基于单台相干多普勒测风激光雷达的大型机场微下击暴流、风切变、阵风锋及涡旋探测

准确的风切变探测对航空安全至关重要，尤其是在起飞和降落阶段。本文提出并验证了一种新的风切变预警方法。该方法使用单台相干多普勒测风激光雷达（CDWL）监测多条跑道上的正交风分量。首先，通过改进的变分方法从径向速度中反演出风场的两个正交分量。随后，在不受单台激光雷达位置限制的情况下，同时计算不同跑道上的顶风和侧风。最后，通过定量评估监测区域内的切变斜坡分布，生成风切变预警信息。这种基于CDWL的新型风切变预警方法在北京大兴国际机场得以应用。激光雷达反演出的水平风与风速计的测量结果一致。得益于其高时空分辨率，微下击暴流、风切变、阵风锋和涡旋等危害航空安全的气象现象均被良好捕捉。尤其是在风切变验证实验中，机组人员报告的全部10起风切变案例均被成功识别，证实了新方法的有效性和鲁棒性。