a. 착빙이 항공기에 미치는 영향은 누적된다. 추력이 감소하고, 항력이 증가하고, 양력이 감소하며, 무게가 증가한다. 그 결과 실속 속도가 증가하고 항공기 성능이 감소한다. 심한 경우 에어포일의 앞전에 2 ~ 3인치의 착빙이 5분 이내에 형성될 수 있다. 일부 항공기는 1/2인치의 착빙만으로도 양력이 50% 감소하며 마찰 항력이 50% 증가한다.
b. visible precipitation(예를 들어 비나 구름 방울)을 비행할 때 기온이 섭씨 2도에서 –10도 사이인 경우 착빙을 예상할 수 있다. 착빙이 확인된 경우 조종사는 둘 중 하나를 수행해야 한다(특히 항공기가 deicing 장비를 갖추지 않은 경우): precipitation을 벗어나거나, 혹은 영상 기온인 고도로 향한다. 이러한 “따뜻한” 고도가 항상 더 낮은 고도인 것은 아니다. 비행 전 준비 도중 결빙 고도에 대한 정보를, 그리고 precipitation areas 내 영상 기온 고도에 대한 정보를 확인해야 한다. ATC에 착빙을 보고해야 하며 만약 착빙으로 인해 위험이 예상된다면 새로운 경로나 고도를 요청한다. 착빙 보고 시 ATC에 항공기의 형식을 제공해야 한다. 다음은 착빙 조건을 보고하는 방법을 설명한다.
1. Trace. 착빙이 눈에 띄기 시작한다. 축적되는 속도가 승화되는 속도보다 약간 빠르다. 바깥 날개에 시간 당 1/4인치(6mm) 미만으로 착빙이 축적된다. 조종사는 상황이 심각해지기 전에 착빙 조건을 빠져나가는 것을 고려해야 한다.
2. Light. airframe의 착빙 축적을 최소화하기 위해 가끔 deicing systems를 사용해야 하는 축적 속도. 바깥 날개의 unprotected part에 시간 당 1/4 ~ 1인치(0.6 ~ 2.5cm)로 착빙이 축적된다. 조종사는 착빙 조건을 빠져 나가는 것을 고려해야 한다.
3. Moderate. airframe의 착빙 축적을 최소화하기 위해 빈번히 deicing systems를 사용해야 하는 축적 속도. 바깥 날개의 unprotected part에 시간 당 1 ~ 3인치(2.5 ~ 7.5cm)로 착빙이 축적된다. 조종사는 최대한 빨리 착빙 조건을 빠져나가는 것을 고려해야 한다.
4. Severe. ice protection systems로도 착빙을 제거하지 못하는, 그리고 착빙이 축적되기 어려운 부분(예를 들어 protected surfaces의 뒷부분, 그리고 제조업체가 명시한 부분)에 착빙이 쌓이기 시작하는 축적 속도. 바깥 날개의 unprotected part에 시간 당 3인치(7.5cm) 이상으로 착빙이 축적된다. 착빙 조건을 즉시 빠져나가야 한다.
얼음은 때때로 맑고 매끄럽지만 보통 몇몇 공기주머니를 포함하고 있기에 울퉁불퉁하고 반투명하다. glaze ice는 과냉각된 물방울이 표면에 부딪힌 뒤 천천히 얼 때 발생한다. glaze ice는 rime ice보다 밀도가 높고, 단단하며, 더 투명하다. 융해열이 천천히 소멸할 경우 glaze 형성에 유리하다(즉, 약간의 과냉각과 빠른 축적). 축적이 커질수록 unprotected leading edge surfaces에 “horns” 모양의 착빙이 형성된다. 조종석에서 정확히 판단할 수 있는 것은 착빙의 선명도나 색깔이 아닌 착빙의 모양이다. “clear”와 “glaze”라는 용어는 기본적으로 같은 유형의 착빙 축적에 사용된다(허나 일부는 horns 없이 에어포일을 따라 형성된 얇은 축적에 대해서만 “clear”를 사용하기도 한다).
Intercycle Ice
deicing system의 작동 주기 사이에 protected surface에 축적되는 착빙.
Known or Observed or Detected Ice Accretion
조종사가 육안으로 확인한, 혹은 센서가 식별한 실제 착빙.
Mixed Ice
rime ice와 glaze ice의 특성이 동시에 발생한 경우. 착빙의 선명도, 색깔, 모양이 rime과 glaze의 특성을 모두 가지기 때문에 조종실에서 mixed ice를 정확히 식별하는 것은 어려울 수 있다.
