湛江機場一次雷雨過程分析

江淑芳

湛江機場一次雷雨過程分析

江淑芳

（中國民用航空湛江空中交通管理站，廣東 湛江 524000）

利用常規(guī)氣象觀測資料、中央氣象臺的實況天氣圖、湛江機場的多普勒雷達圖和鄰近站點的探空曲線資料，對2019-07-20T15：00—18：00湛江機場發(fā)生的一次雷雨過程進行分析。結(jié)果表明，前期高溫天氣積累了不穩(wěn)定能量，500 hPa副高突然西伸，850 hPa西南水汽充足。對于雷雨天氣的臨近預(yù)報，低層風(fēng)向的變化可作為一項重要的參考指標(biāo)，對于副高型雷暴，上游機場北海的回波發(fā)展趨勢對于預(yù)報湛江機場雷雨時段有一定的參考作用。

雷雨；不穩(wěn)定能量；天氣形勢；風(fēng)向變化

雷雨是影響飛行最嚴(yán)重的天氣之一，在雷雨區(qū)中飛行，強烈的下沉氣流形成的低空風(fēng)切變對飛機的起降危害很大，使得飛機難以保持正常的飛行航線和高度。云中強烈的對流會使飛機發(fā)生劇烈的顛簸。云中大量過冷卻水滴會使飛機發(fā)生積冰，閃電會嚴(yán)重干擾無線電通訊。湛江機場屬于東西風(fēng)系統(tǒng)交替影響的地區(qū)，也是溫帶和熱帶天氣系統(tǒng)頻繁影響的地區(qū)，中小尺度系統(tǒng)多發(fā)，雷雨天氣出現(xiàn)的頻率非常高。根據(jù)《湛江空管站氣象臺新氣候志（2002—2016年）》統(tǒng)計數(shù)據(jù)，湛江機場初雷日與終雷日的持續(xù)天數(shù)平均長達208 d，全年總雷雨日數(shù)達65.4 d。

1 天氣實況

湛江機場在2019-07-20T15：00—18：00（北京時間）出現(xiàn)了一次中雷雨過程，雷雨期間有一架航班因雷雨引起的風(fēng)切變備降。本文之所以選擇了一次普通的中雷雨過程，而并非強的對流過程，是因為此次雷雨過程具有突發(fā)性和多變性，在日常雷雨預(yù)報中存在提前量不足的問題。下面將分析此次雷雨過程的成因以及雷雨過程中多普勒回波特征，總結(jié)規(guī)律，為以后提前預(yù)報雷雨，保障航班安全運行提供參考。

2 原因分析

2.1 天氣形勢分析

2019-07-20T08：00，500 hPa實況天氣圖（如圖1所示）中，自07-16開始東退到太平洋西部海面的副熱帶高壓，在07-20突然西伸影響中國東南沿海地區(qū)，湛江區(qū)域仍受臺風(fēng)“丹娜絲”外圍下沉偏東氣流影響，但是在臺風(fēng)“丹娜絲”逐漸北上遠離湛江機場和副熱帶高壓西伸的共同作用下，湛江機場的偏東氣流強度已經(jīng)很弱了，500 hPa高空流場的擺動為07-20湛江機場雷雨過程的提供了觸發(fā)條件，湛江機場處于不穩(wěn)定的形勢。

2019-07-20T08：00，850 hPa實況天氣圖（如圖2所示）中，湛江機場為西南氣流影響，西南氣流的強度與19：00相比有所加強，孟加拉灣和南海的水汽輸送帶為此次雷雨過程提供了充足的水汽條件[1]，與500 hPa形成良好的高低空配合。同時，由以上分析可知，07-20湛江機場500 hPa、 850 hPa以及地面（圖略）上都沒有明顯的系統(tǒng)性過程（如切變線、高空槽、西南低渦等）影響，主要是由副熱帶高壓擺動而引起的局地不穩(wěn)定能量發(fā)展，因此此次雷雨過程并非是一次系統(tǒng)性的過程，而是局地?zé)崃Πl(fā)展的短時雷雨過程。在民航氣象預(yù)報中，這種局地雷雨過程具有突發(fā)性和多變性的特點，且沒有明顯的降水系統(tǒng)影響，造成前期的形勢分析難度較大。

圖1 2019-07-20T08：00 500 hPa實況天氣圖

圖2 2019-07-20T08：00 850 hPa實況天氣圖

2.2 多普勒雷達圖和風(fēng)場分析

分析湛江機場的CAPPI雷達圖（如圖3所示），07-20影響湛江機場上空及其跑道面的雷雨回波是在機場10 km附近突然生成的，迅速發(fā)展影響湛江機場（15：00整點時刻機場聞雷未出現(xiàn)降雨），隨后向東北移動逐漸遠離機場。根據(jù)對流單體生消的一般規(guī)律——對流單體從最初的有雷達回波到地面產(chǎn)生降水需要10～15 min[2]，在此類雷雨過程的預(yù)報中，想要達到至少30 min的提前量是一件艱難事情，更何況在民航預(yù)報中不僅僅關(guān)注機場開始降水的時間，同時要提前預(yù)判積雨云開始對飛行產(chǎn)生影響的時間，即雷雨云中開始出現(xiàn)閃電、積冰或者風(fēng)切變等的影響時間。但是從湛江機場出現(xiàn)雷雨前1 h的雷達圖（如圖4所示）分析，在湛江機場生成雷雨回波前在湛江機場的南面25 km和北面50 km處均掃描到強度大于等于50 dBZ的雷雨回波，據(jù)此可大膽判斷處于中間的湛江機場同樣處于不穩(wěn)定大層結(jié)中，因為大氣中的能量總是在一定范圍內(nèi)進行傳播和交換的。在多年的預(yù)報工作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)遇到雷達回波以湛江機場為中心呈多個方位生成并發(fā)展時，湛江機場確實是有很大的概率會出現(xiàn)雷雨天氣過程。換言之，預(yù)報員在日常的臨近預(yù)報中，如果發(fā)現(xiàn)湛江機場附近有兩個或以上的方位出現(xiàn)雷雨回波，預(yù)報員就可提前準(zhǔn)備雷雨保障程序，為提前預(yù)報贏得寶貴的時間。

