Weather and NOTAMS 危害天氣及飛航公告
內容目錄
前言
慢慢來，比較快 。
文章長度很長，光看上方「內容目錄」你可能就要暈倒了我知道。我自己也寫到一度想戴個氧氣面罩喘一下。（小提示 ：可以善用畫面右下角的 符號，隨時回到目錄，探索感興趣主題）
我想說的是：不要急，先深呼吸，學習就是一段探索的過程。
價值，就需要你保持耐心地一點一點探索，就跟拼拼圖一樣，花一點時間吸收、消化、查查資料是必要的過程，若有任何問題或發現錯誤，都歡迎你透過留言區和我回饋分享。
本章重點
前一篇文章結尾有稍微提到，飛行環境要注意的面向有哪些。
我個人認為，撇除掉世間最難預測與控制的「人」之外，天氣應該是飛行員的嚴峻挑戰排名第二。
這篇 Weather and NOTAMS 主要討論在飛行的天空及天氣有關的資源，包含了三大部分：
- 危害天氣
- 天氣報告/其他報告
- 天氣預報
危害天氣
依照書中的分類，有六種主要常見的天氣危害。
各段將以小標題「特性、危害、處置」分別說明。
Icing 結冰
Any pilot knows how to make a 180°, a good pilot knows when.
特性
- 定義：當溫度 ≤ 10°C 加上可見水氣，就是 Icing Condition（易發生於 2 ~ 10°C）
- 在 AIRMET, SIGMET 可以看到預期發生範圍
- light, moderate icing 應盡量避免，severe icing 更是不用說
類型（我自己的分類法）
飄落式
- Frost 霜：即使是最輕微的結冰類型，仍然會造成機翼氣流改變
- Freezing Rain 冰雨
- 代表逆溫層存在（上熱下冷）
- 最危險的 icing 情況，因為積冰的速度會非常快，想辦法用最快的速度離開該區域
- Ice Pallets 冰珠：高空層的 freezing rain
固定式
- Rime Ice 霜冰
- 最常見的積冰
- 通常和 Stratus Cloud 有關
- 較容易除去
- Clear Ice 明冰
- 通常和 Cumulus Cloud 有關
- 相對 Rime Ice，屬於較難除去的積冰
- Mixed Ice
- 綜合以上兩種（所有的積冰基本上都是綜合式的）
危害
由於積冰影響機翼表現氣流，將導致：
- 重力、阻力增加
- 升力減少
- 失速速度增加
- 油耗增加
處置
起飛前
- De-ice/Anti-ice 除/防冰程序
- 除冰：任何積冰、積霜、積雪在起飛前一定要從機身上移除
- 防冰：在飛機機體撒上防冰液體，並記載
- Type：液體類型 Type I ~IV
- UTC Time：噴灑的時間
- Holdover Time：除防冰液體的有效時間（可查表）
- 掌握飛行天氣資訊
- Freezing Level Chart
- AIRMETs/ SIGMETs （後面會提到）
- PIREPs（後面會提到）
- Winds and Temperatures Aloft
飛行中
- 飛在 Icing Level 3,000ft below, 8,000ft above or above cloud
- 發現有 Icing sign
- Climb：1st option ☝️，飛到雲上或是不易產生積冰的空層、爭取到更多的位能 for worst case
- Descend：2nd option，90% icing 發生在 icing level 垂直 3,000ft 的高度
- 若不幸遇到 severe icing → 掉頭會是較好的處置
- 跟 ATC 請求支援
落地前
- 若有必要，開啟除防冰裝置，以確保進場、落地階段的飛機操作、性能正常
Fog 霧
前言
在介紹霧之前，先簡單說明水的特性。水有三態：固態、液態、氣態，大家應該都不陌生。這段介紹的霧，其實是屬於水的液態，也就是可見水氣的一種表現形式。
另外，空氣中的水氣含量，會隨著溫度增加而增加。也因此，低溫時，同樣體積的空氣分子，所能含有的水氣含量就會比較少，多出來的那些水氣，就會以液態的方式呈現。
特性
- 根據成因有各種不同類型的霧，主要分為以下六大類：
- Radiation Fog 輻射霧
- 通常出現在無風的晨間或夜晚，因地表冷卻、空氣冷卻，造成相對濕度上升，水氣凝結的現象
- 霧的厚度通常不超過 300ft
- 在白天太陽出現，地表升溫後就會散去
- Advection Fog 平流霧
- 濕空氣從水面帶往相對冷的內陸所形成的霧
- 形成速度可以非常快，持續時間也通常比 Radiation Fog 要長
- 舊金山又名霧城，主要就是這種類型的霧