Residual Ice
deicing system을 작동한 직후 protected surface에 남아있는 착빙.
Rime Ice
과냉각된 물방울이 항공기에 충돌한 후 급속하게 얼면서 형성된 거친, 우윳빛의, 불투명한 착빙이다. 급속한 결빙으로 인해 공기가 갇히게 되어 얼음이 불투명하게 보이고, 다공성이며, 부서지기 쉬워진다. rime ice는 보통 에어포일의 stagnation line을 따라 축적된다. 이는 glaze ice보다 모양이 더 규칙적이며 에어포일을 따라 형성된다. 조종석에서 정확히 판단할 수 있는 것은 착빙의 선명도나 색깔이 아닌 모양이다.
Runback Ice
protected surfaces를 떠난 물이 unprotected surfaces로 흐르면서 형성되는 착빙.
NOTE- 착빙의 유형은 조종사가 식별하기 어려우며 항공기에 불안정한 영향을 미친다. PIREP의 “Remarks”에 사용되기 위해, 그리고 예보에 사용되기 위해 착빙 유형의 정의가 AIM에 포함된다.
TBL 7-1-10
Icing Conditions
Appendix C Icing Conditions
Appendix C (14 CFR, Part 25 and 29)는 항공기의 ice protection provisions를 승인하기 위한 certification icing condition standard이다. 해당 조건은 고도, 온도, liquid water content(LWC), mean effective drop diameter(MED), 그리고 구름 수평 범위로 지정된다.
Forecast Icing Conditions
National Weather Service, 혹은 FAA-approved weather provider가 착빙 형성에 도움이 되리라 예상하는 환경 조건.
Freezing Drizzle(FZDZ)
drizzle은 지름이 0.05 ~ 0.5mm인 물방울의 형태로 지상이나 상공에 내리는 강수이다. freezing drizzle은 0도 미만의 공기 온도에서 액체 상태로 존재하는(과냉각), 그리고 지상이나 공중의 물체에 접촉하였을 때 결빙되는 drizzle이다.
Freezing Precipitation
freezing precipitation은 visible cloud 안팎에서 내리는 freezing rain이나 freezing drizzle이다.
Freezing Rain(FZRA)
rain은 지름이 0.5mm 이상인 물방울의 형태로 지상이나 상공에 내리는 강수이다. freezing rain은 0도 미만의 공기 온도에서 액체 상태로 존재하는(과냉각), 그리고 지상이나 공중의 물체에 접촉하였을 때 결빙되는 rain이다.
Icing in Cloud
visible cloud 내에서 발생하는 착빙. 구름 방울(지름 <0.05mm)이 존재할 것이며 freezing drizzle이나 freezing rain은 있을 수도 있고 없을 수도 있다.
Icing in Precipitation
visible cloud의 안팎에서 freezing precipitation(즉 지름 0.05mm를 넘는 과냉각 물방울)과의 충격으로 착빙이 발생한다.
Known Icing Conditions
비행 도중 착빙의 형성이 확인, 혹은 감지되는 대기조건. NOTE- 대기조건은 가변적이다. 따라서 착빙 보고가 존재한다 하여 착빙의 존재가 이후에도 보장되는 것이 아니며 착빙 보고가 존재하지 않는다 하여 착빙의 부재가 이후에도 보장되는 것이 아니다.
Potential Icing Conditions
지상이나 공중에서 항공기 착빙 축적을 초래할 수 있는 온도 및 visible moisture에 대하여 airframe 제조업체가 정의하는 대기조건. potential icing conditions는 일반적으로 Airplane Flight Manual, 혹은 Airplane Operation Manual에 규정된다.
Supercooled Drizzle Drops(SCDD)
상공에서의 freezing drizzle과 동일.
Supercooled Drops or/Droplets
0도 미만의 온도에서 동결되지 않는 물방울. 과냉각 물방울은 대기의 clouds, freezing drizzle, 그리고 freezing rain에서 발견된다. 이러한 물방울은 항공기 표면에 접촉한 후 얼어붙을 수 있다.
Supercooled Large Drops(SLD)
0도 미만의 온도에서 지름이 0.05mm보다 큰 물방울(즉, freezing rain이나 freezing drizzle).
a. 난기류를 맞이한 경우 조종사는 실현 가능한 대로 그 상황을 ATC에 보고해야 한다. 난기류와 연관된 PIREP은 다음을 명시해야 한다:
1. 항공기의 위치.
