溫州機(jī)場(chǎng)大霧氣候特征分析

陳志平

(中國(guó)民用航空溫州空中交通管理站，浙江 溫州 325024)

溫州機(jī)場(chǎng)大霧氣候特征分析

陳志平

(中國(guó)民用航空溫州空中交通管理站，浙江 溫州 325024)

該文統(tǒng)計(jì)分析了溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010年近20 a大霧天氣的氣候特征，主要體現(xiàn)在：大霧日數(shù)年際變化差異較大，近10 a來(lái)，大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢(shì);月際變化曲線呈單峰單谷型，峰值出現(xiàn)在4月，谷值出現(xiàn)在9月，3—5月為高發(fā)期，其月際變化特征與天氣系統(tǒng)的變化密切相關(guān);日變化曲線呈單峰單谷型，峰值區(qū)出現(xiàn)在08—10時(shí)，谷值區(qū)出現(xiàn)在13—16時(shí);大霧持續(xù)時(shí)間主要集中在0～1 h，持續(xù)時(shí)間在4 h以內(nèi)的平均次數(shù)，春季要明顯多于其它各季，但持續(xù)時(shí)間在4 h以上的平均次數(shù)，冬季要多于其它各季，夏季和秋季發(fā)生大霧的持續(xù)時(shí)間全部在2 h以內(nèi);影響機(jī)場(chǎng)的大霧類型主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧，平流霧有時(shí)具有濃度大、變化快的特點(diǎn)，對(duì)飛行的影響較大，實(shí)際工作中應(yīng)引起高度重視。

大霧;氣候特征;天氣背景

1 引言

大霧是近地面氣層中懸浮有大量小水滴或冰晶而使能見度＜1 km的天氣現(xiàn)象。大霧對(duì)飛行的影響主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：①機(jī)場(chǎng)有霧會(huì)妨礙飛機(jī)的正常起飛和著陸，當(dāng)能見度只有幾十米時(shí)，根本無(wú)法起飛和著陸，甚至無(wú)法滑行，處理不當(dāng)極易造成飛行事故。特別是平流霧等具有移動(dòng)性質(zhì)的霧，生消突然，較難掌握，要特別注意;②當(dāng)航線上有霧時(shí)，會(huì)影響飛行員按地標(biāo)飛行;③霧抬升還可以形成低碎云。所以霧是一種飛行危險(xiǎn)天氣，機(jī)場(chǎng)一旦被霧籠罩，飛機(jī)起降會(huì)有不同程度的危險(xiǎn)。溫州機(jī)場(chǎng)地處東南沿海，其有利的地理環(huán)境使得平流霧時(shí)有發(fā)生。許多研究表明，各地的大霧天氣都有其地方性特征。陳云蔚對(duì)杭州市年、月大霧日分布與地形進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)地形、地貌與大霧密切相關(guān)。地形特征有明顯差異的區(qū)域，其大霧氣候特征也差異顯著，說(shuō)明地形對(duì)形成大霧有明顯的作用;鄭玉萍等研究指出，烏魯木齊地形復(fù)雜、冬季逆溫強(qiáng)，大霧天氣的氣候特征及氣象條件與國(guó)內(nèi)其他地區(qū)相比有較大的區(qū)別。因此，分析機(jī)場(chǎng)大霧氣候變化特征，對(duì)于進(jìn)一步做好大霧的觀測(cè)、預(yù)報(bào)和預(yù)警等氣象服務(wù)，減輕大霧對(duì)飛行的影響等具有重要意義。

圖1 溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010年大霧日數(shù)年際變化圖

2 資料來(lái)源和分析方法

本文所用資料包括溫州機(jī)場(chǎng)自開航以來(lái)1991—2010年《中國(guó)民用航空氣象地面觀測(cè)簿》(例行)、《中國(guó)民用航空氣象地面觀測(cè)簿》(特殊)中的觀測(cè)數(shù)據(jù)，每天02時(shí)、08時(shí)、14時(shí)、20時(shí)的東亞地面天氣圖和08時(shí)、20時(shí)的亞歐高空天氣圖資料，另外還參考了《浙江省氣象志》、《溫州永強(qiáng)機(jī)場(chǎng)航空氣候志》等相關(guān)文獻(xiàn)和資料。由于溫州機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)實(shí)行每天13 h(08-20時(shí))供航觀測(cè)制度，其它時(shí)段若無(wú)航班，觀測(cè)員無(wú)需進(jìn)行觀測(cè)，因此無(wú)完整的24 h觀測(cè)資料，此文選取每天08-20時(shí)各整點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為主要的資料來(lái)源。