圖3 2019-07-20T15：35多普勒天氣雷達圖

圖4 2019-07-20T14：01多普勒天氣雷達圖

此外，由當(dāng)日湛江機場的觀測實況和自動觀測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)略）可知，在雷雨發(fā)生前湛江機場的風(fēng)向先于雷達回波的生成發(fā)生了轉(zhuǎn)變，自10：00開始風(fēng)向由偏東風(fēng)逐漸轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，隨著雷雨過程的結(jié)束又逐漸轉(zhuǎn)回偏東風(fēng)，07-20雷達回波的主體移動方向正是從西南往東北，因此在雷雨預(yù)報中風(fēng)向的變化可作為一項重要的參考指標(biāo)。在副熱帶高壓影響下，雷雨過程的傳播通常是自西向東的，07-20湛江機場低層的風(fēng)向變化也可佐證，根據(jù)預(yù)報經(jīng)驗，位于湛江機場西邊的北海機場通常情況下比湛江機場提前約3～5 h出現(xiàn)雷雨天氣，07-20北海機場實況為10：22—11：45出現(xiàn)了雷暴天氣，因此湛江機場預(yù)報員針對此類型的雷雨過程可密切關(guān)注北海機場的天氣實況。

2.3 能量條件分析

湛江機場07-16—07-19因處于2019年第5號臺風(fēng)“丹娜絲”外圍的下沉氣流區(qū)域，天氣干燥炎熱，4 d的持續(xù)高溫天氣造成近地層水分蒸發(fā)大，積累了能量，大氣層結(jié)不穩(wěn)定性變強，為07-20的雷雨過程提供了能量條件[3]。由于湛江沒有單站探空曲線，且湛江機場位于北海和陽江之間，因此本文將借助鄰近城市北海和陽江的探空曲線分析湛江機場07-20的能量情況，如圖5和圖6所示。07-20T08：00，北海和陽江的指數(shù)分別為39，35，沙氏指數(shù)分別為﹣8，﹣7，雷雨發(fā)生需要的不穩(wěn)定能量高，且兩個站點的大氣溫濕層結(jié)曲線呈喇叭口形狀，上干下濕結(jié)構(gòu)明顯[4]，湛江機場一帶大氣層結(jié)處于極不穩(wěn)定狀態(tài)。另外，兩個站點的風(fēng)在垂直方向上都表現(xiàn)為隨高度逆轉(zhuǎn)，這表明07-20雖然沒有切變線等系統(tǒng)帶來的大范圍的風(fēng)向輻合，但是湛江機場在局地區(qū)域內(nèi)存在風(fēng)的垂直切變，促進上升運動的發(fā)展與維持，隨著中午時段溫度的不斷升高，熱力對流逐漸發(fā)展旺盛，不穩(wěn)定的大氣層結(jié)在動力抬升觸發(fā)機制下，推動湛江機場07-20下午時段雷雨天氣的發(fā)生。

圖5 2019-07-20T08：00北海的T-LogP分布圖

圖6 2019-07-20T08：00陽江的T-LogP分布圖

3 結(jié)論

湛江機場07-20雷雨過程的天氣形勢為500 hPa副熱帶高壓的突然西伸，配合850 hPa西南水汽輸送帶，低層水汽來源充足；在日常的臨近預(yù)報中，如果發(fā)現(xiàn)湛江機場附近有兩個或以上的方位出現(xiàn)雷雨回波，可大膽判斷湛江機場上空的大氣層結(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)；雷雨開始前湛江機場的風(fēng)向由偏東風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，風(fēng)向變化可作為雷雨預(yù)報的一項重要的參考指標(biāo)；在副熱帶高壓影響下的雷雨天氣的預(yù)報中，上游機場北海的天氣實況和回波發(fā)展趨勢對于湛江機場雷雨時段發(fā)生的預(yù)報具有一定的參考作用；持續(xù)高溫天氣近地層水分蒸發(fā)大，能夠積累能量，大氣層結(jié)不穩(wěn)定性增大，雷雨的預(yù)報應(yīng)該綜合考慮前期的高溫天氣。

［1］王錫東.?？跈C場一次強雷雨天氣分析［J］.廣西氣象，2000，21（4）：18-20，23.

［2］張培昌，杜秉玉，戴鐵丕，等.雷達氣象學(xué)［M］.北京：氣象出版社，2000.

［3］柏玉.宿州一次雷雨大風(fēng)的預(yù)報特征分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（29）：211-214.

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A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.18.021

2095－6835（2019）18－0054－02

〔編輯：王霞〕