2015年3月溫州機(jī)場一次大霧過程的分析

林再雄 陳磊 侯思遠(yuǎn)

摘要：該文針對(duì)2015年3月31日溫州機(jī)場發(fā)生的一次平流霧的天氣，利用常規(guī)氣象觀測資料、NECP資料、自動(dòng)站資料、天氣圖、衛(wèi)星云圖等，對(duì)這次大霧天氣過程進(jìn)行研究分析。結(jié)果表明：在大霧發(fā)生時(shí)，中緯度無明顯冷空氣活動(dòng)，南支氣流平直，天氣比較穩(wěn)定。近地面層的高濕環(huán)境、適宜的風(fēng)向風(fēng)速、溫度層結(jié)穩(wěn)定和地面的弱幅合場都是這次天氣過程發(fā)生的重要條件，而通過對(duì)浙江省氣象自動(dòng)觀測平臺(tái)和衛(wèi)星云圖的監(jiān)控能做到對(duì)平流低云大霧的提前預(yù)報(bào)。

關(guān)鍵詞：大霧 能見度 平流 衛(wèi)星云圖

中圖分類號(hào)：P45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

1 引言

霧是近地面層空氣中懸浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合體，當(dāng)水平能見度小于1公里時(shí)稱為大霧。大霧天氣經(jīng)常伴隨低云，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大霧對(duì)交通運(yùn)輸?shù)挠绊懺絹碓絿?yán)重，大霧的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)將為航空公司合理安排航班提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)。

根據(jù)我國1951-1985年間245次與氣象有關(guān)的嚴(yán)重飛行事故的統(tǒng)計(jì)結(jié)果[1]看出，低能見度造成的飛行事故，占19.2%，遠(yuǎn)高于低空風(fēng)切變、積雨云?？梢姷湍芤姸葘?duì)飛行安全的重要影響，造成低能見度的大霧天氣對(duì)飛機(jī)起降危害極大。

該文通過2015年3月31日地面常規(guī)觀測資料，NCEP再分析資料，衛(wèi)星云圖等資料的分析，加深對(duì)大霧天氣的形成和維持機(jī)制的理解，并總結(jié)出一些初步結(jié)論，為此類大霧天氣的預(yù)報(bào)工作積累經(jīng)驗(yàn)。

2 大霧天氣概述

2015年3月31日08：00（UTC下同）能見度從07：00的6KM迅速降至1.7KM，此后在12：28之前能見度一直在1KM上下反復(fù)變化，13：00后能見度降至0.5KM以下，20：00后能見度轉(zhuǎn)為0.1KM以下，4月1日01：00能見度轉(zhuǎn)為0.2KM，隨后能見度迅速好轉(zhuǎn)，02：00上升到0.9KM，03：00轉(zhuǎn)為1.2KM，大霧天氣結(jié)束。此次大霧來的突然，持續(xù)時(shí)間長，造成溫州機(jī)場28個(gè)航班取消，多個(gè)航班復(fù)飛備降，給航班正常運(yùn)行造成很大的影響。

3 天氣背景及大尺度環(huán)流形勢分析

形成大霧前一天，即30日20：31本場出現(xiàn)雷雨天氣，22：49雷雨結(jié)束，轉(zhuǎn)為小雨，23：50小雨結(jié)束。大霧前期出現(xiàn)降水、地表相對(duì)濕度增大、蒸發(fā)出水汽不斷補(bǔ)充到近地層，使低層的水汽含量豐富。

從圖1看出，在500hpa高度場上，隨著引起本場降水的短波槽東移，本場上空轉(zhuǎn)為較為平直的偏西氣流控制。在這種穩(wěn)定的環(huán)流背景下有利于大霧的持續(xù)維持【2-3】。大霧的形成與底層及地面的形勢密切相關(guān)，31日00時(shí)700hpa和850hpa上西南急流明顯，地面處于高壓后部的西南偏南氣流之中，從海上帶來了大量暖濕的水汽。31日白天氣溫迅速上升，但相對(duì)濕度仍處于較高的水平，在傍晚前溫度開始降低時(shí)，相對(duì)濕度也隨之迅速升高并達(dá)到了100%，這對(duì)平流霧的維持提供了有利條件。

圖1 3月31日00時(shí)500hPa位勢高度

4 大霧形成及維持原因分析

4.1風(fēng)向風(fēng)速分析

適中的風(fēng)速是平流霧形成的必要條件[4]。31日大霧形成前的4-5小時(shí)，本場吹偏南風(fēng)，風(fēng)速3-5米/秒，該風(fēng)向有利于將海上的暖濕空氣輸送到本場，同時(shí)有利于海上的海霧往本場移動(dòng)。大霧期間風(fēng)速減小到0-2米/秒，而且風(fēng)向不定，加強(qiáng)了近地面層的亂流作用，又不至于垂直交換強(qiáng)烈，有利于大霧的持續(xù)發(fā)展。