數(shù)據(jù)分析方法首先利用自行開發(fā)的航空氣候志輔助軟件對(duì)上述地面觀測(cè)簿中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成各類氣候要素統(tǒng)計(jì)表，其中包括累年各季逐時(shí)能見度低于規(guī)定值(米)的頻率、累年各季能見度低于規(guī)定值的持續(xù)時(shí)間的平均次數(shù)、累年各月能見度小于1 km的平均日數(shù)及其影響因素等表格，再利用Excell的圖表制作功能，對(duì)這些表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理，最后對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行描述分析。

3 大霧年際變化分析

溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010年近20 a平均大霧日數(shù)為39.3 d，其年際變化差異較大，最多年份大霧日數(shù)為62 d，出現(xiàn)在2005年;最少年份大霧日數(shù)僅為18 d，出現(xiàn)在2001年，前者是后者的3.4倍。從大霧日數(shù)年際變化圖(圖1)可以看出，其年變化呈現(xiàn)周期性，期間出現(xiàn)5個(gè)峰值點(diǎn)和4個(gè)谷值點(diǎn)，其中1994年、1998年、2003年、2005年和2010年是5個(gè)峰值點(diǎn)，大霧日數(shù)分別為 43 d、51 d、50 d、62 d 和 48 d;1995年、2001年、2004年和2008年是4個(gè)谷值點(diǎn)，大霧日數(shù)分別為22 d、18 d、40 d和40 d。經(jīng)計(jì)算，1991—2000年10 a平均大霧日數(shù)為34.2 d，2001—2010年10 a平均大霧日數(shù)為44.3 d，后10 a大霧平均日數(shù)比前10 a多了10.1 d，可見近10 a來(lái)，大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢(shì)。這可能與全球氣候變暖趨勢(shì)、城市熱島效應(yīng)越來(lái)越明顯有關(guān)。

表1 溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010年大霧日數(shù)距平統(tǒng)計(jì)

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式：

可以計(jì)算出溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010年大霧日數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差σ≈11.1。根據(jù)世界氣象組織(WMO)的規(guī)定，大霧日數(shù)距平(△S)的絕對(duì)值|△S|達(dá)到1.3σ的事件稱為嚴(yán)重事件，|△S|達(dá)到2σ的事件稱為異常事件。因此，只要當(dāng)|△S|達(dá)到14.4時(shí)，可稱為嚴(yán)重事件;當(dāng)|△S|達(dá)到22.2時(shí)，可稱為異常事件。從表1可見，溫州機(jī)場(chǎng)在近20 a中共出現(xiàn)2個(gè)嚴(yán)重事件年份，即1995年和2001年，均為負(fù)距平，大霧日數(shù)嚴(yán)重偏少;1個(gè)異常事件年份，即2005年，正距平達(dá)22.7，比年平均大霧日數(shù)增加了57.8%，說(shuō)明大霧日數(shù)異常偏多。大霧嚴(yán)重偏少事件和異常偏多事件的原因仍有待于進(jìn)一步分析和研究。

圖2 福州機(jī)場(chǎng)1991—2010年大霧日數(shù)月際變化圖

4 大霧月際變化分析

分析溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010年各月大霧資料，發(fā)現(xiàn)每個(gè)月都有大霧發(fā)生，從圖2可以看出，大霧日數(shù)月際變化曲線呈單峰單谷型，峰值出現(xiàn)在4月，為8.2 d，占全年平均大霧日數(shù)的20.9%;谷值出現(xiàn)在9月，為0.3 d，僅占全年的0.8%。從11月—次年的6月為大霧的多發(fā)期，共36.6 d，占全年的93.1%，其中尤以3—5月為高發(fā)期，共21.4 d，占全年的54.5%。

從各季出現(xiàn)大霧日數(shù)的平均頻率分布來(lái)看，春季最多，為21.4 d，占全年平均大霧日數(shù)的54.5%;冬季次之，為9.5 d，占24.2%;秋季最少，為3.0 d，占7.6%;夏季為5.4 d，占13.7%(見表2)。由此看出，春季能見度最差，冬季次之，其次是夏季，秋季能見度最好。大霧日數(shù)的月際變化特征與天氣系統(tǒng)的變化是密切相關(guān)的，春季北方冷空氣頻繁，南方暖濕氣流活躍，機(jī)場(chǎng)常處于鋒前暖區(qū)，當(dāng)遇海上平流至機(jī)場(chǎng)的暖濕空氣，在近地面經(jīng)過冷卻后易形成逆溫層，從而容易形成大霧;冬季由于受大陸冷高壓控制，暖濕空氣相對(duì)較弱，有時(shí)遇氣壓場(chǎng)較弱，夜間又為晴朗微風(fēng)，再加上地面輻射冷卻作用使近地面形成逆溫時(shí)，易形成輻射霧;夏季的大霧主要是梅雨、臺(tái)風(fēng)等導(dǎo)致的強(qiáng)降水形成的;而秋季天氣穩(wěn)定，淺層不易形成穩(wěn)定的層結(jié)，故不利于霧的生成。