2. 발생 시간(UTC).
3. 난기류의 강도.
4. 난기류가 구름 내부에서 발생하였는지, 혹은 근처에서 발생하였는지.
5. 항공기의 altitude/flight level.
6. 항공기의 형식.
7. 난기류 지속 시간.
EXAMPLE-
1. Over Omaha, 1232Z, moderate turbulence in clouds at Flight Level three one zero, Boeing 707.
2. From five zero miles south of Albuquerque to three zero miles north of Phoenix, 1250Z, occasional moderate chop at Flight Level three three zero, DC8.
b. 지속 시간과 강도는 표 7-1-11을 사용해야 한다.
TBL 7-1-11
Turbulence Reporting Criteria Table
Intensity
Aircraft Reaction
Reaction Inside Aircraft
Reporting Term-Definition
Light
순간적으로 약간의 불규칙한 고도 및/혹은 자세(pitch, roll, yaw) 변화를 일으키는 난기류. 이를 Light turbulence라 보고한다. 고도나 자세의 현저한 변화는 없으나 약간의 빠르고 리듬감 있는 흔들림을 일으키는 난기류를 Light Chop이라 보고한다.
탑승객은 안전벨트로부터 약간의 압박을 느낄 수 있다. 고정되지 않은 물체가 약간 움직일 수 있다. food service가 수행될 수 있으며 보행에 어려움이 거의 없다.
Occasional – 발생 시간의 1/3 미만. Intermittent – 1/3 ~ 2/3. Continuous – 2/3 이상.
NOTE 1. 조종사는 위치, 시간(UTC), 강도, 구름의 내부인지 구름의 근처인지, 항공기의 형식, 그리고 해당하는 경우에는 난기류의 지속시간을 보고해야 한다. 2. 지속 시간은 두 지점 사이의 시간, 혹은 한 지점에서의 시간을 기초로 할 수 있다. 모든 지점들은 쉽게 식별되어야 한다. EXAMPLES: a. Over Omaha. 1232Z, Moderate Turbulence, in cloud, Flight Level 310, B707. b. From 50 miles south of Albuquerque to 30 miles north of Phoenix, 1210Z to 1250Z, occasional Moderate Chop, Flight Level 330, DC8.
Moderate
Light Turbulence와 유사하나 그 강도가 더 세다. 고도 및/혹은 자세에 변화가 있으나 항공기 제어는 항상 유지된다. 이는 보통 indicated airspeed에 변화를 일으킨다. 이를 Moderate Turbulence라 보고한다. Light Chop와 유사하나 그 강도가 더 강하다. 고도나 자세의 현저한 변화는 없으나 급격한 충격이나 흔들림이 발생한다. 이를 Moderate Chop이라 보고한다.
탑승객은 안전벨트로부터 분명한 압박을 느낀다. 고정되지 않은 물체가 제자리를 벗어난다. food service와 보행이 어렵다.
Severe
고도 및/혹은 자세에 크고 급격한 변화를 일으키는 난기류. 이는 보통 indicated airspeed에 많은 변화를 일으킨다. 항공기가 순간적으로 제어되지 않을 수 있다. 이를 Severe Turbulence라 보고한다.
탑승객은 안전벨트로부터 격렬한 압박을 느낀다. 고정되지 않은 물체들이 엎치락뒤치락 한다. food service와 보행이 불가능하다.
Extreme
항공기가 격렬하게 엎치락뒤치락 하며 사실상 항공기 제어가 불가능한 난기류. 이는 구조적 손상을 일으킬 수 있다. 이를 Extreme Turbulence라 보고한다.
적운형 구름과 관련 없는 고고도(보통 15,000ft ASL) 난기류는 적절한 강도와 함께 CAT(clear air turbulence)로 보고되거나, 혹은 light chop/moderate chop으로 보고되어야 한다.
a. 공항 이착륙 시 낮은 고도에서 풍속 및 풍향이 예상치 못하게 변화할 경우 위험할 수 있다. 따라서 조종사는 그들이 마주한 wind shear 상황을 관제사에게 신속히 보고하도록 권장된다. 다른 조종사들은 이착륙 시 이러한 정보를 통해 wind shear를 회피하거나 대처할 것이다.
b. 이러한 상황을 설명할 때 “negative”, 혹은 “positive” wind shear라는 용어를 피해야 한다. 속도와 양력의 손실을 설명하기 위해 “negative wind shear on final”이라 보고된 PIREP이 wind shear를 마주하지 않았다 해석되었다. wind shear 보고를 위한 권장 방법은 속도의 증가/감소를, 그리고 wind shear를 마주한 고도를 명시하는 것이다.
