- 課堂大意
這堂課，首先提到了跑道的「編碼」。跑道的編碼即指出跑道的方向，例如恆春機場的跑道編碼為14/32，也就是跑道的方向與北方[1]夾140度(當然也可看成與北方夾320度)；又如台東豐年機場的跑道方向為04/22，意思就是跑道方向與北方夾40度(當然也等於與北方夾220度)。更進一步，討論到跑道的方向究竟該如何決定？除此之外，在課堂進入尾聲時，也提出究竟該如何計算跑道容量的問題。以下就兩個問題研究：1. 「跑道方向如何決定？」；2. 「台灣的機場跑道方向與機場盛行風之關係？」。
- 跑道方向如何決定？
跑道的方向主要是順著到盛行風(Prevailing Winds)的方向，而順著盛行風正意味著減少側風(Crosswind)對於飛機起飛或降落時的干擾。
根據FAA的標準，容許側風速度(Allowable Crosswind Speeds)由兩者決定：機場等級代碼(ARC:
Airport Reference Code)以及跑道寬度。例如機場等級代碼為「 A-I」 與「B-I」、跑道寬度小於75英尺的機場，容許側風速度為10.5節(knots)。請見下圖。[2]
根據FAA規範，容許側風速度(Allowable Crosswind Speeds)決定於機場等級代碼(ARC: Airport Reference Code)以及跑道寬度。
(資料來源：Norman J. Ashford, Saleh Mumayiz, Paul H. Wright, Airport
Engineering: Planning, Design, and Development of 21st Century
Airports, p.301)
根據ICAO規範，容許側風速度(Allowable Crosswind Speeds)決定於機場跑道長度。
(資料來源：Norman J. Ashford, Saleh Mumayiz, Paul H. Wright, Airport
Engineering: Planning, Design, and Development of 21st Century
Airports, p.302)
容許側風速度是決定跑道方向的因素之一，另一個重要的因素是風來的方向，如果已確定容許側風速度，又有了「風從哪裡來？」的相關資料，接下來只需借助風花圖(Wind Rose Method)就能決定跑道的方向。
風花圖是「風向風速統計資料」(見下圖，以台北松山機場為例)的另一種呈現方式，風向風速統計資料藉由記錄了每一道風的「風速」與「風向」進而整理出每個特定的「風向—風速」出現的時數(通常以小時為單位)，接著將時數以百分比呈現，填入對應的風花圖中。
台北松山機場民國103年全年的風向風速統計資料。
(資料來源：民用航空局飛航服務總站，民國103年航空氣候年表，第28頁)
最後，以透明尺覆蓋在風花圖上，尺的中心線(Centerline)即代表跑道的中心線，中心線與尺的長邊間的距離即代表容許側風速度[4]。根據FAA與ICAO的規定[5]，一條跑道的使用率應該達95%以上，換句話說，假設在100小時內，一條跑道有5小時以上，都因側風超過容許側風速度而使得飛機無法起降，則如此的跑道方向是不合格的。因此，透明尺在風花圖必須覆蓋超過95%的總時數，才符合決定跑道方向的基本要求。
風向風速統計資料填入風花圖中。
(資料來源：Norman J. Ashford, Saleh Mumayiz, Paul H. Wright, Airport
Engineering: Planning, Design, and Development of 21st Century
Airports, p.306～309)
- 台灣的機場跑道方向與機場盛行風之關係？
原則上，盛行風的風向決定了跑道的方向。台灣機場的跑道方向有無遵守如此的設計原則呢？以下依序檢驗台北松山機場、桃園國際機場、高雄小港機場。
1.
台北松山機場的跑道編碼為10/28(方向約為W-E)，下圖整理出民國99年至103年，台北松山機場的盛行風方向。資料顯示，盛行風的方向為「E」，大致與台北松山機場的跑道方向吻合。
台北松山機場 –風向風速統計資料(民國99～103年)
(資料來源：整理自民國99到103年航空氣候年表，民用航空局飛航服務總站)
2.
