| 研究生: |
阮婕如 Juan, Chieh-Ju |
|---|---|
| 論文名稱: |
即時機場低空風切偵測之分析與警訊系統探討 System Analysis and Alert for Real Time Airport Wind Shear Detection |
| 指導教授: |
林清一
Lin, Chin E. 蒲金標 Pu, Chin-Piao |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 航空太空工程學系碩士在職專班 Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class) |
| 論文出版年: | 2016 |
| 畢業學年度: | 104 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 53 |
| 中文關鍵詞: | 低空風切 、低空風切警告系統 、氣壓跳動 、風速跳動 、飛航安全 |
| 外文關鍵詞: | Low Level Wind Shear, Low Level Wind Shear Alert System, Wind Speed Fluctuation, Pressure Fluctuation, Aviation Safety |
| 相關次數: | 點閱:173 下載:10 |
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低空風切對航機飛行構成嚴重的威脅,尤其在離到場階段,此時航機空速及距地面高度都接近安全的臨界值,突然遭遇風向量的變化,改變飛行姿態,若飛行員未即時修正,可能對生命及財產造成嚴重的影響。而目前由FAA所發展的第三代低空風切警告系統,可偵測機場跑道兩端向外延伸3海浬範圍的低空風切現象,但系統造價昂貴,設備維護不易,且測風台對於建置腹地取得及周遭環境有諸多限制。
本文根據松山機場低空風切系統及中央氣象局颱風資料庫,分析地面天氣情況,並使用機場自動化氣象觀測系統(AWOS)風速、風向及氣壓觀測資料,計算其跳動值及標準差,並分析每小時超過一個標準差的次數及跳動幅度,探討其與低空風切警告系統(LLWAS)發布風切警報的相關性,並將分析所得之結果,用於高雄地區小型機場低空風切現象實例探討。希望藉由研究分析之結果,於機場跑道及離到場走廊裝設微型氣壓感測器,並透過氣壓跳動現象之分析,作為小型機場建設低空風切偵測簡易系統之參考。
Low level wind shear has been recognized as a serious hazard to aviation safety, especially when it occurs during aircraft take-offs and landings. In these flight phases, the aircraft flight altitude and airspeed are approaching to their critical margin. The sudden variation of wind speed and wind direction may affect aircraft performance greatly. Pilots’ misjudge or retardation may bring aircraft into catastrophic states. Low level wind shear and small-scale microburst detection over the runway or within 3 nautical miles on both direction extensions may find some effective early warning signals to pilots. A simple barometric data detection system is proposed and established in Sung-Shan Airport to collect atmospheric pressure changes in real time and convert the statistical micro-changes to identify the wind burst. This thesis uses the barometric data of an established system to analyze the ground atmospheric pressure changes along runway. Based on the collected weather data, the fluctuation and standard deviation of the barometric pressure changes are calculated and detected. When the time span and frequency of the weather parameters exceed one statistics sigma, the correlated wind shear alert will be alarmed from the ground station. The analytical results demonstrate the effectiveness of the proposed detection mechanism to enforce aviation safety.
[1] 蒲金標、徐茂林、游志遠,2013年7月12~13日蘇力颱風侵襲期間松山機場低空風切分析研究,大氣科學,第四十三期,第一號,2005年3月,頁27-46。
[2] 飛航安全調查委員會,台灣飛安統計2005-2014 https://www.asc.gov.tw/main_ch/statisticsList.aspx?uid=224&pid=202,資料擷取時間2016年5月。
[3] International Civil Aviation Organization(ICAO),2005: DOC 9817-Manual on Low-level Wind Shear and Turbulence.
[4] BOEING statistical summary 2014 - Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents.
[5] Aviation Safety Network http://aviation-safety.net/database/, available in May 2016.
[6] 余曉鵬、童茂祥,臺灣桃園及松山機場低空風切警告系統(LLWAS)介紹,飛行安全秋季刊,2011年,頁64-66。
[7] 飛航安全調查委員會,航空器飛航事故調查報告,中華民國 103 年 7 月 23 日復興航空公司GE222班機ATR72-212A型機,國籍標誌及登記號碼 B-22810,於馬公機場 20 跑道進場時撞擊地障墜毀於住宅區,報告編號:ASC-AOR-16-01-002,2016年1月。
[8] University Corporation for Atmospheric Research (UCAR), http://www2.ucar.edu/, available in May 2016.
[9] 郭忠暉、吳拱辰,新型低空風切警告系統LLWAS-RS簡介,飛航天氣,第五期,2006年4月,頁28-37。
[10] Appendix A&B, Network Expansion LLWAS (PhaseⅢ), Algorithm Specification, University Corporation for Atmosphere (UCAR), 1992.
[11] 童茂祥,淺談低空風切警示系統,飛行安全季刊,第59期,2009年冬,頁63-68。
[12] 交通部中央氣象局氣象百科,http://www.cwb.gov.tw/V7/knowledge/encyclopedia/me000.htm,資料擷取時間2016年5月。
[13] 蒲金標,西元2002年中正國際機場低空風切之分析研究,飛航天氣,第二期,2004年11月,頁1-29。
[14] 何台華、涂明聖、蒲金標、魏志憲,2002年梅雨季中正與松山機場低空風切之個案研究,大氣科學,第三十三期,第二號,2005年6月,頁119-142。
[15] 蒲金標,台灣松山機場低空風切警告系統與低空風切診斷分析,大氣科學,第三十一期,第二號,2003年2月,頁181-198。
[16] Pressure Gradients, Storm Tracks and Wind Velocity, Wolf Read, http://www.climate.washington.edu/stormking/PressureGradients.html, available in May 2016.
[17] A. J. Bedard, H. B. Meade, “The Design and Use of Sensitive Pressure-Jump Sensors to Detect Thunderstorm Gust Fronts. Part I: Pressure- Jump Detector Design”, Journal of Applied Meteorology, Vol. 16, July 1977, pp. 1049–1055.
[18] A. J. Bedard, Jr. W. H. Hooke, “The Dulles Airport Pressure Jump Detector Array for Gust Front Detection”, Bulletin America Meteorological Society, Vol. 58, No.9, September 1977, pp. 920–964.
[19] J. H. Shreffler, Francis S. Binkowski, “Observations of Pressure Jump Lines in the Midwest”, Monthly Weather Review, Vol. 109, August 1981, pp. 1713–1725.
[20] Roger M. Wakimoto, “The Life Cycle of Thunderstorm Gust Fronts as Viewed with Doppler Radar and Rawinsonde Data”, Monthly Weather Review, Vol. 110, January 1982, pp. 1060–1082.
[21] S. Viana, C. Yagüe, G. Maqueda, G. Morales, “Study of the surface pressure fluctuations generated by waves and turbulence in the nocturnal boundary layer during SABLES2006 field Campaign”, Física de la Tierra, Vol.19, June 2007, pp. 55-71.
[22] Oliver Krueger, Hans von Storch, “The Informational Value of Pressure-Based Single-Station Proxies for Storm Activity”, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol.29, November 2011, pp. 569-580.
[23] 蒲金標、徐茂林、游志遠、劉珍雲,台灣低壓鋒面與松山機場低空風切個案研究,航空安全及管理季刊,第1卷,第3期,2014年5月,頁227-243。
[24] 常態曲線,www3.nccu.edu.tw/~soci1005/CH5.pdf.,資料擷取時間2016年5月。
[25] 中央氣象局颱風資料庫,http://rdc28.cwb.gov.tw/TDB/ntdb/pageControl/ty_warning,資料擷取時間2016年5月。