HỌC VIỆN HÀNG KHƠNG VIỆT NAM
KHOA QUẢN LÍ HOẠT ĐỘNG BAY

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG DỊCH VỤ THỜI
TIẾT ĐỐI VỚI NGÀNH HÀNG KHÔNG

Giảng viên hướng dẫn: Phan Đức Hùng
Nhóm 12: Cao Hồng Minh Thơ
Tăng Thanh Thư
Thạch Kim Bảo Thi
Nguyễn Thị Minh Thư

Thành phố Hồ Chí Minh, 2022


LỜI CAM ĐOAN

Nhóm xin cam đoan đề tài nghiên cứu: Hệ thống dịch vụ thời tiết đối với dịch vụ
hàng không là kết quả dựa trên việc giả định nghiên cứu đã có trước đây của Gloria
Kulesa - người dẫn đầu cho nghiên cứu về chương trình hệ thống thời tiết hàng
khơng. Trong tồn bộ nội dung của bài tiểu luận, những điều được trình bày hoặc là
của cá nhân hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham
khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp.
Nhóm xin hồn tồn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định
cho lời cam đoan của mình.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm
2022
Nhóm 12

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................................................iii
DANH MỤC KÍ TỰ VIẾT TẮT............................................................................iv
A. PHẦN MỞ ĐẦU..................................................................................................1
1. Đặt vấn đề − Tổng quan vấn đề..........................................................................1
1.1 Lí do và sự cần thiết.............................................................................................2
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước..........................................................3
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu.......................................................................4
2.1 Mục đích nghiên cứu...........................................................................................4
2.2 Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................5
2.3 Nhiệm vụ nghiên cứu...........................................................................................5
3. Đối tượng nghiên cứu..........................................................................................5
4. Phạm vi nghiên cứu.............................................................................................5
5. Giả thuyết khoa học.............................................................................................5
6. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................6
B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU...............................................................................7
Chương 1: Nghiên cứu cơ sở lí luận của vấn đề....................................................7
1.1. Các loại quan sát...............................................................................................7
1.1.1 Quan sát thời tiết hàng không bề mặt................................................................7
1.1.2 Quan sát trên không..........................................................................................7
1.1.3 Quan sát radar.................................................................................................10
1.1.4. Vệ tinh...........................................................................................................11


1.2. Báo cáo thời tiết hàng không..........................................................................11
1.2.1. Báo cáo thời tiết định kỳ hàng không (METARs)..........................................11
1.2.2. Báo cáo thời tiết thí điểm (PIREPs)...............................................................14
1.3. Dự báo hàng khơng.........................................................................................14
1.3.1 Dự báo sân bay đầu cuối (TAF)......................................................................15

1.3.2 Dự báo khu vực (FA)......................................................................................16
1.4. Tư vấn thời tiết trên chuyến bay....................................................................17
1.4.1. AIRMET........................................................................................................17
1.4.2. SIGMET........................................................................................................17
1.4.3. SIGMET đối lưu............................................................................................18
Chương 2: Phân tích thực trạng vấn đề và nguyên nhân...................................18
Chương 3: Giải pháp về vấn đề nghiên cứu.........................................................21
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..........................................................................23
Kết luận..................................................................................................................23
Kiến nghị................................................................................................................23
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................24
Tài liệu nước ngoài................................................................................................24
Tài liệu trong nước................................................................................................24


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 Thống kê số liệu giờ bị hỗn của Hệ thống khơng phận quốc gia từ tháng
1/2001 đến tháng 7/2002............................................................................................2
Hình 1.1 Ví dụ về phạm vi radar thời tiết................................................................10
Hình 2.1 Sai sót số liệu hàng năm từ Khí tượng thủy văn của NCEP.....................19
Hình 3.1 Các siêu máy tính giúp dự báo thời tiết chính xác hơn.............................22


DANH MỤC KÍ TỰ VIẾT TẮT

ADDS

Aviation Digital Data Service

AGL


Above Ground Level

AGPC

Applied geophysics center

AMDAR

Aircraft Meteorological Data Relay

ARINC

Aeronautical Radio, Incorporate

ASCAR

Dịch vụ dữ liệu số hàng
khơng
Mức cao tính từ mặt đất
Trung tâm ứng dụng vật lý
địa cầu
Hệ thống chuyển tiếp dữ
liệu khí tượng máy bay
Công ty Điện tử Hàng
không

Aircraft Communications,

Hệ thống Định vị và Báo


Addressing and Reporting System

cáo Liên lạc Máy bay
Hệ thống Thu thập và

ASDAR

Aircraft to Satellite Data Relay

Chuyển tiếp Dữ liệu Vệ
tinh

ASOS

ATC

AWOS

BUFR

The Automated Surface Observing

Hệ thống quan sát bề mặt

Systems

tự động

Air Traffic Control


Kiểm sốt khơng lưu

Automated Weather Observing

Hệ thống quan sát thời

System

tiết tự động

The Binary Universal Form for the
iv

Biểu mẫu phổ quát nhị


Representation of meteorological data

phân để biểu diễn định
dạng dữ liệu khí tượng

CAT

Clear Air Turbulence

Nhiễu động trời trong

CB


Cumulonimbus

Mây vũ tích

CIG

Ceiling

Độ cao tối đa

DUATS

Direct User Access Terminal Service

ESRL

Earth System Research Laboratory

FA

Area Forecasts

FAA

Funderal Foundation Aviation

Dịch vụ đầu cuối truy cập
người dùng trực tiếp
Phòng thí nghiệm Nghiên
cứu Khoa học Trái đất

