飛天機械水母

本文由 我的青航時代－2023航發會×暑期航空營 委託，泛科學企劃執行。

座落在熱帶和亞熱帶氣候帶的台灣，地形複雜，天氣的變化多端，比另一半翻臉的速度還快。在地面上的人們尚且需要天氣預報，才能順利規劃日常生活起居；在天空中翺翔的飛機，同樣也必須仰賴航空氣象的資訊，才能完成一趟安全的飛行。一起來瞭解航空氣象扮演的重要角色吧！

努力讓「不測風雲」變得可測

過去不少令人觸目驚心的空難憾事，如 2014 年復興航空 222 號班機空難受颱風麥德姆風雨影響墜毀、2020 年空軍黑鷹直升機因天氣驟變失事，都與天氣因素有關。根據台灣國家運輸安全調查委員會的報告，台灣近 10 年的民用航空運輸重大飛航事故分析中，「天氣」是其中僅次於人員因素的事故原因。

因此要守護機組人員與乘客的安全，能否及時提供可靠的機場氣象觀測、預報及警報，供飛航作業人員參考，便至關重要。

那麽氣象資訊是怎麽來的呢？幕後功臣就是設置於台灣各處民航機場，堅守各自崗位的航空氣象臺。目前全島共有 5 個航空氣象臺（松山、桃園、高雄、豐年及金門）與 5 個任務臺（蘭嶼、綠島、恆春、北竿、南竿）^[註1]負責監測航空氣象。

航空氣象人員的職責，就是蒐集、整理、分析和解釋飛航所需的機場及航路之預測、預報、警報及顯著危害天氣資訊。他們是飛航安全背後的强力後援，全天候守視飛航情報區天氣變化及提供諮詢。

氣象資訊從哪來？來認識氣象觀測的好幫手們

要即時準確地進行氣象觀測，絕對少不了各種氣象裝備的幫忙！任憑氣象七十二變，氣象人員也能透過氣象觀測隨時掌握情況，確保航空安全。飛航服務總臺在各民航機場都有設置的自動氣象觀測系統（Automatic Weather Observation System，簡稱 AWOS），是一個多功能的好幫手。它可以觀測風向、風速、能見度、跑道視程、雲量、雲高、溫度等等各種項目，讓氣象人員可以用來進行機場天氣測報和航機管制作業。

飛機在起飛降落時，最擔心遇到增加飛行難度的風切（Wind Shear）。風切指的是大氣中不同兩點之間，風速或風向的劇烈變化。低空風切（Low-level wind shear）則是指 1600 呎（500 公尺）以下空氣層中的風切，可能造成飛機難以操控而被迫重飛，甚至失速導致飛航事故，因此需格外注意。

針對棘手的風切問題，氣象臺在松山機場和桃園國際機場設置了 低風切警報系統（Low Level Wind-Shear Alert System，簡稱 LLWAS），利用機場周邊沿跑道兩側及跑道延伸線外之多個 20 公尺以上測風塔進行風場觀測。當風場變化達到風切發生條件時，系統立刻就會透過文字、圖形和聲音等警告資訊，提醒氣象觀測員及塔臺管制員，發布風切警報警示進場和離場的機師做好因應措施。

1985 年在桃園國際機場架設的都卜勒氣象雷達（Doppler weather radar），長得就像一個巨型氣球，是當時全亞洲首座供作業用的 C 波段氣象雷達，掃描範圍可達 300 公里。它就像個盡責可靠的氣象觀測員，負責台灣北部機場和附近航路天氣的即時監測與預警，可以掌握劇烈天氣如颱風、雷雨、風切和亂流等天氣現象的發展和移動，提供資訊給飛航相關人員作業參考，確保飛行安全。

