获取发动机运行时的相关信号,并分析信号的特征参数,判断发动机是否发生喘振。通常选取风扇及压气机出口总压作为喘振检测的征兆信号。当风扇发生喘振时,风扇出口和压气机出口总压下降,排气温度急剧上升,推力迅速下降,发动机转速下降。当压气机发生喘振时,风扇出口总压上升,压气机出口总压下降。由于喘振特征明显,通常采用限制值判断对喘振进行在线监控,将转速、各传感器测点脉动压力值实时录入相应软件,实现对喘振的快速有效判断。

2发动机稳定性研究

当前在发动机设计中,关于喘振的研究主要集中在喘振裕度和流场研究中,其中喘振裕度是对喘振发生可能性的衡量标准,是影响发动机能否稳定工作的关键因素。在设计阶段,设计工作中的指导思想则是通过合理的设计来提高喘振裕度。通过计算流体力学方法研究可调静子叶片对压气机部分转速下喘振裕度的影响,选取最优可调静子叶片安装角,使喘振裕度最大化。

3喘振预防措施

为避免喘振现象发生,应做好防喘和消喘工作。防喘最常用的方法有压气机放气和可调进口导叶。自喷气发动机问世以来,压气机放气一直是在发动机起动和加速期间避免发生喘振的最经常采用的办法。放气位置可设在压气机出口或在中间级的位置。可调进口导叶通过减小进气攻角使喘振线移动,在低攻角下喘振发生于较低的流量系数值。其他防喘方法还有可调静子及改变转子叶片的安装角。消喘系统增加了压气机不稳定工作的信号检测装置,当发动机发生喘振时,综合调节器通过传递来的电信号,减小进气道流通面积,切断主燃烧室的供油,使导流叶片转动,迅速消除喘振。消喘系统在部件实验上已经取得了相当大的成功,可以预见,消喘系统将在发动机整机试验中广泛应用。

4结论

航空发动机喘振是关系到发动机能否稳定工作的重要因素,严重影响飞行安全,为避免安全事故的出现,应着重对发动机结构优化设计,选择合理的控制对策,避免发动机喘振现象出现。随着消喘技术的深入研究和应用,航空发动机的喘振问题将会得到很好的解决。

参考文献:

[1]郝杰.民用航空发动机喘振问题研究———普惠PW4000-94英寸发动机第三类喘振最终解决措施[C].//第十五届中国科协年会论文集,2013:1~5.

[2]陈光明,樊丁.SQP方法在航空发动机加速过程控制中的应用研究[J].航空动力学报,2012,14(3):313~316.

篇6

1.教学内容

本门课程选取的教材是由中国民航出版社出版刘得一编著的《民航概论(第三版)》。课程共九章,笔者根据民航机务专业学生的特色,主要介绍以下章节及内容:第一章总论,讲述世界民航发展史、中国民航发展史,使学生了解民航系统的发展;第二章民用航空器,本章作为课程的主要内容,应做详细介绍,讲述民用航空器的机体结构、飞行原理、动力装置、仪表系统及飞机上的其他系统,使学生掌握有关飞机的基础知识;第三章航空器活动的环境与空中导航,介绍航空器飞行的大气环境及基础的导航知识,使学生了解飞机飞行的大气环境,了解飞机飞行高度层的气象特点及常规的导航方式;第四章空中交通管理与保障,介绍民航中另一大角色――“空管”,其中涉及空中交通管理的基本职责、管理内容及管理方法等,民航中的三大角色――“指挥飞机的”、“开飞机的”、“修飞机的”、“指挥飞机”即所谓的“空管”,“修飞机”即民航机务专业学生将要从事的工作。因此,对于此章做简要介绍即可;第五章机场,介绍机场的基本组成,重点介绍机场空侧的组成,例如跑道等级、标识,滑行道的分类,停机坪的分类即布局方式,候机楼的常见布局等,鉴于民航机务学生今后的工作所需,对此节做重点详细讲解,此外,对机场的运营管理模式及发展规划略作介绍即可。第八章民用航空器的适航和维修介绍基础的适航理论及维修种类,开阔机务专业学生对未来所从事的职业的认知视野;第九章通用航空,概述性地介绍通用航空,及我国对通航的现行运营方案,以及通航在世界范围内的发展和我国通用航空的发展趋势。教材删掉了对航空运输及其经营管理、民航法规与国际空运等章节,以保证学生对飞机基础知识的掌握。

2.教学方法

民航概论是学习民航专业课程的基础,因此,如何通过对本课程的学习,使学生对民航系统充分的了解,并产生浓厚的兴趣,就成了教学的首要问题。本课程通过互动式教学、模型演示、实际参观、充分发挥多媒体功能等方式进行立体全方位的讲解,使学生对知识的了解不局限于课本上的文字,更与实践相结合,启发他们自主思考,用形象的实物、图像激发学生的学习兴趣。

2.1互动式教学

“教”与“学”是相辅相成的,缺一不可。现在大学课堂有一普遍的现象,学生上课打瞌睡,玩手机现象严重。若要提高教学效率,就要使学生充分参与到教学过程中,改变传统的教师灌注式教学。例如为了让学生更了解我国航空公司的概况,教学中可布置作业,让学生收集自己感兴趣的航空公司的各种资料,包括航空公司的标志、机队组成、发展概况等,然后上台介绍给大家,这样通过自己收集、讲解的方式,帮助学生了解各航空公司的概况,增长更多的课本之外的知识。

2.2模型演示

在民航概论课程中,涉及飞机的机体结构时,课本的二维图片很难使学生对飞机的整体及各部分的翼面产生直观的认识。由于客观条件限制,参观真实飞机的实际教学难以展开,因此,笔者购买了A380的飞机模型。授课过程中直接根据A380的模型飞机,讲解飞机的机身、机翼、尾翼等结构,同时可直接观看机翼上的襟翼、副翼、扰流板、缝翼等的位置,结合结构介绍各部分的功能,以及飞行员在操纵相应的操纵面之后飞机姿态的改变,使得飞机机体结构、飞行操纵等形象直观、容易理解。

2.3实际参观

民航概论课程涉及的教学内容繁多,且多以叙述为主,其中有些理论知识,例如飞机发动机的组成结构及工作原理讲解起来比较抽象,较难理解,很难激起学生的学习兴趣。为了增强教学效果,课程中对本节内容的讲解安排在发动机陈列实验室内进行。对照一台解剖的演示版的发动机,对学生讲解发动机的结构组成,并开启演示发动机来演示发动机的工作过程,使得学生对飞机的动力装置的结构及工作过程有更直观深入的了解。

2.4多媒体教学

课程中涉及的飞机结构及飞机操纵等,虽通过模型演示可直观形象地再现,但模型与真实飞机还是有差异的,因此在讲授过程中,还要配以真实飞机的图片展示及相应视频的演示。对于空中交通管理的内容,大部分学生在学习本门课程之前没有接触过,因此对于空中交通管理的过程进行介绍,单纯地依靠文字和图片就会略显单薄。笔者收集了相关的介绍空中交通管理工作岗位和工作环境的视频,帮助学生了解这一行业。在多次的教学过程中,笔者收集了大量的教学视频,以在相应的章节辅助学生将理论知识与实际运行相结合。

