IMSG航空气象技术和管理培训讲座系列Aviation Weather Components and ServiceFunctions in U.S.美国航空天气组成部分和服务功能I. M. Systems Group, Inc. (IMSG)3206 Tower Oaks Blvd, Suite 300Rockville, Maryland 20852, USA(Jun 2015)提纲 OutlineNOAA/NWS（美国大气海洋局/国家天气局）简史 NOAA和NWS的相关组织结构气象对空运空管支持概述NWS预报指导产品和业务预报产品FAA特殊天气雷达与自动化短临预报系统小节NOAA/NWS简史•1870: 根据国会联合决议，Grant总统签署法律，要求战争部长（Secretary ofWar) 推行对美国大陆本土军事要塞和周边（大湖区，海域）进行气象观测，以电报和海岸信号灯发送信息，以提供风暴预警。
•1870-1880: Albert J. Meyer 将军，第一任天气局长•1891: 农业部进行使用空中爆破气球进行人工降雨试验；天气局开始负责向公众发布洪水预警。
•1909: 天气局开始气球探空观测•1914: 天气局成立航空气象部以满足开始上升的航空需求。
（北达科他大学开始每日无线电报广播农业气象预报）•1940: 天气局归入商业部（DOC）；陆军和海军分别建立天气中心；罗斯福总统命令海岸警卫队在海洋气象站值班。
•1946: NWS选定Ohio州Cincinnati市，和Missouri州堪萨斯城作为首个河流预报中心。
（后来共有13个河流预报中心服务全美国）•1952: 天气局在Washington，D. C. 组织局地强雷暴预报单元，发布龙卷风预报•1960: 世界第一颗气象卫星 TIROS I，从Florida州空军导弹测试中心成功发射•1975: 第一颗业务静止环境卫星（GOES）“飓风猎人”发射成功，对跟踪飓风等发挥巨大作用•1980’s: 国家气象局（NWS）开始对气象系统进行现代化，将52个大中气象台和204个小气象台合并成今天的格局［更多信息：］重点关注：▪NWS▪NESDIS国家天气气象对整个空运空管支持概述•国家天气局（NWS）-122个气象台 (WFOs)：分部全国-21个位于ＦＡＡ区管中心的中心天气服务单元 (CWSUs)-1个位于FAA指挥中心的天气单元 Command Center Weather Unit：Warrenton, V A- 3 气象监测台 Meteorological Watch Officesa.航空天气中心(AWC)：Kansas City, MOb.阿拉斯加航空天气中心 (AAWU)：Anchorage, AKc.夏威夷气象台（WFO）： Honolulu, HI-火山灰咨询中心 (AAWC) ：AK-国家环境预报中心（NCEP）, Washington, D.C.-1个全球航空天气中心（WAFC）－ AWC-空间天气预报中心（SWPC）：Boulder, CO•国家实验室:林肯实验室（MIT Lincoln Lab),国家大气科学研究中心（NCAR）,大气海洋局/地球系统研究实验室（NOAA/ESRL），国家强风暴实验室（NWS/NSSL），麦特公司（MITRE），等•气象产品和服务公司: 众多（如专业气象公司–WSI，AccuWeather等，航空公司气象部门– Delta Airlines；气象产品与服务能力专业开发公司– IMSG等，专项产品公司–如Honeywell机舱天气显示系统，其它硬件厂商，软件集成公司，直接或间接参与航空气象建设与服务的公司等）中美地域简单比较IMSG Presentation to U.S.-China ACP ATMET Training Class of 2015. Distributed by Authorized Representative(s) Only.11中美常规气象雷达覆盖IMSG Presentation to U.S.-China ACP ATMET Training Class of 2015. Distributed by Authorized Representative(s) Only.12NWS 预报指导产品和业务预报产品•NWS 业务简要IMSG Presentation to U.S.-China ACP ATMET Training Class of 2015. Distributed by Authorized Representative(s) Only.13•使用大量观测IMSG Presentation to U.S.