EXAMPLE -
1. Denver Tower, Cessna 1234 encountered wind shear, loss of 20 knots at 400.
2. Tulsa Tower, American 721 encountered wind shear on final, gained 25 knots between 600 and 400 feet followed by loss of 40 knots between 400 feet and surface.
1. 이러한 특정 용어들로 wind shear를 보고할 수 없는 조종사는 항공기에 미치는 영향과 관련하여 보고하도록 권장된다.
EXAMPLE -
Miami Tower, Gulfstream 403 Charlie encountered an abrupt wind shear at 800 feet on final, max thrust required.
2. INS(Inertial Navigation Systems)를 사용하는 조종사는 shear level의 위아래에서 부는 바람과 고도를 보고해야 한다.
c. Wind Shear Escape
1. 조종사는 wind shear escape maneuver를 수행하는 경우 이를 ATC에 보고해야 한다. 이러한 보고는 실현 가능한 대로, 허나 항공기의 안전과 제어가 보장된 이후에 이루어져야 한다. 이러한 보장은 항공기가 wind shear나 microburst를 통과하기 전까지 만족되지 못할 수도 있다. ATC는 safety alerts와 traffic advisories를 제공해야 한다.
EXAMPLE-
“Denver Tower, United 1154, wind shear escape.”
2. 조종사가 wind shear escape maneuver를 시작한 경우 ATC는 다른 항적, 공역, 지형, 혹은 장애물과의 approved separation을 제공할 책임이 없다. 이는 조종사가 wind shear escape maneuver를 완료하였다 보고하기 전까지 이어진다. 조종사는 이전에 할당받았던 clearance로 되돌아가고 있음을 알리거나, 혹은 alternate clearance를 요청해야 한다.
EXAMPLE-
“Denver Tower, United 1154, wind shear escape complete, resuming last assigned heading/(name) DP/clearance.”
“Denver Tower, United 1154, wind shear escape complete, request further instructions.”
CAT는 모든 고도에서의 비행 운영에(특히 15,000ft 이상을 비행하는 제트 항공기에) 매우 심각한 운영 요소가 되고 있다. 이러한 현상에 대한 최상의 정보는 조종사의 PIREP 보고 절차를 통해 제공된다. CAT를 마주한 모든 조종사는 무선 교신을 유지하고 있는 FAA 시설에 시간, 위치, 그리고 강도(light, moderate, severe, 혹은 extreme)를 보고해야 한다. 시간과 조건이 허락한다면 이를 PIREP 기준에 따라 보고한다.
a. 마이크로버스트는 소규모의 강력한 하강기류이다. 이는 지표면에 닿은 후 하강기류 중심으로부터 사방으로 퍼져나간다. 이로 인해 vertical wind shear와 horizontal wind shear가 모두 발생하며 이는 모든 항공기에 (특히 저고도에 놓인 항공기에)매우 위험할 수 있다. 마이크로버스트는 규모가 작고수명이 짧다. 마이크로버스트는 강수가 없는 지역에서도 발생할 수 있으므로 기존의 기상 레이더나 wind shear alert systems로는 이를 쉽게 감지할 수 없다.
b. 마이크로버스트 활동을 일으키는 parent clouds는 저층이나 중층의 대류성 구름일 수 있다. 허나 마이크로버스트는 보통 뇌우의 폭우 부분에서, 그리고 강수가 거의 없는 온화한 대류 세포에서 발생한다는 점에 유의한다.
c. 마이크로버스트의 수명 주기를 그림 7-1-13에서 확인할 수 있다. 중요한 점은 마이크로버스트가 지면에 닿은 후 약 5분 동안 강해진다는 것이다.
d. 마이크로버스트의 특징은 다음과 같다:
1. Size. cloud base에서 1,000 ~ 3,000ft AGL로 하강할 때 downdraft의 지름은 1마일 미만이다. 지표면 근처에서는 downdraft가 수평으로 흐르며 지름이 2.5마일까지 확장될 수 있다.
2. Intensity. downdrafts는 6,000fpm까지 강해질 수 있다. 지표면 근처의 수평 바람은 45노트까지 강해질 수 있다. 이는 마이크로버스트를 가로질러 90노트의 shear(정풍이 배풍으로 바뀌는 현상)를 발생시킬 수 있다. 이 강한 수평 바람이 지표면으로부터 수백 피트 이내에서 발생한다.