「有字天書」——航空氣象報告内容大解密！

如果你拿到一份航空氣象報告，恐怕會以為這是一串亂碼。由各種英文字母縮寫和數字組成的航空氣象電碼，其實有著國際規範的通用格式。只要懂得解讀，就會發現裏頭包含了風向、風速、能見度、雲層狀況、溫度露點及氣壓等多項氣象資訊。按照其用途，航空氣象報告可以分成不同的類型，以下簡單介紹其中幾種。

依照機場的作業規模，航空氣象臺會每半小時或每小時發布機場例行天氣報告（Meteorological Terminal Aviation Routine Weather Report，簡稱 METAR），供飛行員和航管員使用來評估該地區當前的天氣狀況。當天氣變化達特定條件時，則會發布機場特別天氣報告（Aviation Special Weather Report，簡稱 SPECI）。另外，觀測員也會發布未來 2 小時天氣預報，提供航機進行作業因應規劃。

若需要預測更長程的天氣變化，臺北航空氣象中心也會每天四次更新機場預報（Terminal Aerodrome Forecasts，簡稱 TAF），其有效時間長度分為 30 小時／24 小時／18 小時等三類，讓航空公司可以用來擬定航班飛行計劃，作為航機調度、載重、油料和旅客安排的參考。

安全至上！如何從惡劣天氣中全身而退

在航空業中，天氣變化不只是出門要記得帶傘這點程度的不便，更會影響航班的安排規劃。如果預計會有暴雨或風暴，航空公司可能會取消或延誤航班，以確保乘客和機組人員的安全。當風速和風向發生改變，機師也可能需要改變飛行路線和高度，以大大降低航程的風險。

但你是否也有過類似經驗：明明天氣很好，來到機場卻遇上航班延誤的消息，而感到困惑不解？這些讓旅客滿肚子哀怨的情況，其實也都是為了安全考量，所作的因應安排。因為即使機場所在地的天氣肉眼可見的良好，並不代表機場適合起飛降落。

例如飛機降落前到達一定高度時，機師必須完全看得見跑道及地面狀況，覆蓋在機場起降航道附近的低雲、雷雨區，都可能造成能見度下降，造成飛機不能按時降落。飛行時，若航路前方有雷雨天氣，基於安全考量，機師通常會繞過或飛越，也就增加了航行時間導致班機誤點。靠山邊的機場如蘭嶼機場，常因地形產生風切亂流，導致飛機降落困難，不得不重飛或返航，延誤航班。

此外，同樣是飛往某地的航班，也可能發生有些能走，有些卻被告知走不了的情況。這是因為航機機型大小不同，適航標準也不同。即使是相同的機型，也會因駕駛員的證照類別、航空公司所訂的安全標準之差異，綜合機場條件、天氣和駕駛員對航機狀態的判斷後，對班機行程做出不一樣的決策。

氣象服務網與 APP 在手，航空氣象即時就有

飛航服務總臺也緊跟時代脚步，建設各項線上即時的氣象資訊服務，包括「航空氣象服務網」和「航空氣象資訊 APP」。航空氣象服務網主要讓航空公司簽派員、飛行員及航空相關人員申請註冊使用，以查詢全球各主要機場即時天氣測報及預報資料。在網站首頁，也有機場即時天氣資料、台灣地區機場適航狀態、即時衛星雲圖等資訊，開發讓一般民衆查詢。

航空氣象資訊 APP 也應行動裝置普及誕生，可供航空從業人員下載使用。一般民衆也能透過 APP 取得全球各大機場即時天氣資訊、東亞地區衛星雲圖及臺灣地區雷達回波圖等資料。

【註解】

1. 任務臺業務分別由豐年 （業管蘭嶼、綠島）、高雄（業管恆春）、松山（業管北竿）及桃園（業管南竿）航空氣象臺負責管理。

參考資料

1. 飛航服務總臺：航空氣象服務介紹
2. 飛航服務總臺：臺北航空氣象中心
3. 飛航服務總臺：氣象裝備
4. 台灣飛安統計（2012 – 2021）。國家運輸安全調查委員會。
5. 飛航服務總臺：桃園機場都卜勒氣象雷達介紹
6. 航空氣象服務網
7. 「2020 飛航解密 暢遊天際」系列講座 – 臺北航空氣象中心主任余曉鵬精彩演講內容
8. Wikipedia – 航空例行天氣報告
9. Wikipedia – 終端機場天氣預報

