在民航飞机的适航噪声试验飞行［1］中，由于噪声传播受气象条件影响显著，为了精确测量非基准气象参数，并对非标准气象参数条件下的噪声数据进行适当的修正，对获取准确、一致和可复制的测试结果至关重要。因此，在噪声测量阶段，必须获取从地面至飞机所能达到的最高点间的整个声传播路径上的气象参数，该参数包括大气温度和湿度［2-3］。
临近地面区域的温度和相对湿度受许多因素的影响，包括太阳辐射、地面风、局部热量变化及湿度等。因此，为减少地面的异常情况对测量结果的干扰，假设从地面到测量点的气象条件保持稳定，一般选取离地面10 m高的位置进行地表气象测量。同时，地面气象测量还应包括风速和风向的测量，由于这些因素对噪声测量结果具有显著影响，因此对风速、风向的测量标准极其严格，一旦超出限制条件，噪声测量结果将直接被认定为无效。
1 适航噪声气象测量要求
噪声测量点附近的气象数据一般通过安置在测量点周围的温、湿度传感器、露点仪及风向/风速传感器等设备来获取。如果要计划使用位于噪声测量点1.5 km范围内的机场气象站或其他设施来收集试验现场的气象数据，则需要先通过相关部门的审批。
（1）气象测量系统处于校准有效期内；
（2）气象测量系统应满足实时采样的要求。风速和风向至少每秒采样一次；温度、相对湿度和气压至少10 s采样一次；
（3）气象测量系统应具有足够的精度和足够短的响应时间；
（4）气象测量系统组件必须高于地表10 m；
（5）气象测量系统应满足下列测量容限：
风速：3.7 km/h以上，±2.0 km/h；
风向：±5°；
温度：±0.5 ºC；
相对湿度：±3％；
大气压力：±5 kPa。
2 适航噪声气象测量
2.1 主要验证内容
适航噪声的气象参数测量主要分为地面气象测量和高空气象测量两大类。可以借助地面气象站或者车载气象站测量并记录飞机在噪声测量点、进场噪声测量点及横侧噪声测量点飞越时距离地面10 m的低空气象参数，以便对噪声测量数据进行必要的修正［9］。另外，也可以用气象飞机测量并记录噪声试验飞机从最高飞行高度至噪声测量站之间的高空气象参数，进而计算噪声从飞机传播到传声器之间的噪声衰减量。这些气象参数包括但不限于温度、相对湿度、风速、风向和大气压力等。
进行气象测量的时间间隔必须确保每一次噪声测量的前后30 min内都有气象数据，进而可以通过插值法得到噪声实际测量时间内的气象数据［10］。
2.2 测量系统
国内某型号飞机合格审定噪声飞行试验的气象参数测量分为车载气象站测量和气象飞机测量两部分。
（1）车载气象站测量设备
车载气象站测量设备包括风向风速传感器、温湿度传感器、雨量传感器、振动筒压力传感器、侧风传感器等，主要技术指标如下：
风向测量精度：3°；
风速测量精度：0.1 m/s；
温度测量精度：±0.2 ℃；
湿度测量精度：±2%；
气压测量精度：±3‰。
（2）气象飞机测量设备
气象飞机选取CESSNA 172型飞机，其携带的测量设备主要包括露点仪、温度传感器、高度速度传感器、GPS天线和采集器，用来进行温度、相对湿度的测量，主要技术指标如下：
露点仪精度：±0.25 ℃；
温度传感器精度：±0.5 ℃；
高度速度传感器精度：±0.25%；
GPS定位精度：±5 m。
2.3 气象测量方法
（1）气象测量方法
（2）空中气象分层选取原则与方法
若在3 150 Hz的1/3频程上，从高于地面10 m处计算得到的大气声衰减系数与PNLTM传声路径上的实际大气声衰减系数相比，其变化超过±0.5 dB/100 m，则必须对大气进行分层处理。
如果不需要分层，则在每次测量中，每个1/3频程的等效声音衰减将由相应频带分别在高于地面10 m处和飞机在PNLTM时的飞行高度处的大气吸声系数的平均值来确定。
（3）气象参数测量系统时间同步方案
