图片来源：NASA/JHUAPL 屏幕截图 显示了纽约市地区的空中交通管制员使用 ITWS 所看到的内容。由于该系统比当前的天气预报工具更准确地跟踪恶劣天气，因此使管制员能够一次处理更多飞机并减少延误。 |
有没有试过在冰冷的塑料机场座椅上打盹？一天吃不止一顿微波炉披萨？在到达和出发显示屏前崩溃大哭？几乎每个人都至少有一个关于被困在机场的恐怖故事——这在很大程度上是因为航班延误正变得越来越普遍。
根据美国联邦航空管理局（FAA）上个月发布的数字（参见侧边栏），去年美国航班延误的数量上升了 20%。部分增长来自于一个简单的事实，即每年都有更多的飞机飞上天空。但是，绝大多数航班延误——占总数的 68.7%——是由于恶劣天气造成的。
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考虑到这一点，麻省理工学院林肯实验室的科学家们开发了一种改进的天气预报系统，目前正在纽约市地区的四个机场完成测试：约翰·肯尼迪国际机场、纽瓦克国际机场、拉瓜迪亚机场和泰特伯勒机场。到目前为止，该系统——称为集成终端天气系统 (ITWS)——似乎取得了成功。根据麻省理工学院 2 月 16 日发布的一项分析，ITWS 在 2000 年通过减少纽约地区 49,000 小时的航班延误，为航空公司和乘客节省了超过 1.5 亿美元。
与当前的天气预报工具相比，ITWS 为空中交通管制员提供了更清晰的天气模式发展图景，这使得处理更多飞机成为可能。例如，由于该系统密切跟踪风暴云团的移动，管制员实际上可以在雷暴雨间隙安全地降落飞机。ITWS 还提供了更准确的风向转变和阵风速度预测。因此，在沿海风暴期间——通常伴有强劲的高空风——管制员可以更好地判断飞机飞行特定距离所需的时间，并可以每小时降落更多飞机。
为了创建预报，ITWS 使用了各种复杂的算法以及来自七个不同雷达源、配备传感器的飞机、国家闪电传感器和许多监测地面风和温度的系统的数据。将信息整合在一起后，它可以将风暴的位置精确定位到一公里以内，然后计算出它们在未来 10 到 20 分钟、30 分钟和 60 分钟内的位置。它还可以预测龙卷风和微下击暴流——对飞机在起飞和着陆期间尤其危险的突然下沉气流。与美国国家气象局的 NEXRAD 报告每六分钟更新一次不同，ITWS 每分钟更新一次。
图片来源：NASA/JHUAPL ITWS 用户之间的沟通对于在恶劣天气中做出飞机航线决策至关重要。因此，ITWS 显示器不仅安装在纽约的主要机场塔台中，还安装在其他几个交通管制中心。主要的航空公司运营商也可以访问 ITWS 数据。 |
“那里有很多信息，我们做的关键事情是抓取所有信息，将其组合起来并转换成易于使用的形式，”麻省理工学院高级研究员詹姆斯·E·埃文斯说。“我们不想在屏幕上显示原始数据。我们想获取信息，不断更新并无缝显示。”
空中交通管制员看到的 ITWS 屏幕显示了叠加在熟悉地图上的天气系统。风暴以漩涡状出现，正在经历降雨或风切变的区域会被突出显示。蓝线标记了近期风暴的移动，而黄色区域显示了风暴线将在半小时到一小时内落下的位置。屏幕上的信息警报在 10 英尺外清晰可见。管制员可以概览半径达 100 英里的区域，也可以聚焦于小到一个街区的区域。
ITWS 系统最初是在 FAA 的资助下开发的。麻省理工学院团队于 1998 年将其安装在纽约机场进行演示，并获得了纽约和新泽西港务局的额外资助。在孟菲斯、达拉斯和奥兰多也进行了类似的测试。科学家们在 1999 年夏季对 ITWS 进行了一些改进。它将在 2002 年被彻底取代，届时 FAA 的生产版本，由位于马萨诸塞州列克星敦的雷神公司制造，将准备就绪。
在其使用期间，ITWS 让科学家和机场更好地了解了纽约及其周边地区与天气相关的延误。例如，麻省理工学院的研究发现，在 1998 年至 2000 年期间，纽瓦克机场约 40% 的到达延误是由近距离和远距离雷暴雨造成的。另有 27% 来自低云底和能见度问题。16% 的到达延误是由于在其他晴朗条件下出现大风造成的。科学家们说，如果 ITWS 能够扩展，这些延误可能会进一步避免。
“这个国家的所有主要机场，不仅仅是纽约的机场，都将受益于港务局对改进 ITWS 的支持，以更好地满足航空公司乘客对安全、无延误航班的需求，”埃文斯说。事实上，FAA 计划在 2003 年之前部署 34 个基于 ITWS 的集成天气系统，以支持 47 个主要机场。