3.结语

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航班延误伴随着航空运输业的发展而产生,其中,因天气原因等不可抗力产生的航班延误已经达到了很大比重。根据我国民航总局的统计,在2006年至2008年间,因天气原因造成航班延误的比率分别为19.9%、19.7%和22.31%。在产生此类纠纷时,乘客往往无法依据现有法律法规来维护自己的合法权益,以致他们往往会采取谩骂、吵闹、扰乱机场秩序等形式来表达自己的不满。

一、航班延误概述

关于航班延误的法律问题最早可以追溯到1929年《华沙公约》第19条规定:“对于航空运输中延误所引起的对旅客、行李或货物损失,承运人应负责任。”由于在这项条款中没有对航班延误做出一个明确定义,因此,学者们进行了广泛争论,大多数学者认为,航班延误是指承运人在整个航空运输过程中未能按约定时间将旅客、行李或货物送往目的地。本文赞成这种观点。

航班延误分为合理延误与不合理延误,二者的分水岭在于其产生的原因。一般来说,造成航班延误的原因大致有以下几种:天气原因、空中管制原因、民航原因和旅客原因等。国内外绝大多数学者均将天气原因视为不可抗力,认为因不可抗力产生的航班延误为合理延误;而因民航等方面的原因产生的航班延误属于不合理延误。

按照航空运输的对象,可以分为旅客运输(客运)和货物运输(货运)。旅客运输,是指以旅客及其行李为运输对象的航空运输;而货物运输则是以货物为运输对象。本文所指的航班延误,若无特殊说明,均为客运航班延误。

二、航班延误的性质―违约

航空运输基于承运人与消费者之间的机票而产生,这种机票在性质上属于航空运输合同。航空运输合同,是指航空运输承运人使用民用航空器将旅客或者货物从起运点运输到约定地点,旅客、托运人或者收货人支付票款或者运输费用的合同。它是航空承运人与航空消费者所达成的自由协议,消费者要支付一定数额金钱,承运人应该按照约定时间将旅客、行李或货物送至目的地。在我国,对违约采取的是无过错责任,即只要一方没有或没有完全履行合同义务,就构成违约。因此,承运人因天气原因而使航班延误,构成了对航空消费者的违约。

三、国内外法律的规范现状

因天气原因等不可抗力造成的航班延误,不论是我国法律、外国法律、还是国际公约,都将其作为一项免责条款来对待。

(一)我国法律

鉴于航空延误的特殊性,我国对因天气原因致航班延误法律责任的规定主要体现在1996年《中国民用航空旅客、行李国内运输规则》和2004年《航班延误经济补偿指导意见》等法律条文中。

1.《中国民用航空旅客、行李国内运输规则》

《国内运输规则》制定于1985年1月1日,在1996年2月28日进行了较大幅度的修改,并自1996年3月1日起施行。在对承运人责任的规制方面,该规则也显示了一定的进步性。

“由于天气、突发事件、空中交通管制、安检以及旅客等非承运人原因,造成航班在始发地延误或取消,承运人应协助旅客安排餐食和住宿,费用可由旅客自理。”这条规定是倾向于减轻承运人责任的,只有当承运人有过错时,他才会向旅客承担提供餐食或住宿义务,而如果是因为天气原因,则在餐食和住宿方面,旅客需“自掏腰包”。

2.《航班延误经济补偿指导意见》

《指导意见》自2004年7月1日起实行。此次《指导意见》加大了承运人责任,其目的是为了使全年航班正点率达到80%以上,但是却完全忽略了在不可抗力环境下,航空消费者应该得到的损失赔偿。

从以上国内法律性文件来看,因天气原因造成航班延误,承运人当然可以免责。那么,国外的情况是否也是如此呢? (二)外国法律

针对承运人航空延误法律责任问题,美国法律和欧洲法律均有较系统的规定。

1.美国法律

美国对航班延误问题进行规定的代表性文件,是在1999年9月美国航空运输协会的14家航空公司的旅客服务计划。这些航空公司的服务计划没有统一的标准,但是对航班延误的规定却大同小异,主要体现在以下方面:在延误发生后,美国的各航空公司提供五分钟免费电话卡、餐饮服务等。但需要注意的是,在提供餐饮方面美国航空公司对航班延误的原因进行了分类,对于可控制的延误(也即不合理延误)发放饮食餐券,对于不可控制的延误(也即合理延误)却只是提供饮料和饼干。这一差别待遇,减轻了承运人因天气原因致航班延误的服务义务,更免除了其对航空消费者的法律赔偿责任。

2.欧洲法律

在欧洲,航班延误主要规定于《欧共体关于航班拒载、取消或延误时对旅客赔偿和帮助的一般规定》(261/2004条例)。这部条例对航班延误后的承运人法律责任进行了较详细的规定,其中有一项条款跟以往法律大不相同,即无论是由于什么原因(包括了天气原因等合理延误),承运人都要给予旅客一定的经济赔偿。也就是说,承运人承担的是完全的无过错责任。但遗憾的是,这部条例只是一种指导性的意见,并不具有国家强制性。

(三)国际公约

航班延误的法律问题最早出现在《华沙公约》中,后被《海牙议定书》、《危地马拉议定书》等文件继承,最终被《蒙特利尔公约》修改。本文仅对其中最具代表性的《华沙公约》和《蒙特利尔公约》进行分析。

1.《华沙公约》

《华沙公约》对规范航空运输体系具有无可否认的历史性地位,它是第一个对国际航空运输进行规范的国际公约。第19条规定:“承运人对旅客、行李或货物在航空运输过程中因延误而造成的损失应负责任。”这是一个笼统性的条款,过于简单和模糊,对承运人应当承担的法律责任没有具体规定,更对天气原因造成的航班延误法律赔偿问题只字未提。

2.《蒙特利尔公约》

《蒙特利尔公约》第19条对航班延误做了详细规定,“旅客、行李或者货物在航空运输中因延误引起的损失,承运人应当承担责任。但是,承运人证明本人及其受雇人和人为了避免损失的发生,已经采取一切可合理要求的措施或者不可能采取此种措施的,承运人不对因延误引起的损失承担责任。”实际上,《蒙特利尔公约》第19条是对《华沙公约》第19条和20条的融合,并没有实质上的改进。在对天气原因等合理延误的法律赔偿责任问题上,国际公约采取的态度是免除承运人的责任。

四、完善机制

从国内外法律条文来看,因天气原因造成的航班延误,承运人的赔偿责任微乎其微。本文针对这一现象在立法机制、监督和管理机制等方面提出几点建议。

(一)完善相关立法机制

根据我国《民用航空法》第126条的精神,合理因素造成的航班延误,航空公司不予负责。这是自1929年《华沙公约》起各国就采取的一贯态度。要从根本上改变这一现状,完善这些法律的相关条文是重中之重。

我国可以规定以下条文“航班延误(包括因天气等原因的合理延误和因航空公司等原因的不合理延误)时,承运人应当对旅客承担赔偿责任。”至于赔偿责任的范围,可以借鉴法国航空公司的规定,包括餐饮费、乘车费等,并提供休息场所。当然,在要求航空公司承担赔偿责任的同时,还要确保乘客知情权(乘客享有及时且充分知道航班延误信息的权利)的行使。

在立法过程后,司法机关可以对那些有争议性的地方进行解释,以司法解释的形式进行统一和明确。当然,在司法过程中,还应当充分维护法官的自由裁量权,因为具体个案的情况不可能完全相同,即使是再完备的法律,仍然不可能解决所有的问题,