在噪声测量过程中，噪声、气象和航迹数据需保证时间上的同步性。在车载气象站的参数采集记录系统中，可以添加GPS时码接收模块，利用时码接收天线来实时接收GPS时间信号。解调之后，所接收的时间信号将被用于同步记录气象参数和时码参数。
同时，在气象飞机上也应添加GPS接收器和接收天线，以实时接收GPS信号。经过解调后，采集记录系统将同步采集和记录航迹参数、飞行参数、气象参数及时码参数，确保整个系统的时间同步［12］。
2.4 审查判据
车载气象站的温度和湿度测量结果应每30 s取一次平均值，取每个时点前后15 s的平均值作为该时段的测量结果，该结果将与GPS时间对应。试验监控人员需要对车载气象站的气象参数测量过程进行监督，并记录最高温度、湿度和最大风速等测量结果，然后按照CCAR-36-R1的第A36.2.2.2条款对温度、相对湿度和风速进行检查。如气象条件超出试验要求，车载气象站的工作人员应立即向试验指挥和现场监督员报告。责任人员将根据情况判断试飞数据的有效性并决定是否继续或终止试验。试飞结束后，申请方应将气象参数和相关数据提交给审查机构。
在测量过程中及测量结束后，审查机构应检查下列参数：
（1）温度和相对湿度检查
在高于地面10m处与飞机之间的整个传声路径上进行温度和相对湿度检查，确定大气温度在-10 ℃～35 ℃，相对湿度在20%～95％［13］，否则记录数据无效。
高于地面10m与飞机之间的整个传声路径的相对湿度和大气温度参数由气象飞机采集，采用CCAR-36-R1中第A36.2.2.3条款规定的大气分层方法计算大气吸声系数，每层高度至少为30 m。
（2）风速检查
在噪声试飞测量过程中，应实时对高于地面10 m处测得的气象数据进行监控，保证平均风速不超过22 km/h，飞机的侧风风速不超过13 km/h。用10 dB降区间内每30 s的实测风速数据来计算平均风速。在高于地面10 m以上处，10 dB降区间内的最大风速不超过28 km/h，且侧风风速不超过18 km/h。如果风速超出上述限值，需及时将结果报告给指挥员与试验监督员，应终止试验并作记录。
3 适航噪声气象测量数据修正
声波在大气中传播时，因空气的黏滞和热传导效应，在压缩与膨胀过程中，一部分声能被转化为热能而损耗，其损耗大小与声波频率密切相关。另外，由于声波在传输过程中还存在空气分子的弛豫吸收，使得声能损耗的大小与频率关系非常复杂，与空气的密度、温度和相对湿度相关［14］。
3.1 主要验证内容
基准条件包括海平面大气压力、空气温度为25 ℃、相对湿度、风况和跑道的坡度等，除要求飞行试验要在规定的限制条件下进行外，测量得到的噪声结果还需要修正至基准条件下，才能与不同机型，在不同地区、不同天气、不同海拔测得的噪声结果具有可比性。
噪声适航审定试飞的基准大气条件定义如下：
海平面大气压力为1 013.25 hPa；
空气温度为25 ℃，即国际标准大气状态+10 ℃；
大气相对湿度为70％；
无风；
跑道梯度为零。
3.2 基本验证工具
大气中的声波衰减是由多种因素导致的，主要包括声波的几何发散、大气对声波的吸收作用及地面效应等。
在航空声学研究中，无论是进行飞机的外场噪声预测还是适航噪声的测试分析，大气声衰减系数都是一个不可或缺的参数。由于飞机噪声传播的距离较远，大气吸声所引起的声能损失是一个重要的考虑因素。在计算过程中，通常会利用大气声衰减系数来估算由于声波传播距离和几何发散等因素导致的声能衰减。
大气声衰减系数的计算方法已经形成标准化流程，在众多的声学标准中，都有吸声系数的参考数据和相应的计算公式。适航噪声测量的规范同样提供明确的计算公式和表格，这些公式适用于计算机编程。然而，在开发计算程序时，需要明确一些细节问题，例如如何执行二次插值分析等技术细节。