Dự báo khu vực
Cục hàng không Liên
bang Mỹ

The Flight Data Acquisition &

Hệ thống Giám sát và Thu

Management System

thập Dữ liệu Chuyến bay

FM

Frequency Modulation

Điều chế tần số

FSS

Flight Service Station

Trạm phục vụ chuyến bay

GFS

Global Forecast System

Hệ thống dự báo toàn cầu


GLM

Geostationary Lightning Mapper

Bản đồ sét địa tĩnh

IFA

International Franchising Association

Hiệp hội nhượng quyền

FDAMS

v


quốc tế

MDCRS

METAR

MSL

Aircraft observations collection and

Hệ thống thu thập và báo

uses


cáo dữ liệu khí tượng

Meteorological Terminal Aviation
Routine Weather Report

Nhà ga khí tượng Báo cáo
thời tiết định kỳ
hàng không

Mean sea level

Mực nước biển trung bình

National Centers for Environmental

Trung tâm Dự báo Mơi

Prediction

trường Quốc gia

NTSB

National Transportation Safety Board

Cục chính phủ Mỹ

NWP


Numerical weather prediction

Dự đoán thời tiết số

NCEP

Trung tâm thời tiết

NWS

Aviation Weather Center

PIREPS

Pilot Reports

Báo cáo thí điểm

PRESFR

Pressure Falling Rapidly

Áp lực giảm

PRESRR

Pressure Rising Rapidly

Áp lực tăng


RMK

Remark

Sự nhận xét

vi

hàng không


Tầm nhìn đường cất

RVR

Runway Visual Range

SM

Statute Miles

Quy định dặm

An Aviatation Selected Specisal

Bản tin thời tiết sân bay

Weather Report

đặc biệt chọn lọc


TAF

Terminal Aerodrome Forecasts

Dự báo sân bay đầu cuối

Tempo

Temporary

Tạm thời

UTC

Coordinated Universal Time

Giờ Quốc tế

VC

Vicinity

Khu vực lân cận sân bay

VFR

Visual flight rules

Quy tắc bay trực quan


VHF

Very High Frequency

Tần số rất cao

VMC

Visual meteorological conditions

SPECI

VNMHA

VRB

WRF

hạ cánh

Điều kiện khí tượng
thị giác

Vietnam Meteorological and

Tổng cục khí tượng thủy

Hydrological Administration


văn Việt Nam

Variable

Hướng

The Weather Research and

Hệ thống mô hình nghiên

Forecasting Model

cứu và dự báo thời tiết

vii


WST

Convective Significant

Thơng tin khí tượng quan

Meteorological Information

trọng đối lưu

viii



A. PHẦN MỞ ĐẦU
 Trong ngành hàng không, dịch vụ thời tiết là một nỗ lực kết hợp của Dịch vụ
Thời

tiết Quốc gia (NWS), Cục Hàng không Liên bang (FAA), Bộ Quốc phịng

(DOD), các nhóm hàng khơng khác và các cá nhân. Do nhu cầu ngày càng tăng đối
với các dịch vụ thời tiết trên toàn thế giới, các tổ chức thời tiết nước ngoài cũng
cung cấp đầu vào quan trọng.
 Mặc dù dự báo thời tiết khơng chính xác 100%, nhưng các nhà khí tượng học,
thơng qua nghiên cứu khoa học cẩn thận và mơ hình máy tính, có khả năng dự đoán
các kiểu thời tiết, xu hướng và đặc điểm với độ chính xác ngày càng tăng. Thơng
qua một hệ thống dịch vụ thời tiết phức tạp, các cơ quan chính phủ và các nhà quan
sát thời tiết độc lập, phi công và các chuyên gia hàng không nhận các thông tin này
cơ sở dưới dạng các báo cáo và dự báo thời tiết cập nhật. Những báo cáo và dự báo
này cho phép phi công đưa ra quyết định sáng suốt về thời tiết và an toàn bay trước
và trong chuyến bay.
1. Đặt vấn đề − Tổng quan vấn đề
 Dịch vụ hàng không hiện nay vốn là một ngành công nghiệp vững chắc cùng với
sự phát triển mạnh mẽ, vượt trội và nổi bật. Nhưng bên cạnh những thế mạnh đó
vẫn

cịn xuất hiện những mặt hạn chế và rủi ro, tiêu biểu là vấn đề về thời tiết.

Theo các chun gia khí hậu, ngành cơng nghiệp du lịch nói chung và đặc biệt
ngành hàng khơng nói riêng chuẩn bị đối mặt với thời kỳ thời tiết hỗn loạn với cấp
độ tăng dần đều. Vấn đề thời tiết như nắng nóng, mưa bão,… kéo dài tác động
nghiêm trọng đến hoạt động khai thác các chuyến bay trên quy mơ tồn cầu. Chính
vì thế, ngày càng gia tăng nhu cầu về các dịch vụ thời tiết trên toàn thế giới. Vậy
vấn đề đặt ra rằng: “Vấn đề thời tiết sẽ được hệ thống dịch vụ thời tiết giải quyết

như thế nào?” Và đề tài “Nghiên cứu về hệ thống dịch vụ thời tiết đối với ngành
hàng không” này sẽ tìm ra phương pháp để giải quyết vấn đề đã nêu trên.

1


1.1 Lí do và sự cần thiết
 Theo số liệu thống kê FAA vào năm 2005, thời tiết là nguyên nhân của khoảng
70%

sự trì hỗn các chuyến bay.