(ATP: 도플러 레이더 바람 측정에 의하면 보통 수준의 마이크로버스트 통과 시 최대 강도 지점에서 약 45kt의 풍속 변화가 예상될 수 있다. 허나 약 100kt의 풍속 변화가 측정된 적도 있다.)
(ATP: 마이크로버스트의 정풍이 40kt인 경우 배풍은 짐작건대 40kt일 것이다. 그 결과 마이크로버스트를 가로질러 80kt의 shear가 발생한다.)
3. Visual Signs. 마이크로버스트는 대류 활동이 있는 거의 모든 곳에서 확인될 수 있다. 마이크로버스트는 뇌우와 관련된 폭우에 감춰져 있거나, 혹은 virga의 약한 비에 감춰져 있을 수 있다. 마이크로버스트가 강수를 동반하지 않는 경우 고리 모양으로 날리는 먼지가 그 존재를 알려주는 유일한 시각적 단서가 될 수 있다.
4. Duration. 각각의 마이크로버스트는 지면에 닿은 시점부터 소멸하기 전까지 15분미만으로 지속된다. 지면에 닿은 후 첫 5분 동안 수평 바람이 계속 증가하며 약 2 ~ 4 분 동안 최대 강도의 바람이 지속된다. 때때로 마이크로버스트가 일렬로 모이며 이 경우 마이크로버스트 활동이 한 시간 정도 지속될 수 있다. 마이크로버스트 활동이 시작된 후 동일 지역에서 여러 마이크로버스트가 발생하는 것은 드문 일이 아니며 이를 예상해야 한다.
e. microburst wind shear는 1,000ft AGL 이내의 항공기에(특히 이착륙 단계인 항공기에) 심각한 위험을 초래할 수 있다. 마이크로버스트가 항공기에 미치는 영향이 그림 7-1-14에 나타나 있다. 항공기는 먼저 headwind(성능 상승)를 마주한다. 그런 다음에는 downdraft와 tailwind(둘 다 성능 감소)를 마주하여 지형에 충돌할 수도 있다.
1번 지점 – headwind로 인하여 pitch나 power의 변화 없이도 성능이 증가한다.
2번 지점 – headwind 성분이 감소한다.
3번 지점 – 비행기가 마이크로버스트의 중심에 접근하면서 강한 downdraft를 경험한다.
4번 지점 – tailwind와 downdraft로 인하여 성능이 감소한다.
5번 지점 – 충돌 직전의 상황을 나타낸다.
f. Detection of Microbursts, Wind Shear and Gust Fronts.
1. FAA’s Integrated Wind Shear Detection Plan.
(a) FAA는 현재 wind shear 탐지를 위한 통합 계획을 사용하고 있다. 해당 계획은 몇몇 프로그램들(예를 들어 ITWS – Integrated Terminal Weather System, WSP – Weather Systems Processor, 그리고 LLWAS – Low Level Wind Shear Alert Systems)을 하나의 전략상 개념으로 통합하여 terminal area의 항공 기상 정보를 크게 향상시킨다. (그림 7-1-15 참조.)
(b) wind shear/microburst 정보 및 경보는 tower cabs에 위치한 RBDT(ribbon display terminals)에 표시된다. 이는 LLWAS, TDWR, 그리고 WSP 시스템에서 모두 동일하며 관제사가 데이터를 해석할 필요 없이 디스플레이에 표시된 정보를 조종사에게 읽어주기만 하도록 설계되어 있다. 관제사는 위험 상황을 조종사에게 신속하게 전달하기 위하여 RBDT를 지속적으로 모니터링 한다.
(c) wind shear/micro-burst의 조기 감지, 그리고 이착륙 항공기를 위한 후속 경보는 조종사에게 위험 상황의 가능성을 알리며 이에 대비할 수 있도록 해준다. 이러한 경보가 없다면 항공기가 해당 상황으로부터 벗어나지 못하여 재앙이 발생할 수 있다. 항공사들은 FAA와 함께 시뮬레이터를 이용한 특수 훈련 프로그램을 개발하였다. 이는 wind shear 및/혹은 microburst를 탈출하는데 필요한 항공기 절차를 훈련 및 대비하기 위함이다.