表2 溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010年大霧平均日數(shù)月統(tǒng)計(jì)

5 大霧日變化分析

大霧的日變化比較明顯，其變化曲線呈單峰單谷型(圖3)，08-20時(shí)(北京時(shí)，下同)中，峰值區(qū)出現(xiàn)在08—10時(shí)，08時(shí)、09時(shí)和10時(shí)出現(xiàn)頻率分別占22.8%、10.9%和 6.3%，三者頻率之和為40.0%;13—16時(shí)均為谷值區(qū)，曲線比較平緩，但可以看出，下午14時(shí)開始曲線呈緩慢上升趨勢(shì)。故總體而言，大霧出現(xiàn)頻率為08時(shí)左右最高，之后迅速降低，11時(shí)后逐漸降低，至14時(shí)達(dá)最低，之后又呈逐漸增加趨勢(shì)，傍晚17時(shí)后開始出現(xiàn)次高峰。對(duì)機(jī)場(chǎng)進(jìn)出港航班而言，除個(gè)別駐場(chǎng)公司航班在本場(chǎng)08時(shí)左右起飛外，其它大多數(shù)航班均在10時(shí)后在本場(chǎng)起降，因此也就避開了大霧的最高峰時(shí)段，但仍需注意傍晚開始后的次高峰時(shí)段。

圖3 溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010各季逐時(shí)大霧發(fā)生頻率

從各季逐時(shí)發(fā)生大霧的頻率看，其變化曲線有明顯不同(圖3)。大霧集中發(fā)生在春季和冬季，夏季和秋季除了早晚略有出現(xiàn)外，基本沒有出現(xiàn)大霧。春季曲線和冬季曲線的區(qū)別主要體現(xiàn)在，前者起伏程度較后者明顯，前者峰值遠(yuǎn)高于后者，但其谷值卻明顯低于后者。春季大霧的逐時(shí)變化曲線呈“兩頭多、中間少”的特征，其中尤以08-10時(shí)最多，10時(shí)以后逐漸減少，13-16時(shí)頻率幾乎為0，16時(shí)以后頻率又逐漸開始增加;冬季變化曲線比較平緩，全天各時(shí)次出現(xiàn)頻率較平均，無(wú)大起大落現(xiàn)象;夏季09-15時(shí)從未出現(xiàn)過大霧;秋季09-19時(shí)也從未發(fā)生過大霧。

6 大霧持續(xù)時(shí)間分析

溫州機(jī)場(chǎng)各季大霧持續(xù)時(shí)間統(tǒng)計(jì)見表3，表中以 1、4、7、10 月份分別代表冬、春、夏、秋季，可以看出，大霧持續(xù)時(shí)間主要集中在0～1 h，共為15.6次，占各季總次數(shù)的60.9%;其次為1～2 h，共為5.6次，占各季總次數(shù)的21.9%，其中夏季和秋季的大霧持續(xù)時(shí)間全部集中在2 h以內(nèi);持續(xù)2～4 h的為3.7次，占14.5%;持續(xù)在4 h以上的僅為0.7次，占年總次數(shù)的2.7%。從表中還可看出，大霧持續(xù)時(shí)間在4 h以內(nèi)的平均次數(shù)，春季要明顯多于其它各季，但持續(xù)時(shí)間在4 h以上的平均次數(shù)，冬季要多于其它各季。從歷年資料統(tǒng)計(jì)看，大霧持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的出現(xiàn)在冬季，即2006年1月15日，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)11 h 50 min;春季次之，最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間為12 h 58 min，發(fā)生于2004年4月12日;夏季和秋季最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間最短，均為1 h 50 min，夏季分別出現(xiàn)在1993年7月4日和1999年7月16日，分別出現(xiàn)在1998年10月30日和1998年10月31日。

表3 溫州機(jī)場(chǎng)1991—2010年大霧持續(xù)時(shí)間的平均次數(shù)