Hình 1 Thống kê số liệu giờ bị hỗn của Hệ thống khơng phận quốc gia từ tháng
1/2001 đến tháng 7/2002
 Ngoài ra, thời tiết tiếp tục đóng một vai trị đáng kể ở một số tai nạn hàng không
và sự cố. Trong khi cơ quan điều tra tai nạn hàng không (NTSB) báo cáo, thời tiết là
chính nhân tố góp phần trong 23% tất cả tai nạn hàng khơng. Ví dụ như trong thực
tiễn, nắng nóng kéo dài tác động nghiêm trọng đến hoạt động khai thác các chuyến
bay trên quy mô tồn cầu. Sức nóng gay gắt khiến máy bay khó cất cánh hoặc

hạ

cánh vì khơng khí ấm tạo ra ít lực nâng cho máy bay hơn. Hay như vụ rơi máy bay
trực thăng ở phía Bắc Coten d’Ivoire tại khu vực biên giới phía Bắc với Burkina
Faso,

gần Togolokaye, nguyên nhân xác định là do thời tiết xấu.Vấn đề thời tiết

khiến nhiều chuyến bay của các hãng hàng khơng phải hỗn, trì trệ hoặc điều chỉnh
lịch bay, điều này gây ảnh hưởng nặng nề lên nền kinh tế của ngành hàng khơng

nói riêng và xã hội nói chung. Từ những vấn đề trên đã nêu bật lên sự cần thiết của
dịch vụ thời tiết đối với ngành hàng không nên đề tài được chọn để nghiên cứu là
“Nghiên cứu về hệ thống dịch vụ thời tiết đối với ngành hàng không”.

2


1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
Tại Việt Nam, có 1 số nghiên cứu đóng góp đáng kể vào đề tài này, bao gồm:
 “Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo thời tiết điểm với thời hạn tới 3 ngày
cho Việt Nam  Bản tin KHCN&HTQT Quý I năm 2019”, (VNMHA, 2019).
Nghiên cứu này nói về việc xây dựng công nghệ dự báo thời tiết mới dựa trên sản
phẩm mơ hình dự báo số trị sẵn. Đồng thời chế tạo ra hệ thống chia sẻ các sản phẩm
dự báo thời tiết điểm phục vụ hỗ trợ công tác dự báo địa phương và nhu cầu của
cộng đồng. Tuy nhiên, nghiên cứu vẫn còn hạn chế về giải pháp chi tiết nhằm cải
thiện sự thích ứng với khí hậu và tăng cường độ chính xác dự báo thời tiết chưa
được đề cập chi tiết.
 “Hệ thống mơ hình nghiên cứu và dự báo thời tiết WRF” của AGPC vào năm 2017.
Bài báo nói về việc phát triển và hồn thành mơ hình nghiên cứu và dự báo thời tiết
(WRF), được thực hiện ở quy mô vừa nhằm phục vụ 2 mục đích nghiên cứu là
nghiên cứu hoạt động diễn ra tại khí quyển và dự báo nghiệp vụ thời tiết. WRF
thường lấy số liệu từ hệ thống dự báo tồn cầu (GFS) làm đầu vào cho việc phân
tích dữ liệu và từ đó đưa tới kết luận về dự báo thời tiết. Điều này cho thấy WRF
vẫn còn mặt hạn chế là bị phụ thuộc vào số liệu từ hệ thống khác. WRF nên được
phát triển thêm, cụ thể là tích hợp thêm vào bộ thu thập dữ liệu, nhằm đối chiếu sai
số với GFS. Từ đó, giúp hạn chế sai sót đáng kể về mặt số liệu đầu vào.
Các nghiên cứu ngồi nước có giá trị với đề tài, gồm:
 “Đánh giá về tác động lớn của thời tiết đến khí tượng hàng khơng” năm 2019 của
Ismail Gultepe và các cộng sự đăng trên Pure and applied Geophysics, Quyển 170,
11/2019. Nghiên cứu đưa ra các cải tiến cần thiết trong việc đo lường và dự báo các

thông tin liên quan đến vấn đề thời tiết, đồng thời đưa ra phương pháp, hệ thống
mới (NWP  Numerical Weather Prediction) nhằm phục vụ quá trình. Nghiên cứu
chỉ ra các

yếu tố liên quan đến thời tiết có ảnh hưởng đến thu thập thơng số khí

tượng học và điều hành bay, gồm: gió, bão, nhiễu loạn, sương mù, tầm nhìn thấp,
bão cát, mưa, tuyết, … Hệ thống cảm biến mới được lắp đặt nhằm xác định chính
3