日前，在距離美國海岸線一萬八千公尺的領空，飛彈 AIM-9X 擊中了一顆大型高空氣球；美國與加拿大國防部公開聲明，該氣球來自中國。

這顆氣球在被擊落之前經歷了一段相當漫長的旅程，從中國出發後，沿途經過日本、阿拉斯加、加拿大、美國本土，最後才在大西洋外海被擊落。

如何推算飛行路線

該飛行路徑是由美國國家海洋暨大氣總署（NOAA）使用 HYSPLIT （Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory）模型計算出的。

HYSPLIT 為一計算模型，可模擬在 100 公里內大氣環境中，任何位置釋放煙霧等粒子後，其隨著大氣傳播和轉移的軌跡；常用於森林大火、工業區廢氣的擴散，如：加州大火、福島核災等事件，以模擬污染物擴散軌跡，確保其不會進入人口密集區。

若將 HYSPLIT 反向應用，就可透過計算擴散軌跡回推污染傳播路徑，以定位污染源位置。而此次的氣球事件，就是分析大氣氣流方向回推其可能路徑，最終推測出飛行起點位於中國。

氣球為何往東飛

氣球從太平洋西岸飛往東岸，原因不僅僅是為了要避開其他國家的領空，還因為這條「高空航線」只向東開放。在北半球的大氣環境中，風的方向通常是由副熱帶高壓帶吹向極地區域，加上科氏力影響，在中緯度高空會形成一條相當寬的「西風帶」；可想而知，也就成為了氣球環遊世界的最佳航線。西風帶會持續向東移動，對於颱風、洋流以及全球氣候系統都有深遠的影響。

既然氣球乘西風飛翔，為何氣球走的不是直線，而像是繞遠路呢？難道它真的利用自主動力，繞開敏感地區嗎？

打開空中地圖來看，這顆氣球在進入加拿大後，一路向南抵達美國本土，這與「空中快速道路」——噴射氣流的路徑高度相似，因此很可能氣球就是搭著這股氣流前行。噴射氣流通常位於對流層頂部，因巨大的氣壓與溫度差，流速每小時可高達 200 至 300 公里；過去就有人利用噴射氣流降低航空器的油耗，甚至嘗試用來發電。

既然它是搭乘噴射氣流移動，所以它應該就沒有動力囉？也不一定。目前無法知道這顆探測氣球的確切規格，其搭載的太陽能板除了提供儀器電力外，也可能在某種程度上提供動力。

由於氣候影響很大，釋放氣球也得要考量季節。在冬季的降溫下，西風帶會變得更加寬廣，風速也較為強勁；等到了夏天北半球漸暖後，西風帶就會變得狹窄且緩慢。因此，不論是過去的日本氣球炸彈，還是這次的探測氣球，都選擇在冬季釋放。

然而，氣球的路程並沒有一路大順暢。就正常情況而言，氣球在兩天內就該飄離，但這趟旅程就這麼剛好地遇到了平流層突然變暖，使得西風帶減弱，造成氣球的飄移速度下降，也就在美國本土多滯留了幾天。

究竟飛多高

這顆氣球在離開美國時，高度預計在一萬八千公尺以上。

民航機通常會選擇在一萬一千公尺的高度飛行，這剛好是大氣對流層與平流層的分界，平流層的氣流穩定性，使航程不那麼顛頗，而越往上空氣也會越稀薄，飛機越難取得足夠的爬升力。就氣球的一萬八千公尺而言，在美國現役的戰機中僅有 F－22 能上升到兩萬公尺，在安全距離內破壞氣球。