2. Low Level Wind Shear Alert System(LLWAS).
(a) LLWAS는 공항 근처의 wind shear와 microburst 존재를 감지하기 위하여 바람 정보를 제공한다. 기둥에 장착되는 바람 센서들은 활주로 중심선으로부터 5,000ft 이하에 위치한다(2,000 ~ 3,500ft 지점이 이상적임). (그림 7-1-16)
(b) LLWAS는 1988년 전국 110개 공항에 설치되었다. 이러한 시스템들 중 상당수가 새로운 TDWR 및 WSP 기술로 대체되었다. 기존의 LLWAS 시스템은 결국 단계적으로 철거될 예정이다. 허나 39개의 공항은 이를 LLWAS-NE(Network Expansion) 시스템으로 업그레이드할 예정이다. 새로운 LLWAS-NE 시스템은 관제사에게 wind shear 경보를 제공할 뿐만 아니라 활주로와 관련된 위험 요소의 위치도 제공한다. 또한 이는 새로운 활주로가 건설됨에 따라 공항과 함께 성장할 수 있는 기능을 가지고 있다. 공항 및 활주로와 관련하여 전략적으로 배치된 최대 32개의 센서가 LLWAS-NE 네트워크에 수용될 수 있다.
3. Terminal Doppler Weather Radar(TDWR).
(a) TDWR이 미국에 45개 배치되었다. 공항으로부터 8 ~ 12마일 떨어진 지점이 TDWR을 위한 최적의 위치이다. 이는 microbursts, gust fronts, wind shifts, 그리고 precipitation intensities를 탐지하기 위해 공항 주변 공역을 확인하도록 설계되었다. TDWR은 모든 활주로, 그리고 활주로 중심선으로부터 양 쪽 1/2마일 영역(final approach의 경우 3마일의 접근 경로까지, 그리고 departure의 경우 2마일의 출항 경로까지)에 영향을 미치는 wind shear나 microburst를 관제사에게 알려준다. (그림 7-1-17은 소프트웨어가 wind shear나 microburst의 위치를 결정할 때 사용하는 warning boxes의 모습이다). 해당 경고는 RBDT에 표시된다(subparagraph 5의 예시 참조).
(b) TDWR이 수행하지 않는 것을 알아야 한다:
(1) 이는 alert boxes 바깥의 wind shear는 경고하지 않는다.
(2) 이는 마이크로버스트나 돌풍 전선이 아닌 wind shear를 탐지하지 않는다.
(3) 이는 돌풍성 바람 조건이나 측풍 조건을 탐지하지 않는다.
(4) 이는 난기류를 탐지하지 않는다.
이러한 시스템에 대한 개발 및 연구가 계속되고 있다. 향후에는 폭풍의 움직임, 돌풍 전선의 탐지, 폭풍의 성장 및 소멸, 마이크로버스트 예측, 그리고 난기류 감지가 포함될 수 있다.
(c) 또한 TDWR은 GSD(geographical situation display)를 제공한다. GSD는 6단계의 기상(precipitation), 돌풍 전선, 그리고 폭풍 예상 움직임을 표시한다. tower supervisor(s), traffic management specialists, 그리고 controllers는 이러한 정보를 사용하여 활주로 변경, 그리고 입항/출항 경로 변경을 계획한다. 이는 항공기 지연을 줄이고 공항 수용 능력을 높인다.
4. Weather Systems Processor(WSP).
(a) WSP는 controller, supervisor, traffic management specialist, 그리고 pilot에게 TDWR와 동일한 정보를 보다 저렴한 비용으로 제공한다. 이는 공항 근처에 위치한 기존 ASR-9 레이더의 weather channel 기능에 접속하는 새로운 기술을 활용함으로써 이루어진다. 그 결과 별도의 레이더 위치, 토지 확보, 그리고 지원 시설에 대한 요구사항들이 사라진다.
(b) WSP는 TDWR, 그리고 LLWAS와 동일한 RBDT display를 사용한다. 그리고 TDWR와 마찬가지로 GSD를 가지고 있다. WSP GSD는 TDWR display를 모방한 것이다. 즉, 이 또한 6단계의 precipitation, 돌풍 전선, 그리고 폭풍 예상 움직임을 표시하며 활주로 변경 및 입출항 경로 변경 계획에 사용된다.
(c) 이 시스템은 전국 34개의 공항에 설치되어 있으며 비행 안전을 크게 향상시킨다.
5. Operational aspects of LLWAS, TDWR, and WSP.
관제사와 조종사가 이 정보를 어떻게 사용하는지를 나타내기 위해 세 가지 ribbon display 예시와 그 설명이 제시된다:
(a) MICROBURST ALERTS
EXAMPLE-
다음은 tower cab의 관제사가 ribbon display에서 확인하는 것이다.