xác các thông số này để phục vụ cho việc điều hành các chuyến bay. Dựa vào đó,
bài nghiên cứu này hướng đến mục tiêu là đánh giá các thông số ấy nhầm xem xét
mức độ chính xác của chúng. Từ đó, đưa ra các biện pháp cải tiến liên quan đến đo
đạc, dự báo thời tiết, thay đổi khí hậu, và đồng thời xác định trở ngại trong tương lai
phải đối mặt. Hạn chế của bài nghiên cứu này là chưa giải quyết được vấn đề đưa
ra, đó là làm sao để tránh các sai sót khơng đáng có trong thu thập dữ liệu khi đối
mặt với thời tiết xấu.
 Theo nghiên cứu “Những tác động từ việc quan sát sấm chớp đến điều hành trung
tâm thời tiết hàng không từ Pseudo-GLM” của Terborg, A. và G. T. Stano vào ngày
1/27/2017. Nghiên cứu này nói về quy trình quan sát các chu kì của sấm chớp, phân
tích hiện tượng, địa điểm, thời gian, từ đó đưa ra các kết luận và thơng tin hữu ích
phục vụ cho việc tiên đoán thời tiết, giúp các chuyến bay được vận hành trơn tru,
tránh được các vấn đề hay trường hợp xấu liên quan đến vấn đề thời tiết và ngoại
cảnh. Nghiên cứu cũng đưa ra 1 mơ hình mới được bắt đầu áp dụng vào thời điểm
lúc bấy giờ, đó là Geostationary Lightning Mapper (GLM). Mơ hình này có tác
dụng mở rộng tầm quan sát, giúp thu thập thông tin và dữ liệu về tia chớp trên địa
bàn rộng. Từ đó, giúp xác định chính xác các vấn đề ngoại cảnh và thời tiết hiện
đang có mặt, đồng thời dự báo thời tiết trong tương lai. Mặt hạn chế của nghiên cứu
này đó là chưa đưa ra cách khắc phục thiếu sót trong thu thập dữ liệu của mơ hình

bản đồ sét địa tĩnh (GLM). Điều này xảy ra bởi vì các nhiễu động do sét và tia chớp
có thể gây ra sai sót trong q trình thu thập số lượng tia chớp và địa điểm của
chúng.
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
2.1 Mục đích nghiên cứu
 Hạn chế những ảnh hưởng và thiệt hại của thời tiết đối với ngành hàng không
thông qua hệ thống dịch vụ thời tiết, phục vụ cho hoạt động điều hành bay.

4


 Nghiên cứu cách thức và nguyên lí hoạt động của hệ thống dịch vụ thời tiết từ đó
thấy được nhược điểm để đưa ra biện pháp khắc phục (tính chính xác, …) và ưu
điểm (tính cơng nghệ, …) để phát triển.
2.2 Mục tiêu nghiên cứu
 Thống kê nguyên lí và cách thức hoạt động của dịch vụ thời tiết qua việc phân
loại các hình thức quan sát thời tiết và tóm tắt tình hình thời tiết.
 Thể hiện được vai trò quan trọng của hệ thống dịch vụ thời tiết trong việc báo
cáo thời tiết phục vụ các chuyến bay.
 Đề xuất biện pháp giải quyết vấn đề.
2.3 Nhiệm vụ nghiên cứu
 Nghiên cứu và tham khảo các tài liệu liên quan đến hệ thống dịch vụ thời tiết để
tổng hợp và hệ thống hóa kiến thức, thơng tin.
 Thu thập số liệu, thống kê về hoạt động dịch vụ thời tiết từ đó phân tích và làm rõ
vai trị của hệ thơng trong ngành hàng khơng.
 Cải thiện tính chính xác của hệ thống dịch vụ thời tiết.
3. Đối tượng nghiên cứu
Hệ thống dịch vụ thời tiết ngành hàng không tại Mỹ.
4. Phạm vi nghiên cứu
 Về nội dung: nghiên cứu tầm quan trọng của hệ thống dịch vụ thời tiết ngành

hàng không Mỹ.
 Về không gian: Cục hàng không liên bang Mỹ.
 Về thời gian: nghiên cứu được thực hiện từ 6/11 – 30/11.
5. Giả thuyết khoa học

5


 Luận điểm: Tầm quan trọng của dịch vụ thời tiết đối với ngành hàng khơng dân
dụng nói chung và hoạt động bay nói riêng.
 Luận cứ: Lượng mưa như  mưa, tuyết hoặc băng không phải là yếu tố thời tiết
duy nhất ảnh hưởng đến các chuyến bay, gió, mức độ mây và nhiễu động cũng có
thể tác động tiêu cực đến hoạt động và có khả năng gây ra sự chậm trễ tốn kém. Đây
là lý do mà việc tiếp cận với thông tin định tuyến và dự báo thời tiết chính xác và
kịp thời là rất quan trọng đối với những người lập kế hoạch và vận hành các chuyến
bay.
 Luận chứng: Tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế (ICAO – International Civil
Aviation Organization) ban hành riêng Phụ ước 3 (ANNEX3 − Meteorological
Service for International Air Navigation) − Dịch vụ Khí tượng cho khơng vận quốc
tế, thiết lập các tiêu chuẩn và khuyến cáo áp dụng cho cơng tác khí tượng hàng
khơng dân dụng đối với tất cả các quốc gia thành viên.
6. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp chính: Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lí thuyết, phương
pháp

thu thập số liệu.

 Phương pháp bổ trợ: Phương pháp phân tích và tổng hợp thực nghiệm.