(二)完善相关监督和管理机制

即使我国完善了相关法律法规,但是,在处理实际问题时,还需要一套完整监督和管理体制的配合。

第一,航空运输合同(机票)是承运人提供的格式条款合同,上面记载的事项关乎旅客的切身利益。相关政府部门应当依法审查航空公司的运输条件,对免除承运人责任的条款予以纠正。

第二,在发生航空延误后,相关政府部门应当派员到达延误地点,对航班延误的情况进行鉴定,并对承运人是否安顿好旅客、是否提供餐饮等进行现场监督。

第三,我国民用航空总局应当对各个航空公司制定的服务细则进行审查和备案,并督促其向社会公众进行公布,做到公平、公开和公正。

第四,建立航班延误信息查询制度。航空公司和相关部门应当随时更新航班延误的状况,并告知旅客离起飞大约在多长时间之后。

第五,构建航班延误纠纷速裁机制。航空公司应设立一个专门机构,用于处理因航班延误而产生的纠纷,建立一个合理处理乘客投诉的制度。以此舒缓承运人与旅客之间的矛盾,也避免了当事人在人群中争吵现象的发生。

第六,航班延误是航空业不可避免的事情,航空公司的相关人员应当改善其自身素质和服务态度。航空公司应当对服务人员进行统一培训(主要是在礼貌性等方面),使其不至于跟乘客谩骂、吵闹起来。

总之,只有在完善、健全各项法律法规的同时,加强对航空公司和承运人的监督、管理力度,才能从根本上降低航班合理延误(指因天气原因的合理延误)冲突纠纷的发生。

五、结语

航空业迅速发展,相关法律条文也应当与时俱进。航空运输的特殊性决定了航班延误的时有发生,因天气原因造成的航班延误一直是被人们遗忘的角落,由此产生的纠纷,往往是通过航空公司与旅客之间的私下和解而告终。然而,这种治标不治本的方法,浪费了大量人力资源,而且收缩性太强,没有统一标准。从而引发一系列冲突,如此便不利于航空运输业的发展和社会的快速进步。基于此,本文提出了一种全新的思路,引入了几点完善机制,旨在彻底解决这一复杂性的难题。

参考文献:

[1]蔡东辉.航空旅客运输航班延误及其法律责任[J].法律适用,2006,(8).

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理科是学习理论和方法的,比如数学、物理、化学、生物、地质、地理等,专业课程往往是高中课程的深入和延续;工科专业则是研究技术和工艺的,如电子、机械、建筑、水利、汽车等,专业课程和社会行业的分工息息相关。也就是说,学了四年之后,理科专业的学生脑子里全都是理论和方法,社会上除了教师,找不到最对口的专业;而工科专业的学生,毕业了马上可以运用到工作中,因此就业形势很乐观。

理科并非纯粹理论学科,其研究的内容涉及三个方面:一是基础理论研究,二是应用基础理论研究(有一定的应用前景或为应用打基础),三是应用研究,纯粹理论研究只是其中的一部分。例如人们熟悉的太阳风暴,当太阳风暴发生时,会对卫星运行、导航、通讯以及地面的一些高技术系统造成危害。研究太阳风暴产生的机制,属于基础理论研究范畴;研究太阳风暴对各类高技术系统的影响及避免措施,属于应用基础理论研究范围;而研究监测太阳风暴的方法和技术,则属于应用研究。

本文接下来就为大家介绍几个研究性很强的理科专业,这几个专业不是人们熟知的数学、物理、化学等典型理科专业,而是“非典型”的,专业的针对性很强,研究的方向较“窄”,集“高、洋、上”和“研究I生”为一体,让人一听名字就觉得,这个专业实在“时髦”。

善用统计,明白生活 戴稳胜

也许在你的印象中,统计永远与枯燥的数字紧密相连。说实话,很多刚进校门的统计学专业学生也是带着些许疑惑与不解来审视这个也许将会伴自己一生的专业:它会不会只有枯燥的数据?它会不会只有繁琐的公式?但是经过一段时间的学习,很多人都会自豪而又底气十足地说:统计,是如此精彩!

生活中的统计数字

“11月23日上证综合指数达到2800点、”“北京市城市居民入均可支配收入19867元”“6月CPI同比上涨3.5%,上半年GDP预计增长7.7%”等等,都是我们身边常见的报道,但是很多同学都知其然不知其所以然,这些数字都是什么意思呢?其实,上证综合指数、入均可支配收入等指标,它们的本质,都是平均数、增长率等统计数字,反映着我们的生活环境。

比如CPI,它反映的是日常消费总体上的通货膨胀水平,说白了就是,今年的十块钱与去年同期相比,是不是还值10块钱。比如“10月份的猪肉价格同比增长30%”,也就是说,去年如果这时候买一斤肉要花10块钱,今年就得花13块。但是日常用的东西,有的价格在上升有的却在下降,如何衡量总体上的物价水平呢?这就需要把日常的食品、卫生、医药、用品等的消费,根据消费的一定比例放到一个篮子里,然后计算这一个篮子的所有商品价格的平均增长率;CPI同比上升6.5%,意思就是在消费结构不变的情况下,今年买同样的商品比去年要贵6.5%。

生活中其他的数字也与CPI类似,计算的都是些平均数、增长率等,反映经济环境,通过把握这些数字,就可以大致了解我们的生活状况或把握经济发展态势。

描述不确定性的语言

除了以上体现生活状态、经济态势的数字,我们还常常听到另一类型的数字。比如每天听的天气预报,“明天降水概率30%”;健康节目里,某专家说“腰围每增加3厘米,患癌症的可能性增加8倍”等。这里的“概率”指的是“可能性”,就是一种描述不确定性的统计语言。生活里这样的不确定性比比皆是,我们天天都在运用这些统计思想和方法,不过有时我们用得很好,有时却也会误用。

巴西足球世界杯开赛在即,很多年轻人都喜欢看球类比赛,看前就会预测哪支队会赢,看完了以后还会再讨论讨论,忠实的球迷还会做出分数统计表进行分析。有些彩民购买足球彩票时押得比较准,这就得益于对历史成绩的统计分析与推断,他可以根据历史成绩,研究不同队伍获胜的概率,再购买相应的彩票号。球队的教练则会做更多的统计分析。对本队的队员,他得观察记录每场比赛球员的表现,将其失误进行归类,赛后分析哪个球员什么类型的失误比较多,这样就可以为队员提供有针对性的训练方案。对其他队,他得研究这些队伍历史上出场球员的规律,所用阵势,并在赛前推断与本队比赛时对方将出场的队员、所排阵势,以便做出相应的安排。因此球赛比赛的就不仅仅是球队的战术技术,更要考查领队教练的统计智慧。

统计跟我们的生活密切相关,把握了统计思想也可以让我们不那么轻信,让我们少上些当少受些骗。譬如,我们也常听说“手机辐射会损伤大脑”、“屋顶加设天线会损害周围居民的身体健康”等传言,但是这些传言,有统计数据表明确有其事吗?其实,对于流传坊间的各种传言,只要记住一句话:数据胜于雄辩!

看了上面的文章,同学们就应该明白,统计学和我们的生活息息相关,应用也如此的广泛,涉及理、工、农、医、文等各个方面,因此,统计学专业毕业生的就业也是理科专业中较好的,毕业生可以去往政府统计部门、经济管理部门,银行、证券公司、保险公司等金融机构,信息咨询公司等从事统计调查、统计信息管理、数量分析等开发、应用和管理工作,或在科研、教育部门从事研究和教学工作。

开发空间资源,探索宇宙奥秘 李泠

空间科学对很多人来说是一个陌生的词汇,周围的亲戚朋友在听说过我的专业之后基本上很茫然,有一次在火车上跟人闲聊,邻座的阿姨问,是QQ空间吗?