NOTE-
(TDWR/WSP가 마이크로버스트의 위치를 결정하는 방법은 그림 7-1-18을 참조한다.)
관제사는 경보 발행 시 다음과 같이 말한다.
PHRASEOLOGY-
RUNWAY 27 ARRIVAL, MICROBURST ALERT, 35 KT LOSS 2 MILE FINAL, THRESHOLD WIND 250 AT 20.
이는 활주로로 향하는 접근 경로에 마이크로버스트 경보가 발생하였음을, 그리고 final approach로부터 대략 2마일 지점(처음으로 현상을 마주하는 지점)에서 35노트의 대기속도 손실을 예상하라는 의미이다. 이 정보를 받은 후 접근을 계속하기로 결정하였다면 조종사는 wind shear/microburst escape procedures를 적용할 수 있도록 준비해야 한다. 또한 runway 27에서의 지표면 바람은 250도에서 20노트로 보고되었다.
NOTE-
조종사 요청 시, 혹은 관제사가 필요하다 판단 시 threshold wind가 발부된다.
REFERENCE-
FAA Order JO 7110.65, Para 3-1-8b2(a), Air Traffic Control, Low Level Wind Shear/Microburst Advisories.
(b) WIND SHEAR ALERTS
EXAMPLE-
다음은 tower cab의 관제사가 ribbon display에서 확인하는 것이다.
NOTE-
(TDWR/WSP가 wind shear의 위치를 결정하는 방법은 그림 7-1-19를 참조한다.)
관제사는 경보 발행 시 다음과 같이 말한다.
PHRASEOLOGY-
RUNWAY 27 ARRIVAL, WIND SHEAR ALERT, 20 KT LOSS 3 MILE FINAL, THRESHOLD WIND 200 AT 15
이는 활주로로 향하는 접근 경로에 wind shear 경보가 발생하였음을, 그리고 final approach로부터 대략 3마일 지점에서 20노트의 대기속도 손실과 난기류를 예상하라는 의미이다. 또한 runway 27에서의 지표면 바람은 200도에서 15노트로 보고되었다.
NOTE-
조종사 요청 시, 혹은 관제사가 필요하다 판단 시 threshold wind가 발부된다.
REFERENCE-
FAA Order JO 7110.65, Para 3-1-8, Low Level Wind Shear/Microburst Advisories, Subpara b2(a).
(c) MULTIPLE WIND SHEAR ALERTS
EXAMPLE-
다음은 tower cab의 관제사가 ribbon display에서 확인하는 것이다.
NOTE-
(TDWR/WSP가 gust front/wind shear의 위치를 결정하는 방법은 그림 7-1-20을 참조한다.)
관제사는 경보 발행 시 다음과 같이 말한다.
PHRASEOLOGY-
MULTIPLE WIND SHEAR ALERTS. RUNWAY 27 ARRIVAL, WIND SHEAR ALERT, 20 KT GAIN ON RUNWAY; RUNWAY 27 DEPARTURE, WIND SHEAR ALERT, 20 KT GAIN ON RUNWAY, WIND 250 AT 20.
EXAMPLE-
해당 예시에서 관제사는 입출항 항공기에게 돌풍 전선(풍향의 상당한 변화)으로 인해 활주로에서 wind shear를 마주할 수 있음을, 그리고 돌중 전선과 관련하여 대기속도가 20노트 증가할 수 있음을 알려준다. 또한 지표면 바람은 250도에서 20노트로 보고되었다.
REFERENCE-
FAA Order 7110.65, Para 3-1-8, Low Level Wind Shear/Microburst Advisories, Subpara b2(d).
6. The Terminal Weather Information for Pilots System(TWIP).
(a) TDWR을 통해 제공되는 terminal weather information의 양과 품질이 증가함에 따라 이러한 정보를 ATC와의 음성 교신을 통해 전달하는 대신 조종사에게 직접 전달하는 것이 다음 단계였다. NAS는 terminal weather information을 속도와 정확성 측면에서 보다 효율적으로 조종실에 전달하는 수단을 필요로 해왔다. 이는 위험 기상에 대한 조종사의 인식을 강화하고 관제사의 업무량을 줄이기 위함이다. TWIP 기능을 통해 미국 내 46개의 공항에서는 terminal weather information을 영숫자 형식과 그래픽 형식으로 조종실에 직접 제공할 수 있다. (그림 7-1-21 참조.)