那為什麼不是以飛機用機槍將氣球射下呢？有必要用到要價 40 萬美金的響尾蛇飛彈嗎？過去加拿大也曾有氣象氣球失控朝著俄羅斯領空飛去，然而高速飛行的飛機不僅難以瞄準氣球，靠著打出的幾個小洞也無法將其擊落，只能盯著它慢慢洩氣，最後墜落。

這次美國等到氣球離開陸地再一次性擊落，在能掌握情況的前提下，可能為最佳方式了。

氣球比你想像得還要有用

氣球能上到一般航空器到不了的高度，充分展現了其戰略價值。

而能上到兩萬五千公尺以上的探空氣球，同步串聯全球大氣資料，各國氣象研究單位藉此分析出完整資料。探空氣球的任務就是在緩緩上升的過程中，紀錄每個高度的溫度、濕度、氣壓、風向、風速、GPS 訊號等變化，做到大氣垂直方向上最精細的測量。

全球的探空氣球會統一在格林威治時間 0 點與 12 點釋放，台灣當然也沒缺席，同時間也就是台灣早晚八點，會從彭佳嶼、新店、花蓮、馬公機場、屏東機場、綠島、東沙島等地釋放探空氣球，遇到特殊天氣，下午兩點還會再多放一次。

商業氣球還能用來做什麼？其實在馬斯克的星鏈計畫之前，Google 也有類似計畫——Project Loon，要讓全世界偏遠地區都能上網；Project Loon 使用的就是可上升至兩萬公尺的網路氣球，而這項技術早在 2013 年 6 月於紐西蘭實驗成功。雖然 Google 已於 2021 年放棄該計畫，但這種概念並沒有因此消失，可作為發生天災、或遭遇戰事時，便宜、方便的重要通訊替代方案。

這次的氣球漂流記，撇除牽扯到兩大強權國的政治角力，讓全球民眾見證了，看似不起眼的氣球，能完成超高難度的移動。

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本文由 我的青航時代－2022航發會×暑期航空營 委託，泛科學企劃執行。

當你乘坐飛機，不只有機師、空服員等機組成員在守護與服務你的旅途；陪你從出發地起飛到達目的地後降落，完成一趟「安全、準時、舒適」旅程的背後，還有「航空器簽派員」這個至關重要的角色。

被稱為「地上的飛行員」的航空器簽派員，在做哪些工作呢？這次泛科學特別訪問到華航的簽派督導陳韋如，不只了解這航空公司裡神秘又重要的工作，也要好好了解一下一位優秀的簽派員是如何養成的。

當簽派員沒在工作，才會發現他們的重要

有民航局執照的「Airman」有六大類（航空器駕駛員、飛航工程師、航空器維修工程師、維修員、飛航管制員以及航空器簽派員），其中航空器簽派員的工作是高度專業的職位。他們是航空公司的中樞神經，24小時全年無休，做出的決定牽動著整個航空公司運作；那為何我們好像很少聽到簽派員的工作呢？

「Nobody knows what I do, until I don’t do it.」這句話形容簽派員的工作內容再適合不過了。

簽派員主要的工作有：飛行計畫的製作、航機簽放、航情守望和異常狀況處理。他們有許多工作是在幕後、和居中協調許多事情，因此機師所知道的事簽派員也都要很了解，所有的飛行手冊、飛機操作手冊和各國飛航相關法規都必須要如數家珍。

飛機起飛前——飛行計畫的製作

製作飛行計畫的過程非常繁複，簽派督導用了你我都很熟悉的旅行計劃來舉例：當你要出門的時候，會注意氣象、交通狀況，要檢查並維修交通工具，需要加油、和準備行程中需要的各種文件，當然也要準備可執行的 Plan B。

把旅行計劃的格局放大再放大，就是飛行計畫，要考量包含氣象資料、飛航公告、航機狀態、酬載預估、飛越許可和航線選擇等因素，才能匯集成一份可以執行的飛行計畫。這其中有哪些「know how 」呢？