事实上,空间科学与技术专业是一个与航空航天、太空探索密切相关的专业。在空间科学方向,它侧重于天文学与天体力学、空间环境,要进行大量的太空观测,研究太空环境的变化对地球的影响;在空间应用方向,又与航天技术联系密切,更侧重于遥感技术、卫星与天文导航。在国内,这是一个新兴的专业,可是在国外,这个专业已经蓬勃发展几十年了。大一入学,老师就跟我们说,空间专业起步晚,国内开设这个专业的学校又不多,咱们比西方国家落下太多了。但是,正因为起步晚,这个专业潜力才大。

物理基础要打牢

我们专业属于物理学类,可想而知课程无论如何也不算简单。空间科学按照宽口径模式设置相应课程,着重于加强基础,比起其他专业,我们的课是相当满的。而且,有四门课是绝对不可以懈怠的,那就是数学、物理、计算机和外语。对任何物理类专业来说,坚实的数学、物理基础都是必不可少的,空间专业有时因为处理数据的需要,还要学会编程,这就要求深厚的计算机知识。不仅如此,因为这个专业最前沿的东西基本在国外,最新最权威的研究也多是用外文发表,所以不论是因为平时阅读文献,还是为了以后出国深造,都应该掌握扎实的外语。

大一大二我们会跟随全院学习基础课程,这就像是武侠小说里修炼内功的过程,内功不够深厚,再好的招式也发挥不出应有的效果,如果基础的数学物理课程掌握不好,绝对会限制以后的发展。

大三大四就会学习一些专业课程,流体力学、天体测量、天体力学、天体物理和空间探测技术等。并且,实验课会在大学四年贯穿始终,有普通物理实验、近代物理实验,最后还会有空间探测技术的专业实验。除了平时上课,学校为了培养我们的兴趣,让我们对科研有一个初步的认识,每个学期都会开展科研立项活动,虽然听起来可能很高深,但其实只要有热情,大一就可以参加,跟着学长学姐们做项目。老师那里会有几个题目,感兴趣的同学(通常是大二大三的同学)会就其中一个题目向老师申请做小组长,在老师的指导下,带领组员完成。这种科研立项活动能让同学们接触到最新的东西(例如我们小组就正使用着“嫦娥”系列卫星的数据),学习使用与空间专业相关的软件,有时还需要自己编写一些程序来处理数据。这种科研活动能让同学们尽早接触和科研有关的东西,更清楚地了解专业老师们的研究方向。

本专业的深造和就业

空间科学,乍一听好像是挺浪漫,本以为是研究太阳月亮宇宙等等,可实际学起来却不是那么回事。当然,确实有太阳和月球方向的研究,不过本科四年,却是要被各种物理包围的。因为课程的难度和强度,再考虑到本科毕业后很难找到专业对口的工作,还是有一些同学在大一下学期转走了。所以,如果选择了空间科学专业,就一定要耐得住寂寞,能静下心来,潜心学习。

一旦立志在空间科学的这条路走下去,继续深造就是不二选择。本科四年,我们只能学到一些比较基础的东西,如果想在这个领域里有所贡献和突破,这些是远远不够的。空间专业的保研率很高,只要成绩不太差,没有挂科记录,本校读研基本都很容易。在国内读研也很容易,虽然开设这个专业的学校不多,但是每个学校空间专业的老师几乎都有不俗的科研成绩以及海外留学的经历,师资力量非常雄厚。

我们专业的毕业生大部分会去科研机构或者高等院校,从事科研、教学工作。由于专业设置与航天领域的密切结合,还有一部分人被分配到航天和国防部门,进行相关科研、开发等工作。

鉴于国家对航天工作的重视和支持,我国航天技术水平越来越高。以“嫦娥三号”为例,“嫦娥三号”探月的一大目的就是对宇宙进行深空探测。“嫦娥三号”此次奔月,携带了4台科学仪器,用于在月亮上观察太空、宇宙、地球,进一步开辟了深空探测的绚丽篇章。比如我的一位老师,现在正在进行月壤和火星表面土壤的研究,我的一位师姐,每天从早忙到晚,撰写与“嫦娥三号”有关的科学任务书。

可以想想,越来越多的空间系列任务一通信卫星、气象卫星、对地观测卫星、载人航天、空间站……正以更短周期出现在公众视界中,到那个时候,空间科学专业更是大有可为。

看天吃饭的气象专业 张智

读大学的时候,不同专业的朋友总爱问我“明天下雨吗?”,“可能下吧!”“大哥拜托去看天气预报好吗?”这些都可能是我的回答。我是气象专业的,我预测下雨可是比萧敬腾更准哦!

气象专业乐趣多

中学的时候,出于对天文的热爱,我参加了学校里的气象观测小组,这是我对气象专业产生兴趣的第一步。而直到我真正读了这个专业,才了解到,气象学是一门专业性非常强的科学。首先,术语非常深奥,厄尔尼诺、拉尼娜、气旋、反气旋、锋面、涡流、切变线、寒潮等等,行外人基本只知一二。其次,很多最尖端的科技都应用在了气象的研究和工作中,比如超级计算机在天气预报上的应用,前不久,美国国家气象局就斥资数亿美金升级了超级电脑。

那么,就读气象专业,到底可以学到些什么呢,来看看我们专业的一些课程吧――必修课:天气分析、天气学、微气象学、植物生理生化应用气象学方法、农业气象学等等。

专业相关的选修课:风景园林概论、气候变化与环境、现代气候学基础、气象经济学、土壤地理学、应用气象预报、中小尺度气象学、动力气象学、气象灾害学、污染气象学等等。

怎么样,是不是感觉这些课程的知识储备超强超多?所以,气象学专业绝对不只是为了天气预报,而是将气象学的原理,应用在农业、水温、航空、军事等方面,充分开发利用气候资源的重要学科。

这些课程需要大量的数学和物理知识,都是难啃的硬骨头。要知道,美剧《生活大爆炸》里的天才“谢耳朵”在大学里唯一fail掉的课程就是气象学。

不过,读气象专业的难度和乐趣同样多。

我们有超级先进的实验设施――当机械系的同学在用车床做螺母的时候,我们在拥有多普勒天气雷达、极轨静止卫星接收系统、EOS/MODIS卫星接收系统、风廓线仪、大气风洞、高性能超级计算机群的实验基地做实验。我们还有丰富的实习体验――学校在北京、上海、江苏、湖北、安徽、辽宁都设有实习基地。我们实习的时候,去的是江苏省气象局北极阁气象台和南京观测台。其实在学校里,我们就一直接触到自动气象观测站、小气候梯度观测系统等设施,实战经验可谓十分丰富。

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民航人重要的理念是:“民航有了安全不等于有了一切,但没有了安全就没有一切”,安全第一,预防为主,这是民航无数血的实践的总结,从本质上说,航空安全与人民生命、财产、国家安全之间密不可分。然而,从19600-2001年间,我国的飞行事故及事故征候的出现的频率是相当高的。就最近的国际飞行事故统计表明,一等事故80多起,由气象原因造成的占事故总数的39%。可见,气象原因对民航飞行的安全构成严重威胁,直接威胁着任命生命与财产安全,而降水对安全飞行的影响不可忽视,因此研究降水天气对安全飞行很有必要。