-China ACP ATMET Training Class of 2015.Distributed by Authorized Representative(s) Only.14•预报指导（Forecast Guidance ）✓以现代数值预报为基础✓从全球尺度，中尺度，到局地尺度无缝隙预报✓适合航空气象专用的高分辨率，快速更新数值预报模式 ✓多模式集合预报✓模式预报结果后处理，实时验证，可视化工具等快速更新 （Rapid Refresh ）和 高分辨快速更新（HRRR ） 每小时提供未来15小时预报，时间步长15分钟NCEP Production Suite Review3-4 December 2013Rapid Refresh / HRRR 153km HRRR (storm-scale)High-Resolution Rapid RefreshScheduled NCEPImplementation Q3 2014Q2 (currently 28 Jan)RAPHRRR每小时同化数据，快速循环预报Partial cycle atmospheric fields – introduceIMSG Presentation to U.S.-China ACP ATMET Training Class of 2015. Distributed by Authorized Representative(s) Only.17•业务预报与服务✓航路预报： 航空天气中心 （NWS/NCEP/AWC ） ✓航站预报： 普通气象台 （NWS/WFO ）✓空管区服务： 中心天气单元 （NWS/CWSU ）AWC产品举例：IN-FLIGHT WEATHER ADVISORIESIn-flight weather advisories, including Significant Meteorological Information (SIGMET), Convective SIGMETs, Airman’s Meteorological Information (AIRMET), Center Weather Advisories (CWA), and Meteorological Impact Statements (MIS), are considered forecast weather information products.IMSG Presentation to U.S.-China ACP ATMET Training Class of 2015.Distributed by Authorized Representative(s) Only.19•AWC 产品直接支持CDM例： 协同对流预报产品（CCFP ）的网上开放式制作过程-参与者有航空天气中心（AWC ）预报员，FAA 区管中心的中心气象服务单元(CWSU)预报员，气象公司预报员，航空公司预报员等-每2小时一次，制作时效为2，4，6小时的全国对流天气预报。
主要依据是业务数值预报产品，经值班预报员最终判别-产品不但包含未来对流区域，而且包含对流出现在此区域的可能性-2014年底实现完全自动化IMSG Presentation to U.S.-China ACP ATMET Training Class of 2015.Distributed by Authorized Representative(s) Only.202hr forecast Valid at 21Z6hr forecast Valid at 01Z4hr forecast Valid at 23ZCCFP 举例：Issued 1900 UTC ，Saturday, September 29, 2012✓CCFP的进一步演化•协同航空天气声明CAWS (CollaborativeAviation Weather Statement – CAWS)•两小时一次的CCFP继续支持战略计划会商•CCFP将实现全自动化←CAWS举例:•文本与图形兼有，事件驱动，高分辨率•政府和工业界气象人员共同制作•重点是对航路，航站有重大影响的对流天气（Red = forecast；Blue = current）CCFP的进一步演化•延伸的 CCFP（基于NCEP的业务短期集合预报SREF模式）•雷达短临预报产品进一步升级测能力单雷达 VS 多雷达FAA特殊雷达与自动化短临预报系统•终端区多普勒雷达（TDWR）✓已装备美国45个大机场✓对快速变化风场（风切变有良好探测预警能力✓窄波束，5cm波长（而普通多普勒气象雷达10cm波长），大气（雷雨）细小结构探测能力。
✓探测范围：135km✓（机场风危害－低空风切变预警系统介绍：if time allows）•集成终端区天气系统（ITWS）✓集成FAA和NWS观测数据，包括TDWR，NEXRAD，机场监测雷达，自动气象站，闪电定位仪，NWS天气模式，飞机报告等✓60分钟内自动预警（机场100km范围内），每10秒（到1分钟）更新✓直观显示给管制员等，不需要专业气象人员对空管，飞行员，及航空公司进行解释•空中走廊集成天气系统（CIWS）✓集成卫星，雷达，地面观测，与模式预报等数据✓0～120分钟内自动临近预报，覆盖全美，每5分钟更新✓直观显示给管制员等•航路可用性计划工具（RAPT）✓专为管制与航空公司签派设计的自动决策辅助工具✓提供未来90分钟内航路强对流预警✓目的：进行天气对全国空域影响最小化的应用性研究✓动因：o NexGen需进一步提高业务天气预报o FAA目标是更大空域容量，以及更安全的运营o支持NWS的4D Weather Cube划小结✓美国大气海洋局（NOAA）／国家天气局（NWS）简史回顾✓NWS中与提供业务航空天气预报相关的单位与产品举例✓FAA的短临预报系统。