- Upslope Fog 上坡霧
- 風吹向山或是地障，隨著地表高度增加，溫度降低，溼空氣凝結產生的霧氣。
愁雲慘霧，煙霧繚繞指的就是這種霧
- Steam Fog 蒸汽霧
- 乾冷空氣吹向水面凝結產生的霧氣，溫泉上看到的霧就屬於此類型
- Precipitation-induced Fog 雨霧
- 當雨水落到地表前，碰到相對濕冷的空氣層，而使空氣水分達到飽和，形成的霧氣稱之
- 在下雨的溼冷天氣非常常見
- Ice Fog 冰霧
- 懸浮在空氣中的細小冰晶所形成的霧。
- 通常只在天氣相對嚴寒的地區較常見到，發生氣溫通常低於 0°C
- Radiation Fog 輻射霧
危害
- 能見度降低，看不清楚外界環境，增加飛行風險
處置
- 根據場站特性、到場時間、天氣，心裡有所預期
- 事前計畫：調整出發時間、多帶油量、轉降場站天氣確認、人員執行低能見度進場資格…
- 執行：依據計畫執行，勿心存僥倖
Wind Shear 風切（簡寫 WS）
特性
- 定義：短距離的瞬間風向（垂直/水平）、風速改變，可能發生在任何高度
- WS 常見天氣條件
- 鋒面活動
- Thunderstorm
- 逆溫
- 地面障礙物
- 速度改變 +/- 15kt
- 垂直速度改變 > 500 fpm
- WS Alert：飛機偵測 or ATC 偵測
- 影片介紹
危害
- 飛機無法維持穩定姿態、速度，低高度的 WS 尤其危險
- WS Landing
處置
- AVOID 避讓是最高的原則
- 有預期、做好提示、心理準備
- 不幸遇到 WS，執行對應操作程序
Microburst 微爆流
特性
- 對流空氣的下洗氣流造成的嚴重風切天氣現象，通常是 TS 進到了第二階段成熟期之後
- 速度改變 +/- 30kt（可高達 +/- 50~100kt）
- 下洗氣流速度可高達 6,000 fpm
- 維持時間 10-15 min
- 影響範圍約方圓 2.5 哩
危害
- 飛機無法維持穩定姿態、速度、低高度極度危險 ⚠️⚠️⚠️
- 影片介紹
處置
- 等待 Microburst 消散後，再起飛降落
Thunderstorm 雷暴/雷雨（簡寫 TS）
特性
- 空氣對流產生之雷暴天氣
- 生命週期可分為三階段：發展期、成熟期、消散期
- Anvil Side 雲砧（邊緣處）天氣尤其危險
危害
- 強烈對流帶來極度不穩定的天氣現象，TS 帶來的危害有
- 打雷
- 強降雨
- 閃電
- 冰雹
- Turbulence、LLWS
處置
以避讓為大前提（飛機前方的天氣雷達可以掃到）。若真的不小心穿越了，以下為建議處置方式。
- 避讓原則
- 上風邊 10 nm, 下風邊 20 nm, Fly over 5,000 ft
- 穿越
- 安全帶綁好（警示燈打開）
- Anti-ice ON
- 安全情況下，飛越低越好
- 減速，maintain 在 Va 之上
- 優先順序：SPD > ALT
- 保持 Wings Level（減少 Wind Load）
- Report ATC
Virga 幡狀雲
特性
- 雨、冰落在地面前蒸發的天氣現象（strong downdraft）
- 雲層下的天氣非常乾燥（常見於沙漠）
危害
- 中度以上的亂流
處置
- 避讓
Jet Stream 噴射氣流
特性
- 中文名為噴射氣流，環繞地球周圍，擁有像河流般蜿蜒西向東流向的高空風
- 主要發生於兩處：極圈、中緯度
- 動能來源：赤道、極圈熱對流＋地球自轉的科氏力（影片一、影片二）
- 常發生在對流層頂（tropopause：20,000~65,000ft 不等）
- 以中緯度而言
- 冬天強、夏天稍弱
- 冬天南移、夏天偏北
- 低緯度、高緯度對流層頂（tropopause）的高度並非漸進下降，往往會有一個斷層，該斷層稱為 “Break”，和 Jet Stream 的中心 (Jet Core) 同樣特性，往往是晴空亂流易發生的位置
- 往極圈風速遞減較快（WS 較強），往赤道風速遞減較慢
危害
- 飛機地速改變（影響油量）
- 飛機空速改變（造成超速、失速危險）
- 晴空亂流 CAT（見下一段）
處置
- Flight Planning：預期 Jet stream 位置和 tropopause 可能高度
- SA：注意外界劇烈溫度變化，可能代表穿過 tropopause
- 注意地速和剩餘油量、視情況改變飛行高度 (2,000~4,000ft lower)
Clear Air Turbulence 晴空亂流（簡稱 CAT）
特性
- 高高度的風切現象（通常指 15,000ft 以上）
- 常見條件
- 冷暖氣流交界處