1 基本概念

降水是指云雾中的水滴落到地面的现象。

2 降水的形成

2.1 云滴增长过程

降水是云的产物,但是有云不一定会形成降水。云滴尺度很小,在空气阻力和上升气流的作用下,降落速度极慢,很容易蒸发掉。只有当云滴增大到能克服空气阻力和上升气流的抬升,并在下降过程中不被蒸发掉,才能以雨、雪或其它形态落到地面。

一块云能否降水,主要取决于云滴增长过程。而使云滴增长过程主要有两种:一种是云滴凝结或凝华增长,另一种云滴间互相碰并增长。

3 我国降水的主要天气系统

在我国直接影响降水的天气系统很多 ,主要有锋面气旋,锋面,高空低涡,空中切变线,热带气旋,空中槽。

4 降水对民航航空器飞行安全的的影响

4.1 降水降低了能见度

降水使能见度减少的程度,与降水的种类、降水强度及飞行速度有关。

一般性降水会使能见度降低至不足3公里,若航空器在飞行中能见度急剧下降,当航空器在高速飞行的情况下遇到强降水,飞行中的能见度可能不足10米,严重影响航空器的飞行、降落与起飞。

4.2 降水可能造成飞机积冰

航空器在零度以下的高空飞行时,当进入过冷水滴的云团时,过冷水滴与机身的碰撞后形成积冰,且速度越大积冰越迅速,积冰强度于速度、过冷水滴温度、大小成平方比。积冰改变了飞机气动构型,使升阻大大降低,从而阻力增大,升力减小 ,航空器掉高度,威胁安全。

4.3降水影响航空器的起飞和着陆阶段

当着陆机场备降水所覆盖,在着陆阶段,降水影响能见度、飞行姿态、落地参数,严重影响着陆安全,还可能造成划水,偏出跑道,冲出跑道等情况。在起飞阶段,同样影响能见度,飞机气动构型,增加阻力,可能导致抬前轮速度增加,偏离或冲出跑道等危险。

4.4 强降水区容易形成风切变

飞机在着陆阶段,由于起落架放下,襟翼放到最大,阻力增大,加速性能和上升性能大打折扣,另外着陆时高度低、速度小,一旦遇到风切变,就无法从风切变中改出而坠毁!所以着陆机场有强降雨、大风的情况下,最好选择等待或备降!

4.5 强降水能使航空器发动机熄火或喘震

对于螺旋桨和活塞式发动机的航空器,如在飞行中进入大雨区,如发动机内吸入过量雨水后,点火若不及时会造成发动机熄火,特别是飞机处于低速飞行阶段,更要提高警惕。

4.6强降雨改变了航空器的气动构型

航空器飞行过程中进入强降雨区时,降雨对飞机冲击产生的很多负面效应,是危及飞行安全的重要因素。

1)雨滴的撞击导致航空器的动能损失,增加了阻力,燃油经济性降低;

2)降雨对空气动力构型的破坏,机身表面摩擦力的变化使气流改变了运动方向与速度,升力系数值降低,升力的减小加上增加阻力的增大,并气动性变差。

4.7降水影响机场运行区的使用

降水影响机场运行区的使用是由跑道上的积水、结冰、积雪以及冰雪、冰水混合物引起的。

当机场运行区出现上述降水影响时,影响航班正常着陆时的摩擦力,从而出现滑水、偏离跑道,冲出跑道的危害飞行安全的情况。

5 遭遇降水时的建议和措施

5.1如何降低降水对飞行的能见度的影响

强降水能见度的影响最大,雨水不仅影响了大气透明度,当雨水贴附在挡风玻璃上形成光线的折射,从而大大的降低了能见度。迅速脱离降水区和及时打开防雨刷,可以有效提高能见度,另外可以要求管制方面将着陆灯开到最高亮级,打开着陆灯!

5.2 过冷水滴造成飞机积冰的解决方法

当飞行过程中出现由于过冷水滴造成的积冰时,应迅速脱离所在积冰区的高度或水平边界,及时打开防冰装置(如膨胀除冰或加热除冰)。并将所知道的结冰区告知管制单位,防止其他航空器误入结冰区。

5.3正确使用机载气象雷达

雷达荧光屏上有可供选用的10,25,50,100海里不同比例的气象雷达显示图,通过调节不同的比例尺来观察、掌握可能对飞行航线产生影响的天气情况,对天气情况进行预判,早做预案,避免进入危险天气,危害飞行安全。

本文通过对降水危险天气及综合系统的分析,得出以下结论:

产生降水的天气系统主要有锋线、槽线、切变线和高空涡等;在强降水使得能见度急剧下降、可能存在风切变、颠簸等严重影响飞行、着陆、起飞的情况下,驾驶员应选择绕过强降水区、延迟起飞、返航、备降等方法规避飞行安全风险,保证飞行安全第一

参考文献

[1]陆瀛洲.高空高速飞行气象条件.气象出版社,1994.

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背景:机载气象雷达系统(WXR)用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域,以选择安全的航路。目前空客A320飞机均采用RockwellCollionsWXR-2100型多扫描气象雷达系统。该系列计算机均可以在飞机上进行测试,但雷达系统故障主要集中在机组报告。然而进行地面测试时,由于无法模拟空中的真实情况以及气象雷达操作测试的条件限制的缘故,大多数情况下测试结果均处于正常状态。维护人员除了能通过检查收发机底座的通风管路、波导管等能找到相关的故障源,只能以串件或者更换的形式来进行判断。

分析:在日常维护中,如果机组反映雷达系统故障,我们需与机组进行详细沟通,进行仔细研究分析,论证机组反映的故障现象是否是真实的雷达系统故障,另外与机组沟通时,需详细与机组进行交接与沟通工作,如飞机当时的飞行航段、飞机姿态、雷达的工作模式、增益以及ND上的显示等等。我列举了部分雷达故障的描述以及机组经常反馈的问题供大家探讨,供大家分析,也方便维护人员更好的掌握雷达系统工作状况,避免错误判断。

1机组反映:巡航时雷达自动位看不到低空雷雨,俯仰角无法调节。问题探讨:该现象属于正常情况。其自动模式的工作过程为:1)作一高一低的波束扫描;2)将扫描的结果数字化,并存储在存储器里,供机组调取显示;3)地面杂波抑制的过程;4)显示。然而自动位时只显示威胁飞机航路上的雷雨,非航路的雷雨仅存储在存储器里。即雷达可以探测到低空雷雨,但是不作显示。

2.显示器上显示的气象图像不能体现真正的危险因素,如机组反映穿绿区飞行遭雷击等。问题探讨:雷达依靠探测雷雨中的含水量的多少来工作,回波与含水量成正比;但雷达无法探测雪、雾、含水量低的云、干性湍流、闪电等。因此显示器上显示的气象图像只能显示航路上降水量的多少而不能体现航路的其他危险性因素。

3.机组反映:80海里以外显示器上出现全红或者全黄的现象。问题探讨:如果出现在人工位,则很可能是地面杂波,通常显示在距离弧的外圈,此时可以调整俯仰角度和显示距离去掉地面杂波显示;如果处于自动位,此时飞机随着姿态和高度的不同,雷达会自动调节俯仰角度,最大可能是因为雷达下俯角度较大,过滤地面杂波程序不完善导致。