4.2大氣層結(jié)分析

由于資料有限，我們選取距離溫州機(jī)場最近的探空資料（58665浙江洪家）。圖略，大霧發(fā)生前，31日00時(shí)近地層，溫度露點(diǎn)差小于1℃，水汽充沛，990hpa至943hpa之間有弱的逆溫層存在；大霧發(fā)生期間，31日12時(shí)，996hpa至925hpa之間存在一逆溫層，逆溫強(qiáng)度增強(qiáng)，而且逆溫層底的高度有所抬升，有利于大霧的厚度加強(qiáng)。

4.3散度場及垂直速度場分析

為了了解大霧期間大氣垂直運(yùn)動(dòng)狀況，筆者沿著26°N做散度和垂直速度垂直剖面圖，如圖2、圖3。從圖2可知在大霧持續(xù)期間，近地面層900hPa以下為較弱的輻合上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)流層中低層存在弱輻散下沉運(yùn)動(dòng)；從圖3可知850hPa以下為上升運(yùn)動(dòng)，850～500hPa為下沉運(yùn)動(dòng)。這種淺層上升運(yùn)動(dòng)可以使近地層的水汽向上輸送，使?jié)駥舆_(dá)到一定的厚度，使水汽在逆溫層高度內(nèi)充分混合，高層的下沉運(yùn)動(dòng)阻止了低層水汽向高層輸送，有利于低層水汽的積累和濕度增大。

5 預(yù)報(bào)方法的討論

5.1衛(wèi)星云圖的應(yīng)用

海霧因生成在海上，而海上的測站稀少，通過常規(guī)的測站監(jiān)視，無法及時(shí)掌握海霧情況。而應(yīng)用衛(wèi)星云圖可以對(duì)海霧進(jìn)行有效的監(jiān)測。霧在可見光云圖上表現(xiàn)為紋理均勻、邊界整齊光滑或與地形等高線吻合[5]，與中高云有明顯的區(qū)別。因此，在白天利用可見光云圖，結(jié)合紅外云圖，較容易識(shí)別大霧。

通過對(duì)比可見光和紅外云圖可以看出在溫州機(jī)場東南向海上有一大片霧區(qū)，如圖4。從衛(wèi)星云圖隨時(shí)間的變化看出霧區(qū)往西北移動(dòng)，直至08：30已基本覆蓋了沿海區(qū)域，與機(jī)場的觀測數(shù)據(jù)吻合。根據(jù)霧區(qū)的范圍及移動(dòng)速度，雖能大致判斷大霧持續(xù)時(shí)間，但由于夜間缺乏可見光衛(wèi)星云圖資料，且白天和夜間風(fēng)向風(fēng)速變化較大無法精確地使用外推法來判斷。

5.2自動(dòng)站觀測資料

溫州近海設(shè)置了較多自動(dòng)觀測站點(diǎn)及浮標(biāo)觀測點(diǎn)。因此可以通過這些資料來判斷霧區(qū)的強(qiáng)度和移動(dòng)方向。根據(jù)10：00時(shí)的能見度分布圖來看，應(yīng)用外推法來判斷霧區(qū)的移動(dòng)可以大致確定半夜前后霧區(qū)就會(huì)離開本場。而此時(shí)的預(yù)報(bào)思路忽略了由于近地面層的有利條件造成大霧的再次生成。從12：00時(shí)的能見度分布圖可以看到東南部島嶼上的能見度監(jiān)測數(shù)據(jù)也在不斷地下降，由此可以判定霧區(qū)范圍的不斷擴(kuò)大，從而推測出低云大霧的持續(xù)時(shí)間也將延長，直至第二天逆溫層的破壞才能消散。

5.3預(yù)報(bào)服務(wù)過程

此次天氣過程中依靠衛(wèi)星云圖和海上自動(dòng)站觀測資料對(duì)平流低云大霧影響本場的開始時(shí)間做出了精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)，在每日的大面積航班延誤（MDRS）協(xié)調(diào)會(huì)上也預(yù)報(bào)了當(dāng)日夜間的低云大霧過程，并提前了兩個(gè)小時(shí)發(fā)布了機(jī)場警報(bào)同時(shí)通報(bào)給了各個(gè)運(yùn)行部門。但由于預(yù)報(bào)思路的局限對(duì)大霧消亡判斷過于樂觀，在通過對(duì)12：00觀測資料的實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析后將大霧消亡時(shí)間推移到了第二日的09時(shí)后，這一結(jié)論在第二天也得到了檢驗(yàn)，實(shí)際情況與預(yù)報(bào)思路完全一致。

6結(jié)語

（1）高空500hpa偏西氣流，及700hpa、850hpa西南暖濕氣流控制，這樣的環(huán)境場配置為大霧天氣提供良好的水汽條件。

（2）邊界層內(nèi)穩(wěn)定的層結(jié)（逆溫層）有利于近地面水汽的聚集，也有利于大霧的持續(xù)維持。

（3）適宜的風(fēng)向風(fēng)速有利于暖濕空氣往霧區(qū)的輸送。

（4）充分利用衛(wèi)星云圖及自動(dòng)站資料能夠?qū)ζ搅黛F精準(zhǔn)的判斷，并能及時(shí)地預(yù)警，為用戶提供了及時(shí)有效的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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