6



B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Chương 1: Nghiên cứu cơ sở lí luận của vấn đề

1.1. Các loại quan sát
 Dữ liệu thu thập được từ các quan sát bề mặt và độ cao trên tạo thành cơ sở của
tất cả các dự báo thời tiết, tư vấn và cuộc họp giao ban. Có bốn loại quan sát thời
tiết: bề mặt, trên không, radar và vệ tinh.
1.1.1 Quan sát thời tiết hàng không bề mặt
 Quan sát thời tiết hàng không bề mặt (METARs) là tổng hợp các yếu tố của thời
tiết hiện tại tại các trạm mặt đất riêng lẻ trên khắp Hoa Kỳ. Mạng lưới được tạo
thành từ các cơ sở theo hợp đồng của chính phủ và tư nhân cung cấp thông tin thời
tiết liên tục từ trước đến nay. Các nguồn thời tiết tự động, chẳng hạn như Hệ thống
quan sát thời tiết tự động (AWOS), Hệ thống quan sát bề mặt tự động (ASOS), cũng
như các cơ sở tự động khác, cũng đóng một vai trị quan trọng trong việc thu thập
các ion quan sát bề mặt.
 Quan sát bề mặt cung cấp điều kiện thời tiết địa phương và thông tin liên quan
khác cho một sân bay cụ thể. Thông tin này bao gồm loại báo cáo, số nhận dạng
trạm, ngày và giờ, công cụ sửa đổi (theo yêu cầu), gió, khả năng hiển thị, Tầm nhìn
đường cất hạ cánh (RVR), hiện tượng thời tiết, tình trạng bầu trời, điểm nhiệt độ /
sương, đọc máy đo độ cao và nhận xét áp dụng. Thông tin thu thập được để quan sát
bề mặt có thể là từ một người, một trạm tự động hoặc một trạm tự động được cập
nhật hoặc tăng cường bởi một người quan sát thời tiết. Trong mọi hình thức, quan
sát bề mặt cung cấp thơng tin có giá trị về các sân bay riêng lẻ trên khắp đất nước.
Mặc dù các báo cáo chỉ bao gồm một bán kính nhỏ, phi cơng có thể tạo ra một bức
tranh tốt về thời tiết trên một khu vực rộng khi nhiều trạm báo cáo được xem cùng
nhau.
1.1.2 Quan sát trên không


7


 Quan sát thời tiết trên khơng trung khó khăn hơn quan sát bề mặt. Có một số
phương pháp mà hiện tượng thời tiết trên khơng có thể được quan sát:
 Quan sát bằng radiosonde, báo cáo thời tiết phi cơng (PIREPs), Hệ thống chuyển
tiếp dữ liệu khí tượng máy bay (AMDAR) và Hệ thống thu thập và báo cáo dữ liệu
khí tượng (MDCRS). Radiosonde là một gói thiết bị đo đạc hình khối nhỏ được treo
bên dưới một quả bóng chứa đầy hydro hoặc heli. Sau khi được thả ra, khinh khí
cầu bay lên với tốc độ khoảng 1.000 feet mỗi phút (fpm). Khi nó bay lên,
radiosonde thu thập các phần dữ liệu khác nhau, chẳng hạn như nhiệt độ khơng
khí, độ ẩm và áp suất, cũng như tốc độ và hướng gió. Sau khi thơng tin được thu
thập, nó được chuyển tiếp đến các trạm mặt đất thơng qua một máy phát vơ tuyến
300 mW.
Chuyến bay khinh khí cầu có thể kéo dài tới 2 giờ hoặc hơn và có thể bay lên độ
cao tới 115.000 feet và trôi dạt xa tới 125 dặm. Nhiệt độ và áp suất trải qua trong
suốt chuyến bay có thể thấp tới 130°F và áp suất thấp tới một vài lần so với mực
nước biển.
Vì áp suất giảm khi quả bóng bay tăng lên trong khí quyển, quả bóng mở rộng
cho đến khi đạt đến giới hạn đàn hồi của nó. Điểm này đạt được khi đường kính đã
tăng lên hơn 20 feet. Tại thời điểm này, khinh khí cầu bật lên và radiosonde rơi trở
lại Trái đất. Việc đi xuống được làm chậm bằng dù . Chiếc dù hỗ trợ bảo vệ
người và đồ vật trên mặt đất. Mỗi năm có hơn 75.000 quả bóng bay được phóng đi.
Trong số đó, 20 % khinh khí cầu được phục hồi và trả lại để phục hồi. Hướng dẫn
trả lại được in ở mặt bên của mỗi radiosonde.
Phi công cũng cung cấp thông tin quan trọng liên quan đến quan sát thời tiết
trên không trung và vẫn là nguồn thông tin thời gian thực duy nhất liên quan
đến sự nhiễu loạn, độ đóng băng và độ cao của đám mây. Thông tin này được thu
thập và nộp bởi các phi công trong chuyến bay. Cùng với nhau, PIREPs và quan sát
radiosonde cung cấp thơng tin về các điều kiện khơng khí trên quan trọng cho việc