- Jet Stream 周圍
- Cirrus Cloud 周圍
- Mountain wave
- 無法偵測
危害
- 飛機無法維持穩定姿態、速度
處置
- 無法偵測，只能使用 Significant WX chart 或 PIREPs 預期可能發生位置，做適當避讓
- 若遇到 CAT，改變高度、減少 Load Factor、report ATC
小結
以上幾種飛行常見的為害天氣，扣除前兩項 Icing, Fog，其它都與不穩定氣流 Turbulence 相關，只是發生的原因和呈現形式各有不同。會造成的危害都是很類似的 → 讓飛機的姿態不穩定。
這個不穩定對帶來的傷害程度可大可小。
狀況輕則感到顛頗，可能部分人會暈眩、嘔吐；狀況嚴重可能造成機組員、乘客受傷、機體結構受損、飛機不穩定進場…，所以為了確保人身的安全，飛機上的安全帶指示燈，千萬不可輕忽！至於飛機的安全，就交給專業的飛行員來守護吧 ！
天氣報告/其他報告
Key Factor
在飛行世界，雲幕高 Ceiling 和能見度 Visibility 是飛行員最關注的兩個天氣因素。
因為這是在進場階段，駕駛艙內多晚能看到跑道的因素，而這又牽扯了人員、飛機裝備、場站裝備等因素，所以不得不慎。
關於天氣，當然還有其他的因素需要考量，像是溫度、露點溫度、風向風速、場壓等、跑道溼滑程度等，隨著機場場站設備越高級，能提供的資訊就越多。
這段一開始介紹的都是報告 Report，指的都是觀測到的實際天氣；下一段預報 Forecast 才是預測天氣，一開始，腦袋要先分清楚，兩者概念上的差別（當初我自己會有一點混淆）。
ATIS（Automated Terminal Information Service）
- 大機場都會使用的天氣報告，每小時或每半小時發佈一次，可以使用 Datalink 的場站，會標示為 “D-ATIS”
- 除了天氣資訊，還有人工添加的場站資訊（APP, or RWY in use, NOTAMs…）
- 附上 Identifier 英文字母（A-Z）：在首次聯絡 Delivery or Approach 時，告訴對方你已經掌握最新天氣資訊
AWOS（Automatic Weather Observing System）
- 每分鐘提供天氣資訊的觀測系統，分成 1~4級，每個等級是根據上一個等級疊加上去，可提供的天氣資訊越來越多
- AWOS-1：僅提供 Altimeter setting
- AWOS-2：AWOS-1＋提供能見度
- AWOS-3：AWOS-2＋雲幕高度。若加上P，可偵測將與類型；加上T，可偵測雷暴、閃電
- AWOS-4：AWOS-3＋道面狀態、降雨量等進階天氣資訊
- Remark：備註欄位，常見的為 A01/A02，分別代表無法 (A01)/ 有能力 (A02) 區分降水類別能力
- 主要使用在 Non-towered Airport
ASOS（Automatic Surface Observation System）
- 類似 AWOS，較 AWOS 系統複雜。可產生 METAR+TAF 資訊（有預測功能）
- 可偵測 gust wind、劇烈壓力改變、雲幕比例
- Ceiling/Visibility 限制：和 AWOS 一樣，12,000 ft/ 10 sm
- 主要使用在 Towered Airport
ATIS, AWOS, ASOS 三者分別
- ThinkAviation
- Youtube
METAR（METeorological reports-Aviation Routine weather reports）
- 每小時一次的場站天氣資訊
- SPECI：代表有特別的天氣變化
- 風向改變 ≥ 45°
- Visibility < 3 sm
- RVR change to 2,400 ft
- Capt. Joe 教你解碼 METAR
PIREPs（PIlot REPortS）
NOTAMs（NOtice To AirMan）
中文翻譯為：「給飛行員的通知」。
目的
- 世界各地狀況隨時在變，飛行前拿到的資訊並不代表飛行路途到終點都會完全一樣。NOTAM 的存在目的，就是為了讓飛行員知道這些暫時、即時的變化，以確保飛行的安全。
類別
- NOTAM 類別的數量，從一開始分為四類（和書中敘述相同），到截稿前查詢 FAA 分為十類，覺得有點混亂，也沒有太大意義。了解 NOTAM 包含什麼樣類型的資訊比較重要。
- 以下 僅列出原先四種類別至今沒改變的 NOTAMs：
- **NOTAM(D)：**場站設施（跑道、滑行道、燈光…）的關閉、維修