桃園國際機場的跑道編碼為05/23[6](方向約為NE-SW)，下圖整理出民國99年至103年，桃園國際機場的盛行風方向。資料顯示，盛行風的方向為「NE」，大致與桃園國際機場的跑道方向吻合。即便在每年的5～8月風向顛倒，但無礙於飛機的起降，因為風的方向僅變成WSW或S，與跑道方向呈水平。
桃園國際機場 –風向風速統計資料(民國99～103年)
(資料來源：整理自民國99到103年航空氣候年表，民用航空局飛航服務總站)
3.
高雄小港機場的跑道編碼為09/27(方向約為W-E)，下圖整理出民國99年至103年，高雄小港機場的盛行風方向。此五年的年平均風向[7]均為「N」，與跑道方向呈垂直，不符合設計原則，不過細部地看風向資料，大概在每年的4～10月，高雄小港機場的風向會變為W或E方向，在此期間對於飛機的起降較不會造成困擾，也許就是因為高雄機場整年的風向有「垂直性」變化，當初機場跑道的方向才不得不擇一方向設計，由資料可看出，一年中大約有6個月以上的時間吹「非N方向」的風，因此跑道選擇設計為W-E方向，也算是合理。
高雄小港機場 –風向風速統計資料(民國99～103年)
(資料來源：整理自民國99到103年航空氣候年表，民用航空局飛航服務總站)
以上僅能作為大概的檢驗，若要更細緻地檢驗跑道的方向，例如台北松山機場跑道的方向為何是10/28而非09/27？此就要仰賴風向風速統計資料與風花圖了！關於台灣各機場的風向風速統計資料，都可以在由民航局飛航服務總站每年出版的航空氣候年表查到，有了風向風速統計資料，也就能夠進一步畫出風化圖，確認跑道應設計的方向。最後，由於風花圖是以地理北極(True North)最為參考軸，但跑道的編碼是以磁北極(Magnetic
North)最為參考軸，因此從風花圖得到的跑道編碼要轉換為以磁北極為參考軸的跑道編碼[8]。
參考文獻：
1.
Paul H. Wright, Norman J.
Ashford, Transportation Engineering: Planning and Design, Library of Congress
Cataloging-in-Publication Data, 1997.
2.
Norman J. Ashford, Saleh
Mumayiz, Paul H. Wright, Airport Engineering: Planning, Design, and Development
of 21st Century Airports, Library of Congress
Cataloging-in-Publication Data, 2011.
3.
民用航空局飛航服務總站，航空氣候年表，民國99、100、101、102、103年。
[2] Paul H. Wright, Norman J. Ashford, Transportation Engineering:
Planning and Design,p.509.
[3] Norman J. Ashford, Saleh Mumayiz, Paul H. Wright, Airport
Engineering: Planning, Design, and Development of 21st Century
Airports, p.301.
[4] 使用風花圖決定跑道方向的方法，其詳細的步驟，請參閱Norman J.
Ashford, Saleh Mumayiz, Paul H. Wright, Airport Engineering: Planning, Design,
and Development of 21st Century Airports, p.306～309。
[5] Norman J. Ashford, Saleh Mumayiz, Paul H. Wright, Airport Engineering:
Planning, Design, and Development of 21st Century Airports, p.301.
[7] 關於航空氣候年表上所載的「年平均風向」的計算方式為何，筆者並沒有深入研究，猜測應是將每個風向以數字表示後(例如「E」即以90表示，「S」即以180表示)，以各風向出現的時數為權重，最後加權平均得出平均風向。因此，此平均風向與藉由風花圖所得出的盛行風方向，應有出入。此部分關於風向與跑道方向是否一致的檢驗，只是粗略的檢驗，換句話說，即便風向與跑道方向一致，也不能完全合理化跑道的方向。
[8] 轉換方式，請參閱Paul H. Wright, Norman J. Ashford,
Transportation Engineering: Planning and Design,p.511. 另外，關於磁場轉換變數(Magnetic Variation)，可連結至網站「Sky Vector-
Aeronautical Charts」，此有全球機場的磁場轉換變數，當然也包括台灣的機場。網址：https://skyvector.com/ 。