lập kế hoạch bay. Nhiều hãng hàng không trong nước và quốc tế đã trang bị cho
8


máy bay của họ thiết bị đo đạc tự động truyền trong các quan sát thời tiết chuyến
bay thông qua hệ thống dữ liệu liên kết.
 Hệ thống chuyển tiếp dữ liệu khí tượng máy bay (AMDAR) là một chương trình
quốc tế sử dụng máy bay thương mại để cung cấp các quan sát thời tiết tự động.
Chương trình AMDAR cung cấp khoảng 220.000  230.000 lượt quan sát máy bay
mỗi ngày trên cơ sở toàn thế giới bằng cách sử dụng các cảm biến và đầu dò máy
bay trên máy bay để đo gió, nhiệt độ, độ ẩm / hơi nước, nhiễu động và dữ liệu đóng
băng. Cấu hình dọc AMDAR và quan sát trên đường bay mang lại lợi ích đáng kể
cho cộng đồng hàng khơng bằng cách tăng cường an toàn máy bay và hiệu quả hoạt
động thơng qua phân tích và dự báo thời tiết được cải thiện. Chương trình AMDAR
cũng góp phần cải thiện dự báo thời tiết số ngắn hạn và trung hạn cho một loạt các
dịch vụ bao gồm: Thời tiết phục vụ quốc phịng, thời tiết cơng cộng và giám sát mơi
trường. Thông tin được liên kết xuống mặt đất thông qua thông tin liên lạc Tần số
Cao (VHF) thông qua Hệ thống Định vị và Báo cáo Liên lạc Máy bay (ACARS)
hoặc qua liên kết vệ tinh thông qua Hệ thống Thu thập và Chuyển tiếp Dữ liệu Vệ
tinh (ASDAR).
 Hệ thống thu thập và báo cáo dữ liệu khí tượng (MDCRS) là một chương trình
quan sát thời tiết trên khơng tự động được sử dụng ở Hoa Kỳ. Chương trình này thu
thập và phổ biến các quan sát thời tiết trên không theo thời gian thực từ các hãng
hàng không tham gia. Các yếu tố thời tiết được liên kết xuống thông qua ACARS
và được quản lý bởi Công ty Điện tử Hàng không (ARINC) và nhiều công ty khác,
sau đó được chuyển tiếp ở Dạng phổ quát nhị phân để biểu diễn định dạng dữ liệu
khí tượng (BUFR) sang NWS và ở dạng dữ liệu thơ cho Phịng thí nghiệm Nghiên
cứu Khoa học Trái đất (ESRL) và hãng hàng không tham gia. Hơn 1.500 máy bay
báo cáo dữ liệu gió và nhiệt độ và tương tự cũng cung cấp thông tin về nhiễu loạn
và độ ẩm hơi nước. Kết hợp với các nhà sản xuất hệ thống điện tử hàng khơng, mỗi

hãng hàng khơng tham gia chương trình thiết bị của họ để cung cấp các mức dữ liệu
khí tượng nhất định. Việc giám sát và thu thập dữ liệu lúc cất cánh, trên đường đi và
hạ cánh được thực hiện thông qua Hệ thống Giám sát và Thu thập Dữ liệu Chuyến
9


bay (FDAMS) của máy bay và sau đó được truyền qua ACARS. Khi máy bay nằm
ngoài phạm vi hoạt động của ACARS, các báo cáo có thể được chuyển tiếp qua
ASDAR.Trong hầu hết các trường hợp, các báo cáo được lưu vào bộ đệm cho đến
khi máy bay nằm trong phạm vi ACARS, tại thời điểm đó chúng được tải xuống.

Hình 1.2 Ví dụ về phạm vi radar thời tiết
1.1.3 Quan sát radar
Có hai loại radar cung cấp thơng tin về lượng mưa và gió:
 Loại radar thường được sử dụng trong việc phát hiện lượng mưa là radar giám sát
sân bay FAA. Radar này được sử dụng chủ yếu để phát hiện máy bay,nhưng nó
cũng phát hiện vị trí và cường độ mưa, được sử dụng để định tuyến giao thông máy
bay xung quanh thời tiết khắc nghiệt trong môi trường sân bay.
 Radar trên không là thiết bị được máy bay mang theo để xác định vị trí nhiễu loạn
thời tiết. Các radar trên không thường hoạt động ở băng tần C hoặc X (tương ứng
khoảng 6 GHz hoặc khoảng 10 GHz) cho phép cả sự xâm nhập của lượng mưa lớn,
cần thiết để xác định mức độ giơng bão và phản xạ đủ từ lượng mưa ít dữ dội hơn.

10


1.1.4. Vệ tinh
 Sự tiến bộ trong công nghệ vệ tinh gần đây đã cho phép sử dụng thương mại để
bao gồm các liên kết lên thời tiết. Thông qua việc sử dụng các dịch vụ đăng ký vệ
tinh, các cá nhân hiện có thể nhận được tín hiệu truyền qua vệ tinh cung cấp thông

tin thời tiết gần thời gian thực cho lục địa Bắc Mỹ.
1.2. Báo cáo thời tiết hàng không
 Báo cáo thời tiết hàng không được thiết kế để đưa ra mơ tả chính xác về điều kiện
thời tiết hiện tại. Mỗi báo cáo cung cấp thông tin hiện tại được cập nhật vào các thời
điểm khác nhau. Một số báo cáo điển hình là METARs và PIREPs.
1.2.1. Báo cáo thời tiết định kỳ hàng không (METARs)
 METARs là một quan sát về thời tiết bề mặt hiện tại được báo cáo ở định dạng
quốc tế đứng. Trong khi mã METAR đã được thông qua trên toàn thế giới, mỗi
quốc gia được phép sửa đổi mã. Thông thường, những khác biệt này là nhỏ nhưng
cần thiết để phù hợp với các thủ tục địa phương hoặc các đơn vị đo lường cụ thể.
 METARs được ban hành trên cơ sở theo lịch trình thường xuyên trừ khi thời tiết
đáng kể đã xảy ra. Một METAR đặc biệt (SPECI) có thể được phát hành bất cứ lúc
nào giữa các báo cáo METAR thông thường.
 Một báo cáo METAR điển hình chứa các thơng tin sau theo thứ tự tuần tự:
 Loại báo cáo: có hai loại báo cáo METAR. Đầu tiên là báo cáo METAR thông
thường được truyền vào một khoảng thời gian đều đặn. Thứ hai là báo cáo hàng
không đặc biệt SPECI. Đây là một báo cáo đặc biệt có thể được cung cấp cho bất
cứ lúc nào để cập nhật METAR cho điều kiện thời tiết thay đổi nhanh chóng, rủi ro
máy bay hoặc thông tin quan trọng khác.
 Mã định danh trạm: một mã gồm bốn chữ cái do Tổ chức Hàng không Dân dụng
Quốc tế (ICAO) thiết lập. Trong 48 trạng thái tiếp giáp, một mã định danh ba chữ
cái duy nhất được đặt trước chữ cái “K”. Ví dụ, Sân bay Hạt Gregg ở Longview,
11