4.机组反映雷达扫描不到强雷雨后面的情况。问题探讨:如果气象目标有湿性冰雹或者强雷雨,前方的强雷雨反射过强导致完全反射,造成强雷雨后面的区域无法扫描到,造成一个阴影区。在显示器上主要特点有:1)雷雨区域前部黑、绿、黄、红颜色成阶梯状,过渡均匀,雷雨区后部出现过渡陡变,颜色突变,有可能从红色直接到绿色等;2)雷雨区域后部呈凹陷状态;这样既可以判断为此处为雷雨阴影区,是雷达无法探测到的情况。

5.机组反映:气象雷达在起飞过程中工作正常,但爬升或巡航阶段出现地面杂波,却仍能正常扫描到气象目标。问题探讨:该现象主要发生在更换雷达收发机或驱动组件后,雷达需在第一次飞行的巡航高度,自动调整以补偿系统安装误差及空中结构弯曲变化造成对零参考面的影响,以实现高精度的波束俯仰角度,用于计算地面杂波的滤除。整个时间大约5分钟左右。

6.机组反映:人工操作,设置的范围较远时出现近距离全是杂波,而远距离仍能探测到气象。问题探讨:一般出现高空25,000英尺以上,在陆地上空飞行,波束扫描角度较低,由于地球曲率的影响,波束将于地球表面相切,故160海里范围内时,出现的全是杂波,而远距离的气象依旧可以通过回波探测。

结论:如果机组反映雷达系统故障,维护人员要针对机组反映的问题和现象,通过严密的推理分析找出问题的症结所在然后再进行具体的排故,减少雷达系统部件更换概率,节约公司成本,减少人力物力耗费。

参考文献

[1] 陈晋艳WXR-700X数字式彩色气象雷达系统系统常见故障与排除民航广州职业技术学院,2001.9.

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一、教学方法方面

教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标,完成共同的教学任务,在教学过程中运用的方式与手段的总称。教学方法不单单是教师教的方法(教授法)还包括学生学的方法(学习方法),它是教授方法与学习方法的统一。在现实的“教”和“学”的过程中,往往教师的“教”起主导地位,而学生的“学”被忽略,这种方法很容易因缺乏针对性和可行性而不能有效地达到预期的目的。任何一种教学方法都由一系列的教学方式组成。课堂教学中,我们应以学生为主体,教师为主导,利用教学资源在教师指导自主学习的教学方式是教学理念的改革,努力实现知识传授和能力培养相结合。在航海气象与海洋学课程的课堂教学中我结合了三种教学方法:一是引导性教学,引是学生进入课堂的需要,导是学生学会思考的需要。在学习能力的诸要素中,思维能力居于核心地位。学生在课堂上表现出的思想混乱,是应试教育中“解题套路",学生照抄照搬造成的,但时间长了,"套路"多了,反而没了套路。要想提高的学生素质,就要从教“解题套路”转向引导他们学会思考。例如还在课程的第一章讲到的云,我们可以在课前设一个问题——云是什么样子的?从而来引导学生进入课堂。二是讲授与讨论相结合,我们在讲授的过程中,设计一些讨论或对学生提出问题,适时地安排他们进行讨论。通过这种方式,可以使同学们更好的归纳、总结知识。在航海气象与海洋学教学过程中,通过这种讲授与讨论相结,可以着重培养学生的创新和推理能力,将来在船上可以更好的根据天气知识避免事故的发生;三是多采用实例教学,航海气象与海洋学重在应用,用实例教学更具有针对性,如利用气象传真图教学,接受到实时的气象传真图,让同学们进行分析,这样的教学效果更加真切。

二、教材建设方面

教材建设是精品课程建设的重要组成部分,没有高水平的教材,就没有高水的教学。教材既是课程培养目标和基本要求的具体体现,也是教师的教育思想和教学理念,因此精品课程的塑造,都必须要将课程体系和教学内容改革的成果体现在教材建设上。教材建设中,注重体现基础性和先进性,体现人类的认识过程和认识规律,体现和视点之间的内部联系,以及理论与实践应用之间的联系,如何解决好新知识和旧知识的关系,理论与应用的关系是进行航海气象与海洋学教学内容和课程改革的基本原则。随着气象学与海洋学的发展,新的天气和海况实践不断揭示,新的大气和海洋运动规律不断发现,天气分析和预报方法不断的更新,船舶获取的天气资料越来越多。国内目前航海气象与海洋学教材的更新存在着很多方面的问题,主要表现在新现象和老教材不衔接,新理论、新方法没有及时补充等问题,这就要求我们不断的完善教材建设。尤其是要将已经给我们造成或者是未来可能给我们航行安全造成事故的天气内容,及时补充到航海气象与海洋学课程中去,真正使我们的教材变成适时教材。

三、创新教学手段方面

原始的教学手段已经不适合现阶段的理论教学,尤其是对航海气象与海洋学这门课程的教学而言。学生已经习惯牺牲有限的脑细胞,来获取更多的知识。我们以前看来这是一种矛盾。但对现在的教学而言,已经变成了一种需求,当然这对老师的“教”提出了更加严格的要求。为了达到这种效果,我们必须学会应用高科技的手段进行教学。在这里不仅仅是指多媒体课件的应用,应多发挥实验室的作用,我们都知道学习最好的方法和目的是在于调动学生的学习积极性,充分发挥学生的主观能动性。学生对课本内容的理论学习缺乏兴趣,而实验教学过程则能充分调动学生的积极性、参与意识和表现意识,实验是检验理论的最好方法,而理论又是指导实验的最好依据。对航海气象与海洋学这门课程而言,实验教学更加符合教学要求,因为本门课程是一门应用实践课,学生通过实验教学从而最大限度地激发了学生的学习兴趣,既掌握住了知识,又学会了应用。因此,重视和加强实验教学,采用先进的教学手段进行教学有利于培养务实的态度和智能的发展。另外教师在演示实验过程中能启发学生观察实验现象、过程,并进行思维分析,从而得出科学的结论。航海气象与海洋学实验课教学可以开设多项实验。为了将实验内容与理论课内容有机结合,我对实验教学内容进行了合理的重组和修正,完善学生的薄弱环节。整合后的实验项目为:船舶测报填空;风、气压等观测仪器的使用;地面填图格式卡片的绘制;fax设备的操作与识图、气象信息分析及应用等。另外随着航海气象与海洋学实验课教学内容的不断丰富,利用多媒体辅助教学技术可以借助图像、声音等形式,直观、生动、形象地展现典型天气系统和天气现象的形成演变规律和三维空间结构,从而增强了学习效果。

当然仅仅通过这几个方面就学好这门专业课,还不太现实。但通过近几年的航海气象学与海洋学实践探索教学,学生普遍反映从这门课中学到了一些应用性很强的理论知识和方法,尤其是从已经毕业上过船的同学那里了解到,通过这样的教和学,充分提高了他们在船上分析和解决气象信息的能力。

参考文献

[1]张永宁.黄磊主编《航海学》(航海气象学与海洋学)人民交通出版社 大连海事大学出版社2012年版.