- **FDC NOTAM：**進場程序更改、TFR
- **Military NOTAM：**關於空軍的活動範圍、時間
- International NOTAM：國際間共同發布的 NOTAM
參考資料
Braking Action
Braking Action
- 場站量測跑道溼滑狀況
- 共分成 7 個等級（上圖左半部是場站量測 0-6，右半部為飛行員回報 Good – Nil）
Runway Friction（舊制）
- 另一種提供跑道狀況的標準，用希臘字母 μ(讀音 “myew”) 來代表
- 0 ~ 100
- < 40 相當於 Braking Action “Medium” 的狀態
- 這是舊的定義方式，已不再使用
天氣預報
TAF（Terminal Aerodrome Forecast）
- 預報 24h 的天氣狀況（部份到 30h），一天四次（00, 06, 12, 18Z），每次預報在以上四個時間前 30m 進行
- 主體：風、能見度、天氣、雲幕
- 範圍：機場方圓 5 sm
- VC：機場方圓 5~10 sm
- Capt. Joe 教你解碼 TAF
AIRMET（AIRman’s METeorological information）
- 危害天氣的預報，尤其對於非 IR 的飛行需特別注意
- 有三種危害類型，分別為 S, T, Z，每一項最後 ( ) 提供記憶法！
- S（Sierran）：IFR or Mountain obscuration（和 See 看不看得見有關）
- T（Tango）：Turbulence, WS, 地面強風（T for Turbulence）
- Z（Zulu）：Icing, freezing level（Z 是最後 Last 一個英文字母, Icing is the LAST thing you want to have）
- 有效 6h
- 參考連結
SIGMET（SIGnificant METeorological information）
- 顯著危害的天氣，程度比 AIRMET 更甚，所有類型的飛機都需要注意
- 有以下幾種危害資訊
- Severe Turbulence, CAT
- Sever Icing
- Duststorms, sandstorm, volcanic ash, visibility < 3 sm
- 有效 4h
- 參考連結
Convective SIGMET
- 和強烈雷暴 Severe TS 有關的天氣預報，包含了颶風、颱風、強降水、冰雹、地面狂風等天氣現象
- 一旦有此天氣現象，會在每小時的 55m 發布，有效期限最長 2h
- 參考連結
CWA（Center Weather Advisories）
- 不定期的飛行通告，除了天氣，也可能會有 flow control, air traffic 相關的資訊，預計在 2h 內發生的資訊
- 作為 AIRMET, SIGMET 的補充
個人心得
親身經歷
在整理這篇文章的同時，經歷了台灣初春易見的濃霧天氣。這種天氣型態，確實影響著飛行員在出發前的考量，以及飛行期間帶來的壓力！因為任誰都希望能夠順利平安的飛回本場，開心回家。然而，一旦老天爺不賞臉，進場之前，若沒有最低標準的天氣，就不得不考慮轉降了。
規定擺在那裡，就是要人遵守，而不是要人打破的！飛行員的思維，永遠是安全第一，而不是回家第一。
重新學習
在整理這一篇文章過程中，其實內容蠻多，大部分的概念也都算熟悉了，所以是需要一些些耐心去做整理的。在這整理過程中，保持耐心，也會發現一些意想不到，之前沒有注意過的重點。像是 VC 的定義、或 Brake Action 的新舊制、ATIS/ AWOS/ ASOS 三者間的差別，都讓我覺得很新鮮。
當然最重要的，是希望能夠透過簡單的整理，幫助到有需要的人。不論是準備學飛，或是正在學飛的你，讓自己的知識常保新鮮事十分重要降低風險的好習慣。
A good pilot is always learning. – Capt. Joe
參考資源
- Skybrary → 飛行知識寶庫
- Boldmethod → 學飛階段好朋友
- CFINotebook → 稍微比較沒有在 maintain 的飛行知識網站
- Capt. Joe “A good pilot is always learning, Your Capt. Joe “
- Aviation Weather Center
- tono2
- Wiki
- FAA
- Aepert’s blog
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