(b) TWIP 정보는 TDWR이나 ITWS(Integrated Terminal Weather System)의 기상 데이터를 사용하여 생성된다. 이러한 정보는 ACARS(Aircraft Communications Addressing and Reporting System) data link services를 사용하는 조종사가 이용할 수 있다. 운항관리사 또한 이러한 정보를 이용할 수 있으며 wind shear가 시작되거나 끝날 때마다 특정 항공기에 메시지를 보낼 수 있다.
(c) TWIP 정보는 microburst alerts, wind shear alerts, significant precipitation, terminal area로부터 30마일 이내의 convective activity, 그리고 공항 운영에 영향을 미치는 예상 기상에 대한 설명과 문자 그래픽을 포함한다. 날씨가 안 좋은 경우(즉, terminal area로부터 15마일 이내에 특정 수준의 precipitation이나 wind shear가 탐지된 경우) TWIP는 텍스트 메시지의 경우 1분마다, 그리고 그래픽 메시지의 경우 5분마다 업데이트 된다. 날씨가 좋은 경우(즉, 특정 수준의 precipitation이나 wind shear에 못 미치는 경우)에는 각 메시지가 10분마다 업데이트 된다. 이러한 정보는 조종사의 상황 인식을 개선하기 위한, 그리고 이착륙 이전에 비행 계획을 세우는데 도움을 제공하기 위한 것이다. TWIP의 맥락에서 좋은 날씨와 나쁜 날씨에 대해 정해진 특정 수준은 VFR/MVFR/IFR/LIFR 기준과 무관하다. 이는 precipitation, wind shears, 그리고 microbursts만을 다룬다.
a. 뇌우에는 난기류, 우박, 비, 눈, 번개, 지속적인 상승 기류 및 하강 기류, 그리고 착빙 조건이 모두 존재한다.
b. 뇌우의 외관상 모습과 뇌우 내 난기류 강도(혹은 우박의 양) 사이에는 상관관계가 없다. 뇌우의 외관상 모습은 난기류 시스템의 일부일 뿐이다. 이러한 난기류 시스템의 상승 기류와 하강 기류는 종종 뇌우 구름으로부터 훨씬 멀리 연장된다. severe thunderstorms로부터 최대 20마일까지는 severe turbulence가 예상될 수 있다. 덜 심한 폭풍의 경우 이 거리가 약 10마일로 감소된다.
c. 기상 레이더는 보통 moderate ~ heavy 강도의 강수를 반사한다(레이더는 난기류는 감지하지 못함). 난기류의 빈도와 강도는 보통 레이더 반사율에 따라 증가하는데 이는 수분 함량이 가장 높은 지역과 밀접하게 연관된다. 20 ~ 30마일 미만으로 분리된 레이더 에코들 사이에는 severe turbulence가 존재한다 예상될 수 있다. ( 대한항공 항공기상 교재에 의하면 기상 레이더에 잘 감지되는 반사체의 순서는 젖은 우박(Wet Hail), 비(Rain), 건조한 우박(Dry Hail), 그리고 눈(Snow)이다.)
d. 뇌우 하단의 난기류를 과소평가해서는 안 된다. 이는 지표면과 15,000ft 사이의 어느 고도에서 상대 습도가 낮을 때 특히 그러하다. 이 경우 해당 고도 아래에서 강한 바람과 심한 난기류가 발생할 수 있다.
e. 기온이 섭씨 –5도 ~ 5도 사이인 고도에서 항공기가 번개를 맞을 확률이 가장 높다. 뇌우 근처의 맑은 하늘을 비행할 때에도 번개를 맞을 수 있다.
f. METAR reports에는 severe thunderstorms에 대한 descriptor가 포함되지 않는다. 허나 severe thunderstorm의 기준(즉, 50노트의 바람이나 3/4인치의 우박)을 이해한다면 METAR report를 통해 뇌우가 발생하고 있음을 알 수 있다.
g. 현재의 기상 레이더 시스템은 강수의 강도를 객관적으로 결정할 수 있다. 이러한 강도는 “light”, “moderate”, “heavy”, 그리고 “extreme”으로 설명된다.
(aircraft identification) EXTREME precipitation between ten o’clock and two o’clock, one five miles. Precipitation area is two five miles in diameter.
2. FSS가 제공하는 경보:
(aircraft identification) EXTREME precipitation two zero miles west of Atlanta V−O−R, two five miles wide, moving east at two zero knots, tops flight level three niner zero.