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1 空间天气科学目前应用现状

1.1 应用现状

如何更好地将最新的科技成果应用于决策科学中,无论对科学家还是各决策机构来说都是一个突出的问题。在日常工作与各项社会活动中,相关的科技知识在各领域的决策中都起到非常重大的作用。今天,管理层对计算机等现代科技的有效运用,让他们能轻易解决许多复杂、繁琐的问题。另一方面,科学家们从日益增长的科技知识入手,逐步建立同类问题的一般性解决方案。然而,令人遗憾的是,最新的科技信息总是很少地被决策者有效地利用。这种科学研究与应用的距离在很多学科中普遍地存在,空间天气领域也不例外。

1.2 应用的重大意义

随着科技的进步和和社会的发展,社会生活的诸多方面对空间天气的依赖也日趋显著。由于各学科应用技术的发展,人们对电和卫星系统的依赖性显著提高。同样,随着太阳活动的进一步活跃,对地球的影响也逐渐增大,人类在新的太阳活动周期将面临着更加严峻的考验。例如,人们日常生活和工业活动比以往更依赖全球定位系统(GPS)和卫星无线技术,任何中断和错误都将造成严重经济影响。因此,在相关科学领域建立空间天气和应用决策之间的联系显得尤其重要。

2 将空间天气预测应用于各行业中的方法

2.1 建模

但是你怎样强调某一(科学)主题对决策的制定应该是重要的?为回答这个问题,一个社会科学研究小组研发出一个结构,通过这个结构科学家们能够将信息与决策有效地联系起来。他们的研究显示,所谓的信息需要有三个属性,显著性、可信性、合法性,对信息的范围做出了限定。突出的信息是有关决策者的需要;可信的信息顺理成章地体现了科学技术的特征和观点;合法的信息反映了信息生产过程的“公正性”,并反映出此过程对不同利益者所具有的不同价值观和信仰。虽然没有计划正式应用这一框架,空间天气一个领域的研究工作已成功地和决策接口:航空预报方面的应用。随着空中航线的日益增多,航空业越来越意识到不良的空间天气对高纬度和极地飞行的不利影响。不良的空间天气会破坏高频通信,引起卫星导航系统出现错误,增加辐射对人类和航空设备的伤害。由于科学家们成功地做了空间天气的研究,而且研究成果显著、可靠、合法,因而越来越多的航空公司开始使用他们。仔细看看空间天气领域接下来在航空工业方面要做的重要研究,这些研究将帮助科学家将这个框架应用于其他对空间天气来说重要的研究领域。

2.2 航空业

2.2.1 会议空间气候的独特挑战

尽管所有科学领域的竞争都和决策研究相关,但空间天气领域面临的挑战更加独特。例如,许多决策者可能不知道有空间天气,不了解恶劣空间天气对经济发展带来的危害。部分原因是由于恶劣空间天气对社会各方面影响的研究进展缓慢,只在最近才刚刚取得较显著的技术成果。加上当前的科研经费有限,与众所周知的洪水、地震等自然灾害相比,对政府有关政策的制定者而言,进一步提升空间天气研究的地位实在不算明智。面对这些挑战,需要空间天气从业者加倍努力工作,使研究与决策有机结合起来。虽然有些决策者考虑到空间天气信息有助于减少风险和最大限度地减少损失(美国国家研究委员会的会议,2008年),但要做的更多工作是集中精力研究空间气候是如何对日常生活和经济产生严重破坏的。回顾过去的成就,像空间天气在航空领域所发挥的作用,为未来的发展提供了有用的指南。但科学家们在航空工业领域究竟是如何有效地克服在研究和制定政策之间的障碍?答案是通过仔细检查组织结构获得的发现。

2.2.2 空间天气信息的显著性

显著的信息所回答的是有意义的问题,可以为各个利益阶层所应用。为实现显著性,所做的研究应当与专业领域外的真实世界紧密相连,以使研究结果成为形象的东西。例如,一定程度的太阳暴辐射可能不会对一颗人造卫星或航空飞行产生显著影响,他们可能更关心空间天气现象会对这些过程产生何种程度的影响。为获得显著的信息,NOAA的空间天气预报中心(swpc)和商业服务供应商携手推出了空间天气信息应用,以确保预报对决策过程是有用的。特别是在太阳风暴和无线电中断的空间环境下,空间天气信息对一家航空公司用来预测决定是否要中断和恢复飞行的的作用是很显著的。操控中心对一些航班改变的操作就是根据美国国家洋和大气局所的空间天气指示――如果是发出了警报的太阳辐射水平达到4级或更高,操作人员可要求中止此区域的航线,因为高频通信交流的丧失可能会使飞机无法从空中交通管制中心收发资料信息,对旅客和机组人员的生命安全造成危害。事实上,美国联邦航空管理局规定:在飞行航线设置前,为安全考虑,要求考虑保持双通道通信。

如图1所示在2006年12月,地球遭到一连串强烈太阳暴袭击。类似于目前美国国家海洋和大气局的空间天气预测中心制作的这张图,频率在35 MHz以内的信号,在极地被削弱至少1 dB,西半球尤为突出。紫外线和X辐射线喷射向地球,影响着中低纬朝向太阳一侧,当被激活的质子穿透高纬度时,侵袭了极地高纬度地区的通信系统。因为高频信号在跨洋飞行和大部分极地航线的飞行中的远程通信是很易受干扰的。对航空工业来说,像这些问题的出现,突显了空间天气的影响。

集中了科学家和航空公司代表的会议――NOAA空间天气预报室和美国的气象协会新成立的太阳光谱工作室举行的年度会议,是一个旨在综合用户在空间天气方面的需求而提高空间天气预报产品针对性的特别会议。气象协会太阳光谱工作室的与会者决定成立一个越极地工作组(CPWG)――个国际航空代表参与的开发一系列用户极地业务需求的特别小组,该小组服从联邦航空管理局(FAA)和国际民用航空组织(ICAO)的领导。由于这一过程,空间天气研究的价值和对航空工业的重要性就可以获得人们进一步的了解,这将有助于未来突显空间天气的显著性。

2.2.3空间天气信息的可靠性

可靠性是在科学和同行公认的基础上建立的。对于信息的可靠性,研究者必须向决策机构展示其可信度,而决策机构必须明白数据和预报的局限性。例如,为确保信息的可靠性,空管和气象人员参加空间天气会议直接从科学家们那里了解对观测数据和预报评估的第一手资料。在这样的会议上提出数据、方法和分析、解释,使研究人员和决策者对彼此表述的观点变得互相熟悉。一旦在观测数据和预报之间建立起高度的可信任度,空管人员就会按照空间天气预报中心的预报来在制定或修改他们的飞行计划。为增强可信度,NOAA努力有效使用行业熟悉术语和信道来有效传递预报结果。此外,他们还为航空公司的决策者提供了空间天气培训和教育的基础资料。

2.2.4空间天气信息的合法性

信息合法性的概念是指信息的无偏见和谐公正性,可以通过参与研究者、信息的生产方式、以及对它的修改和散发等步骤来检验。开发的合法信息需要用决策者的期望值和对预报产品的综合反馈来判断。无论怎样的显著的、可信的信息,如果生产、的过程,被认为是不是合法的,那么这种信息就有很大可能的不会被使用。很多步骤的设置,都是为了确保信息的和谐、公正,例如,国家空间天气计划,要求各部门间主动提供及时、准确的空间天气观测资料和警报,通过合法渠道支持和帮助不同机构合作以满足公共需要。这涉及确保注册的各机构的利益。为航空产业的特殊需要,将科学家和航空公司的代表召集在一起,举行了一个会议,会议旨在根据用户的需求决定产品研发的次序。此外,科学界通过参加越极地工作组(CPWG)、国际航空运输协会(IATA)和国际民用航空组织(ICAO)等机构组织的航空会议,协助定义的用户的条件和要求,增强了空间天气信息的权威性。使空间天气有关应用更加合法。