出門一定會先看天氣適不適合出遊，飛行也是一樣，簽派員及氣象觀測席會收集起降機場、備降機場和沿途航路的天氣報告和預報，確認天氣是否適合飛行、各機場的能見度是否影響航機起降，都會由專業的氣象博士提供資訊讓簽派員參考。天氣的資料包含機場能見度及雲幕高度、溫度、氣壓值、風速、沿途是否有顯著天氣，甚至是火山、颱風影響航線等等，因此才能確認飛機能不能起飛降落或是其他需要特別避讓的地區。

還有，你在旅行的時候，也會注意沿途經過的城市是否有道路維修、塞車、下雨等等的狀況，例如國道有一段路正在維修，就會需要避開正在維修的道路走省道。簽派員也會特別注意飛航公告，確認起降機場及沿途的空域是否有臨時運作規定、限制、程序調整或其他注意事項。例如近期烏俄戰爭爆發，航路導航席也要特別確認有沒有會影響飛航的相關資訊，提前列出航路備案以便簽派員製作飛行計畫。另外，經過各個國家的領空時需要的飛越許可，也是由簽派員協助申請的。

再來就是航機狀態和酬載預估了，對航空公司來說「在安全的情況下經濟效益是很重要的考量」，因此了解航機適不適合飛行，預估需要多少燃料、能載運多少乘客和行李，也是非常重要的工作。簽派員要準確地預估旅客及其行李和需載貨物的重量後，再計算所需的燃料總量，也需要計算備案可能需要的燃料量，確保飛機從起飛到降落都在規定的安全限重內。

經過上述各種因素的種種考量評估後，需要進行航線選擇，從數條航路^[註1]中選擇「安全、準時、舒適」的飛航路徑並做出一份飛行計劃，並且和駕駛員共同在飛行計畫上簽名以示同意本次的航班，而每個簽名的背後都代表著簽派員的專業以及責任。

飛機起飛後的航情守望與異常狀況處理

不是飛行計畫之後簽派員的工作就結束了：將飛行計畫交給駕駛員後就會進入航機監控的飛航管制作業，其中包含了航班動態和氣象監控。

航班動態是指透過 4D／15 服務（4D／15 Service），每隔 15 分鐘確認一次航班的 4D（經度、緯度、高度和時間），簽派員要精準的知道航班的動態。航情守望席便是專門在追蹤航班的動態及油量，確保航班沒有偏離計畫航路，必要時會和駕駛員聯繫確認狀況。

氣象監控則是針對起降站以及航線沿途區域做重點監測，監測內容包含結冰、雷雨、降雪、陣風、風切、亂流、颱風及火山活動等氣象狀況。例如目的地機場跑道臨時關閉，就會提前告知駕駛員。

一趟航班可能會遇到一些突發狀況，例如乘客身體不適需要立即就醫、航線上臨時火山爆發或是遇上鳥擊等異常狀況，簽派員就必須在有限的時間內以符合作業規定與安全的前提下採取最適合的處理方式。

若遇上突發狀況需要飛機轉降或是班表調整，為維持班機時間表能夠正常運作而做出適度的調整異動。因為每次的突發狀況都是無法提前預知，簽派員們在遇上事件時需要冷靜且快速的處理及應變，也需要和各單位聯繫協調。

在飛行中還會碰到哪些情況呢？簽派督導舉了火山爆發的例子。由石塊和岩漿的礦物粒子組成的火山灰帶來的威脅，除了可能讓機身受到損傷、部分系統失靈更可能導致引擎熄火無法繼續飛行。

曾經發生過日本的火山爆發，火山灰蔓延的非常廣，導致當地機場關閉數天，影響了數萬名旅客。一趟航班如果在中途遇上突發狀況——航線附近有火山爆發了！時刻監控著狀況的簽派員會怎麼做呢？