在进行实际声学测试时，完全达到基准大气条件中定义的温度和湿度标准难度较大。因此，应该尽可能地选择那些气象条件与基准大气标准较为接近的情况来进行验证试验。这样做的目的是为减少由于气象条件的偏差较大而可能引起的声衰减度量的误差。
因此，在适航噪声测量领域，由于气候变化的不可预测性，确保每一次测量都在理想的基准气象条件下进行是不现实的。鉴于此，定义一个合理的噪声验证试验气象窗口显得尤为重要。该窗口指的是一组特定的气象条件范围，只要实际测量时现场的气象条件落在这个预设的范围内，那么所获得的噪声测量数据即可视为有效。这样的作法旨在确保即使在非基准气候条件下也能收集到可靠的噪声测量数据。
在获得不同高度处的温度、湿度参数后，可利用CCAR-36-R1中第A36.7 条数中的公式计算声衰减系数。先利用公式求出λ值后，通过查表可以得到对应的 值。如果求得的λ值不在表中，那么就需要使用二次插值得到λ所对应的 值。
通过已知的3个点先求出近似函数
其中
在求出λ值后再进行插值，但CCAR-36对如何选择插值区间点并没有提供明确的说明，例如如果λ所在区间的两点加上下一个区间的点进行插值，或者用点1、2、3确定二次插值函数，用点3、4、5确定二次插值函数，依此类推。
具体到第一种方法，如果λ值为0.4，那么可以使用（0.25，0.315）、（0.50，0.700）和（0.60，0.840）这3个点来进行插值。
使用第二种方法时，使用（0.00，0.000）、（0.25，0.315）和（0.50，0.700）确定二次插值函数，使用（0.50，0.700）、（0.60，0.840）和（0.70，0.930）确定二次插值函数。当λ落在［0.00，0.50］时都使用第1个二次插值函数 ，当λ落在［0.50，0.70］时都使用第2个二次插值函数 ，依此类推。尽管这两种方法都能计算出所需的数值，但结果之间可能存在一些细微的差异。因此，选择哪种插值方法应基于对计算精度的要求和对数据特性的理解。
3.3 修正方法
大气声衰减系数在声学分析、计算和噪声测量数据的处理中非常重要。当声源的传播距离与标准声传播距离不相符时，必须将声传播效应纳入考量，并针对空气吸声对测量结果的影响进行必要的修正。忽略这一步骤可能导致测量环境对结果产生的影响远超其他不确定因素，最终得到的噪声数据将无法准确地反映飞机真实的噪声水平。因此，为确保测量的准确性和可靠性，对大气声衰减系数的考虑和修正非常必要。
在处理数据时，申请人须依据CCAR-36-R1的第A36.7条款，使用相关公式来计算每个大气层的声衰减系数。根据飞机当前的高度，可以计算出传声路径上的等效加权声衰减系数，进而得出声衰减量。
CCAR-36-R1的第A36.7.1条款明确指出，大气声衰减的确定必须按照第A36.7.2条款所述的程序进行。在A36.7.2条款中，详细阐述大气声衰减与频率、温度及湿度之间的关系。此外，A36.7.2（b）采提供公制单位的计算公式，见式（2 ）、（3 ）。
使用公制单位的声衰减系数计算算式
和
式中：η（δ）列为δ的函数；f 0为频率；α（i）为衰减系数；θ为温度；H为相对湿度。
4 结论
本文深入分析民用飞机噪声适航审定过程中气象条件的影响及其修正策略。通过利用地面气象站、移动气象监测车以及气象飞机等设备收集地面和空中的气象参数，这些参数对于调整噪声测量数据至关重要［15］。强调气象条件在噪声适航审定中的关键作用，提出相应的测量与修正标准，提升噪声评估的精确度和可信度。为申请人在民用飞机噪声适航审定过程中提供指导，通过计算大气声衰减系数来校正测量数据，从而获得准确反映飞机实际噪声水平的适航噪声等级，符合适航标准。此外，所提出的方法还能确保在多变的气象条件下进行的噪声测试结果之间具有可比性和一致性。