7 大霧類型

從近20 a統(tǒng)計(jì)資料看，影響溫州機(jī)場(chǎng)的大霧主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧。輻射霧是冬季影響本場(chǎng)最多的一種霧，它的生消時(shí)間有較明顯的規(guī)律性，多產(chǎn)生于后半夜到早晨，以日出不久為最多，其消散時(shí)間與日出時(shí)間和日出后氣溫升高的快慢有直接的關(guān)系，一般日出后2 h左右即可消散，但在冬季，由于日出后氣溫升高慢，且霧的濃度大，因而持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，往往到10時(shí)后才能消散，最長(zhǎng)的可持續(xù)10 h以上;鋒面霧的特點(diǎn)是形成時(shí)間不固定，在一天中任何時(shí)間均可生成，一般維持時(shí)間不長(zhǎng)，通常隨鋒面的過境或低壓中心的移出而消散，但靜止鋒附近的霧，常常伴有毛毛雨或低云，且時(shí)好時(shí)壞，維持時(shí)間較長(zhǎng)，須引起注意;平流霧是春季影響本場(chǎng)最多的一種霧，它的生消時(shí)間不像輻射霧那樣具有規(guī)律性，一天之內(nèi)任何時(shí)間均可生成，但相對(duì)集中在下午到傍晚。消散時(shí)間多集中在晚上，平流霧持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短懸殊很大，短的僅為幾分鐘，長(zhǎng)的可維持?jǐn)?shù)小時(shí)，而且有時(shí)霧的濃度大，變化快，來(lái)去匆匆，能以把握，對(duì)飛行的影響較大，實(shí)際工作中應(yīng)引起高度重視。對(duì)上述幾種霧的季節(jié)性變化情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以得出，輻射霧在冬季發(fā)生的頻率最高，其次分別是春季和秋季，夏季發(fā)生輻射霧的概率很低;鋒面霧在各季發(fā)生的頻率從高到低依次是春季、冬季、夏季和秋季;平流霧在春季發(fā)生的頻率最高，其實(shí)分別是夏季、冬季和秋季。

8 大霧天氣背景分析

溫州機(jī)場(chǎng)幾種主要類型的大霧各有其不同的天氣背景，具體而言：形成輻射霧的地面天氣形勢(shì)主要有兩類，一是弱高壓(脊)，二是鞍形場(chǎng)或均壓場(chǎng)，對(duì)應(yīng)高空形勢(shì)一般為西北氣流;伴隨平流霧常見的地面天氣形勢(shì)主要有四種，一是入海變性高壓西部，二是西太平洋高壓西部，三是氣旋和低壓槽東部，四是冷鋒前部，溫州機(jī)場(chǎng)處于東南沿海，當(dāng)機(jī)場(chǎng)處于海上高壓的西部或陸上氣旋或低壓槽的東部時(shí)，有暖濕空氣從南面或東面的海面平流過來(lái)，經(jīng)過冷卻后，往往容易形成平流霧;鋒面霧主要在鋒面附近生成，產(chǎn)生鋒面霧的形勢(shì)主要分兩種類型，一是由于冷鋒南壓至溫州附近后產(chǎn)生大霧，可把它稱為“冷鋒型”，另一種是由于西南倒槽中的靜止鋒或新生鋒系向東北方向延伸至溫州附近產(chǎn)生大霧，可把它稱為“靜止鋒型”，另外，無(wú)論哪種類型的形勢(shì)，當(dāng)時(shí)的空氣濕度都較大，一般T-Td≤5℃，可以認(rèn)為濕潤(rùn)的大氣是溫州鋒面霧產(chǎn)生的必要條件。

9 結(jié)論

①溫州機(jī)場(chǎng)大霧年際變化差異較大，近10 a來(lái)，大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢(shì)。

②溫州機(jī)場(chǎng)大霧日數(shù)的月際變化曲線呈單峰單谷型，峰值出現(xiàn)在4月，谷值出現(xiàn)在9月，3—5月為高發(fā)期。

③機(jī)場(chǎng)大霧的日變化變化曲線呈單峰單谷型，峰值區(qū)出現(xiàn)在08—10時(shí)，谷值區(qū)出現(xiàn)在13—16時(shí)。

④機(jī)場(chǎng)大霧持續(xù)時(shí)間主要集中在0～1 h，其次為1～2 h。

⑤影響機(jī)場(chǎng)的大霧類型主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧，并各有其不同的天氣背景。

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B

1003-6598(2011)04-0011-04

20111-04-08

陳志平(1968-)，男，高工，主要從事航空氣象研究工作。