3 空间天气未来应用的展望

对政策的决策来说,空间天气信息的应用具有巨大的潜力。对连接科研与决策感兴趣的所有人都认为以这一框架为向导是一个方向。空间天气研究和航空工业结合的成就正在稳步取得。类似的与决策者稳固的伙伴关系已经在电力和GPS工业等行业中建立。

连接科研与决策的关键点在于确保掌握的信息具有显著性、可信性、合理性等这三个属性。为达到这一目标,科学家们需要了解决策者的观点,包括语言、文化和尊重他们的需要,而且要了解他们的需要可能会随时间的推移而发生变化。这样,随着未来科技的发展,在科学家和决策者之间建立持续的沟通就是非常必要的。

参考文献

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随着科学技术的发展和计算机的普及,多媒体技术迅速兴起,其应用之广泛、覆盖之全面,已扩展到国民生活与经济发展的各个角落。多媒体技术同样适用于航空维修教学,正是由于多媒体技术能把图、文、声、像有效完美结合起来,使得教学过程不再单纯枯燥地为学员传授知识,而是为学员创造声情并茂的学习环境,让学生在这种环境中体验学习的乐趣。

2.多媒体技术在教学中的作用

2.1使课堂生动有趣,激发学习兴趣。

兴趣是最好的老师,也是积极思考、探索真谛的动力。多媒体技术让课堂不再是“老师讲,学生记”,而是声、画同步,视、听结合,给学员身临其境的学习感受,激发学员的求知欲望。

2.2丰富教学内容,便于学习掌握。

在课堂上,教员通过多媒体技术,可以把文字、声音、图形、图像等信息集于一体,全面刺激学员的感官,让学员从多角度接受信息。科学研究表明,人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉。多方面的刺激更有助于学员对学习内容的记忆,加深对知识的印象,进而熟练掌握。

2.3化繁为简,减轻教员劳动,提高教学效率。

传统的教学方法要求教员每节课都板书,将学习线索和相关要点直观呈现给学员,这无疑在增加了教员工作量的同时浪费了时间。随着多媒体技术在教学课堂上的普及应用,这一现象彻底改变了,一个小小的PPT可以把整堂教学内容整合在一起,不仅内容丰富,而且节省时间,减轻教员劳动,提高教学效率。

2.4人机交互,及时获得教学反馈。

教员通过多媒体进行课堂教学,改变了课堂教学模式,既可以通过教学平台传授知识,又可以让学员通过教学软件自主学习,师生能在学习过程中充分交流,真正做到讲、演、练三位一体的同步教学,实现教与学、学与用的最佳结合。

3.多媒体技术在航空维修教学中的应用

3.1多媒体课件在航空维修理论教学中的应用。

航空维修理论往往相对复杂,其中的概念、定义、原理等都是抽象不可见的,这就造成了学员在理论学习中死记硬背不理解的难题。多媒体课件可将文字、图像、动画结合起来进行教学演示,既有助于加深学员对内容的理解,又能调动学员的积极性。例如,在讲解飞机发动机中涡轮喷气发动机工作原理时,发动机的工作过程不可见,学员理解起来非常困难。利用多媒体技术,以二维原理图动画的形式,演示涡轮喷气发动机进气道进气,压气机增压,燃烧室加热,涡轮膨胀做功带动压气机,尾喷管膨胀加速,排气到体外这一过程,让学员明白发动机工作过程中,各个部附件是如何运转的。这样,不仅加深了学员对所学知识的理解,更激发了学员的学习热情。

3.2飞机维修仿真软件的教学应用。

在航空维修教学过程中,经常要对新进的飞机维修人员进行养成训练,新进人员往往缺乏经验,对维护工作不知所措,导致教学效率低下,甚至造成一些安全事故。另外,飞机部件成本过高,很容易在不注意的情况下造成重大损失。多媒体技术的出现,很好地解决了这一难题,通过其制作出的飞机维修仿真软件,可以在虚拟的环境中对学员进行航空维修教学。例如,在讲授空调系统温度控制活门的拆装时,可以通过3DSMAX软件进行该活门的模型制作,创建关键帧动画模拟出该活门的拆装过程和方法,把抽象的文字描述用三维动画的形式展示出来,直观地呈现给学员。再如,讲授如何排除座舱火警系统告警故障时,可以通过PHOTOSHOP等绘图软件,将驾驶舱内仪表板绘制出来,再用程序对电门传递信号加以控制,就可以模拟出真实飞机工作中出现该故障时,座舱显示屏中相应的显示情况,便于学员观察学习。

3.3航空维修教学训练系统的应用。

教学离不开训练,理论考试很难了解学员对维修技能的掌握程度,实际训练将花费大量时间、财力、物力。因此,我们通过多媒体技术研制出一套航空维修教学训练系统,实现了学习、训练、考核等众多功能。例如,学员在学习飞机部附件识别时,只需进入教学训练系统,在虚拟飞机上点击相应舱口盖,进入该舱,舱内部附件皆一一呈现,学员对需要学习的部附件进行浏览,即可获得此附件的名称、结构、性能等参数。另外,教员希望对学员的学习情况进行考核时,也可通过该系统执行。例如,考核飞机发动机试车前的准备工作,教员可通过教员机将试题传递给学员,学员获得考题后进入考试系统,然后对虚拟飞机外部进行检查,完成放置轮档、插保险销、去除发动机堵盖和空速管套等步骤,最后进行试车。如果其中操作步骤没有完成或出现错误,系统就会扣除相应的分数,并且这一信息会及时反馈给教员。这样,教员就能及时了解学员的技能掌握情况。

4.存在的问题与难点

多媒体技术在航空维修教学中的应用非常广泛,在应用过程中,当然存在许多问题与难点。我认为主要有以下几点:

4.1航空维修理论知识转化为计算机3D模型困难。

航空维修教学涉及面广,在开发维修模拟训练系统时,大到飞机机身,小到一颗螺丝钉,都需要通过多媒体软件进行精细的建模与渲染。但精通这些建模软件的开发人员往往对机部附件结构不够了解,很容易在制作过程中发生错误,制作出一些与实物不符的模型、动画,误导学员学习。另外,一些部附件结构形状怪异,精密复杂,也对3D模型的建立造成了不小困难。

4.2仿真模拟机硬件研制存在困难。

仿真模拟机在教学中带来了许多方便,但其开发难度较大,尤其集中在硬件驱动这一方面。为了满足航空维修模拟训练系统的要求,大部分仿真模拟机的硬件都需要开发者自行研制。但是众多硬件厂商都存在不同程度的技术封锁,很多底层的驱动程序代码是不予公开的,网上现有的驱动存在不匹配的情况,导致自行研制的硬件缺少驱动,这无疑加大了仿真模拟机的研发难度。

4.3航空维修教学训练系统后期维护复杂。

航空技术发展日新月异,飞机转型换代较快,旧的航空维修教学训练系统无法与新一代的机型机种相匹配,更新系统又需要对新机型进行调研,故开发周期较长,这就对后期的维护工作造成了困难。

目前,多媒体技术在航空维修教学中还存在诸多问题和难点,相信随着科学技术的发展,多媒体技术进一步革新,一定会给航空维修教学带来更多的优势,如何提高这种优势,还值得我们深入研究和探讨。

参考文献:

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