Texas, được xác định bằng các chữ cái “KGGG”, K là tên gọi quốc gia và GGG là
mã của sân bay. Ở các khu vực khác trên thế giới, bao gồm Alaska và Hawaii, hai
chữ cái đầu tiên của mã định danh ICAO gồm bốn chữ cái cho biết khu vực, quốc
gia hoặc tiểu bang. Số nhận dạng Alaska luôn bắt đầu bằng các chữ cái “PA” và số
nhận dạng Hawaii luôn bắt đầu bằng các chữ cái “PH”. Số nhận dạng trạm có thể

được tìm thấy bằng cách gọi FSS, văn phịng NWS hoặc bằng cách tìm kiếm các
trang web khác nhau như DUATS và NOAA's Aviation Weather Aviation Digital
Data Services (ADDS).
 Ngày và giờ của báo cáo: được mơ tả trong một nhóm gồm sáu chữ số (161753Z).
Hai chữ số đầu tiên là ngày. Bốn chữ số cuối cùng là thời gian của METAR /
SPECI, luôn được đưa ra theo giờ phối hợp quốc tế (UTC). Một chữ “Z” được thêm
vào cuối thời gian để biểu thị thời gian được đưa ra theo giờ Zulu (UTC) trái ngược
với giờ địa phương.
 Công cụ sửa đổi: biểu thị rằng METAR / SPECI đến từ một nguồn tự động hoặc
báo cáo đã được sửa chữa. Nếu ký hiệu “AUTO” được liệt kê trong METAR /
SPECI, báo cáo đến từ một nguồn tự động. Nó cũng liệt kê “AO1” (khơng có bộ
phân biệt lượng mưa) hoặc “AO2” (với bộ phân biệt lượng mưa) trong phần “Nhận
xét” để chỉ ra loại cảm biến lượng mưa được sử dụng tại trạm tự động.
 Gió: được báo cáo với năm chữ số (14021KT) trừ khi tốc độ lớn hơn 99 hải
lý/giờ, trong trường hợp đó, gió được báo cáo bằng sáu chữ số. Ba chữ số đầu tiên
cho biết hướng gió thực sự thổi từ hàng chục độ. Nếu gió thay đổi, nó được báo cáo
là “VRB”. Hai chữ số cuối cùng cho biết tốc độ của gió tính bằng hải lý trừ khi gió
lớn hơn 99 hải lý / giờ, trong trường hợp đó, nó được biểu thị bằng ba chữ số. Nếu
gió giật, chữ “G” theo tốc độ gió (G26KT). Sau chữ “G”, cơn gió đỉnh được ghi lại
được cung cấp. Nếu hướng gió thay đổi hơn 60° và tốc độ gió lớn hơn sáu hải lý /
giờ, một nhóm số riêng biệt, được phân tách bằng chữ “V”, sẽ chỉ ra các cực trị của
hướng gió.

12


 Khả năng hiển thị: khả năng hiển thị phổ biến (3/4 SM) được báo cáo bằng dặm
quy chế như được biểu thị bằng các chữ cái “SM”. Nó được báo cáo bằng cả dặm và
phân số dặm.
 Tầm nhìn đường băng: đơi khi, tầm nhìn đường băng (RVR) được báo cáo theo

tầm nhìn phổ biến. RVR là khoảng cách mà một phi cơng có thể nhìn thấy trên
đường băng trong một chiếc máy bay đang di chuyển. Khi RVR được báo cáo, nó
được hiển thị bằng chữ R, sau đó là số đường băng theo sau là nghiêng, sau đó là
phạm vi thị giác tính bằng feet. Ví dụ, khi RVR được báo cáo là R17L / 1400FT, nó
chuyển thành phạm vi hình ảnh 1.400 feet trên đường băng 17 bên trái.
 Thời tiết: Cường độ có thể là nhẹ (–), trung bình ( ), hoặc nặng (+). Sự gần gũi chỉ
mô tả các hiện tượng thời tiết nằm trong vùng lân cận sân bay. Ký hiệu “VC” chỉ
ra một hiện tượng thời tiết cụ thể nằm trong vùng lân cận cách sân bay từ năm đến
mười dặm. Mô tả được sử dụng để mô tả một số loại mưa và che khuất. Hiện tượng
thời tiết có thể được báo cáo là mưa, che khuất và các hiện tượng khác, chẳng hạn
như đám mây phễu1.
 Nhiệt độ và điểm sương : nhiệt độ khơng khí và điểm sương ln được tính bằng
độ C (o C) hoặc (18/17). Nhiệt độ dưới 0°C được đặt trước bằng chữ “M” để chỉ
điểm trừ.
 Áp suất khí quyển: được báo cáo là inch thủy ngân (“Hg) trong một nhóm số gồm
bốn chữ số (A2970). Nó ln được đặt trước bởi chữ “A”. Áp lực tăng hoặc giảm
cũng có thể được biểu thị trong phần “Nhận xét” là “PRESRR” hoặc “PRESFR”,
tương ứng.
 Giờ Zulu: một thuật ngữ được sử dụng trong ngành hàng không cho UTC, đặt
toàn bộ thế giới theo tiêu chuẩn một lần.