1. 根據數據判斷火山灰擴散的範圍。
2. 規劃一條安全優先的避讓航線。
3. 確認航機上的剩餘燃料量能夠負擔變更後的航線。
4. 和機師確認變更航線。

這些事情都需要在時限內解決，考驗著簽派員細心及果決的能力，他們就像是一群 24 小時的飛行管家，從起飛前的飛行計畫準備、起飛後的航機監控，一直到落地後的班表調度，簽派員隨時守護著班機。

要如何成為簽派員呢？哪些能力與特質很重要？

臺灣目前並沒有簽派員的相關科系，以華航為例，簽派員是通過航空公司的招考後，先成為航務員熟悉機場的運作方式後再經過 200 小時的簽派員培訓課程，及 90 天的線上訓練，並考取民航局航空器簽派員執照後，才能簽放航機成為一名真正的簽派員。

剛考取執照後簽派員會先簽派六小時內的短程線累積實戰經驗，每年也會參加航路觀摩，會進入駕駛艙觀摩駕駛員執行自己規劃出來的飛行計畫，來增進自己的能力。等到經驗累積足夠後才會簽派飛行時數較長的航線，進入航情守望席、航路導航席。

因為簽派員需要製作一份完整的飛行計畫，所以駕駛員需要的基本知識簽派員也需要懂，一種飛機需要閱讀的手冊至少有 幾十本，一間公司肯定不止一種機型，再加上各國的飛行法規，每一位簽派員需要熟知的手冊就有數十本！這些專業背後都是十分努力的成果。

或許你會問：「我不是飛航相關科系，能夠成為簽派員嗎？」其實簽派員並沒有科系的限制，只要你有想成為簽派員的熱誠，都可以來挑戰看看！簽派員的工作會帶給你滿滿的成就感，因為每年都有上萬趟航班需要簽放，服務數萬名旅客平安落地。

想成為簽派員需要具備的能力有：

1. 良好的英語能力：因為許多手冊及法規大多以英文撰寫，和駕駛員溝通時也會需要用英文溝通。
2. 獨立思考的能力：面對各種狀況時需要思緒清晰不能慌亂，才能找到好的解決方案。
3. 溝通協調的能力與團隊合作的精神：居中協調時會需要能夠讓雙方保持良好的溝通。
4. 健康的身心：面對高壓的工作需要照顧及調適自身的狀況。

簽派員的工作便是解決眼前的事情、見招拆招，每天都會面對不一樣的問題十分具有挑戰性，如果你喜歡變化性及挑戰性都很高的工作，可以嘗試這份工作。也因為每一次的簽名都是在為每趟航班上的生命負責，因此需要高抗壓性的人格特質，才能確保在工作時能夠穩定的面對所有狀況，守護每一趟飛行。

每位簽派員之所以能夠從容的面對各種突發狀況，是他們用專業知識和長期累積下來的經驗在支持他們看起來毫不費力的原因。

註解

1. 航路是根據地面導航設施建立的走廊式保護空域，供飛機作航線飛行之用。各國對於航路都有自有的規定，包含該行路是單向道還是雙向道。

延伸閱讀

• 穿梭機場中的飛安守門人——航務員- PanSci 泛科學
• 疫情中開箱臺灣航空產業，讓我學到的7 件事——《我的青航時代》暑期航空營飛機不失蹤！管制員與
• 機的羈絆——雷達
• 飛機和手機之間有什麼共同點嗎？——陀螺儀

參考資料

1. A320全座艙飛機駕駛艙都搬來了！ 航發會講座還有這2場| 生活新聞
2. 2018「飛航解密 暢遊天際」系列講座 長榮航空簽派員Emily精彩演講內容
3. 航空公司全天候的飛安管家-科學人雜誌
4. 2021飛航講座–長榮航空資深簽派員林俊宇：從起飛到降落全方位的飛行管家
5. 民航通告 – 交通部民用航空局

本文由 我的青航時代－2022航發會×暑期航空營 委託，泛科學企劃執行。