1

đám mây phễu: đám mấy có hình phễu được tạo ra khi ngưng tụ khơng khí, là dấu

hiệu cho thời tiết khắc nghiệt.
13


 Nhận xét: phần nhận xét luôn bắt đầu bằng các chữ cái “RMK”. Nhận xét có thể

xuất hiện hoặc không xuất hiện trong phần này của METAR. Thông tin trong phần
này có thể bao gồm dữ liệu gió, khả năng hiển thị giá trị, thời gian bắt đầu và kết
thúc của hiện tượng cụ thể, thông tin áp suất và nhiều thông tin khác được coi là cần
thiết. Một ví dụ về nhận xét liên quan đến hiện tượng thời tiết không phù hợp với
bất kỳ danh mục nào khác sẽ là: OCNL LTGICCG. Điều này được dịch là thỉnh
thoảng có sét trên mây và từ đám mây này sang đám mây khác. Các trạm tự động
cũng sử dụng phần ghi chú để cho biết thiết bị cần bảo trì.
1.2.2. Báo cáo thời tiết thí điểm (PIREPs)
 PIREPs cung cấp thơng tin có giá trị liên quan đến các điều kiện vì chúng thực sự
tồn tại trong khơng khí, không thể được thu thập từ bất kỳ nguồn nào khác. Phi cơng
có thể xác nhận chiều cao của các căn cứ và đỉnh của các đám mây, vị trí của gió
đứt và nhiễu loạn, và vị trí đóng băng trên máy bay. Nếu tầm nhìn bằng hoặc dưới
năm dặm, các cơ sở ATC được yêu cầu thu hút PIREP từ các phi công trong khu
vực. Khi gặp phải điều kiện thời tiết bất ngờ, phi cơng được khuyến khích báo cáo
với FSS hoặc ATC. Khi một báo cáo thời tiết của phi công được nộp, cơ sở ATC
hoặc FSS sẽ thêm nó vào hệ thống phân phối để thơng báo cho các phi công khác
và cung cấp lời khuyên trên máy bay.
1.3. Dự báo hàng không
 Các báo cáo điều kiện thời tiết quan sát được thường được sử dụng trong việc tạo
dự báo cho cùng một khu vực. Một loạt các sản phẩm dự báo khác nhau được sản
xuất và thiết kế để sử dụng trong giai đoạn lập kế hoạch trước chuyến bay. Các dự
báo mà phi công cần làm quen là dự báo sân bay (TAF), dự báo khu vực hàng
không (FA), tư vấn thời tiết trên chuyến bay (SIGMET, AIRMET).
1.3.1 Dự báo sân bay đầu cuối (TAF)
 TAF là một báo cáo được thiết lập cho bán kính năm dặm quy chế xung quanh
một sân bay. Báo cáo TAF thường được đưa ra cho các sân bay lớn hơn. Mỗi TAF
14


có giá trị trong khoảng thời gian 24 hoặc 30 giờ và được cập nhật bốn lần một

ngày ở các mức 0000Z, 0600Z, 1200Z và 1800Z. TAF sử dụng các mô tả và chữ
viết tắt giống như được sử dụng trong báo cáo METAR. TAF bao gồm các thông tin
sau theo thứ tự tuần tự:
 Loại báo cáo: TAF có thể là dự báo thông thường (TAF) hoặc dự báo sửa đổi
(TAF AMD).
 Mã định danh trạm ICAO: mã định danh trạm giống như mã định danh được sử
dụng trong METAR.
 Ngày và giờ xuất xứ: thời gian và ngày (081125Z) của nguồn gốc TAF được đưa
ra trong mã sáu số với hai số đầu tiên là ngày, bốn số cuối cùng là thời gian. Thời
gian luôn được đưa ra trong UTC như được ký hiệu bởi Z sau khối thời gian.
 Ngày và giờ trong khoảng thời gian hợp lệ: khoảng thời gian hợp lệ TAF
(0812/0912) tuân theo ngày / giờ của nhóm nguồn gốc dự báo. Theo lịch trình TAFs
24 và 30 giờ được cấp lại bốn lần mỗi ngày, ở mức 0000, 0600, 1200 và 1800Z. Hai
chữ số đầu tiên (08) là ngày trong tháng để bắt đầu TAF. Hai chữ số tiếp theo (12)
là giờ bắt đầu (UTC). 09 là ngày trong tháng kết thúc TAF và hai chữ số cuối (12)
là giờ kết thúc (UTC) của khoảng thời gian hiệu lực. Khoảng thời gian dự báo bắt
đầu lúc nửa đêm UTC được chú thích là 00. Nếu thời gian kết thúc của một khoảng
thời gian hợp lệ là lúc nửa đêm theo múi giờ UTC, nó được chú thích là 24. Ví dụ:
TAF 00Z được cấp vào ngày 9 của tháng và có giá trị trong 24 giờ sẽ có thời hạn
hiệu lực là 0900/0924.
 Dự báo gió: dự báo hướng gió và tốc độ được mã hóa trong nhóm số gồm năm
chữ số. Một ví dụ sẽ là 15011KT. Ba chữ số đầu tiên cho biết hướng gió liên quan
đến phía bắc thực sự. Hai chữ số cuối cùng cho biết tốc độ gió tính bằng các nút
thắt được nối với “KT”. Giống như METAR, gió lớn hơn 99 hải lý / giờ được cho
bằng ba chữ số.

15