綿陽機(jī)場(chǎng)一次非典型陣風(fēng)過程分析

【摘?要】綿陽機(jī)場(chǎng)受訓(xùn)練飛行和小機(jī)型的影響，對(duì)地面風(fēng)的預(yù)報(bào)要求較高。2019年7月17日下午出現(xiàn)了8米以上陣風(fēng)天氣過程，此過程為一次弱氣壓梯度情況下的非典型案例，預(yù)報(bào)難度較大，易出現(xiàn)漏報(bào)，威脅飛行安全。因此，本文利用NCEP/FNL?1°×1°間隔6 h再分析資料和NCDC數(shù)據(jù)庫中國(guó)地面站的氣象資料，對(duì)此過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明：此次過程主要是由于動(dòng)量下傳和溫度梯度所引起的。

【關(guān)鍵詞】陣風(fēng);動(dòng)量下傳;溫度梯度

引言

綿陽機(jī)場(chǎng)是一個(gè)合用機(jī)場(chǎng)，它集航班運(yùn)行和飛行訓(xùn)練為一體。由于飛行訓(xùn)練中所使用的初、中教機(jī)的抗風(fēng)性能較低以及學(xué)員在起落過程中技術(shù)和心態(tài)的不成熟，就要求預(yù)報(bào)員對(duì)地面風(fēng)的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性和精確性更高[1]。通常，綿陽地區(qū)的大風(fēng)多是北方冷空氣入侵的系統(tǒng)性過程，較強(qiáng)的地面氣壓梯度作為判定風(fēng)速的關(guān)鍵指標(biāo)，此類大風(fēng)的特征較為明顯，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高[2]。而2019年7月17日，本場(chǎng)下午發(fā)生了非上述典型形勢(shì)下的8m/s以上陣風(fēng)過程，地面氣壓梯度弱，預(yù)報(bào)有一定難度。漏報(bào)會(huì)對(duì)訓(xùn)練飛行帶來一定的不安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)這次弱梯度的非典型形勢(shì)下的8m/s陣風(fēng)天氣成因進(jìn)行總結(jié)與分析，有利于提升預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，對(duì)保障訓(xùn)練飛行安全有現(xiàn)實(shí)意義。

1陣風(fēng)實(shí)況

2019年7月17日綿陽機(jī)場(chǎng)下午出現(xiàn)了8m/s以上陣風(fēng)。本場(chǎng)上午10點(diǎn)前平均地面風(fēng)小于或等于1m/s。11點(diǎn)至13點(diǎn)逐漸加大（平均地面風(fēng)2至3m/s），而14點(diǎn)至17點(diǎn)平均地面風(fēng)風(fēng)向70～110°，風(fēng)速為4m/s，且多次出現(xiàn)陣風(fēng)8m/s的情況（14時(shí)25分陣風(fēng)8.0m/s;14時(shí)30分陣風(fēng)7.8m/s;16時(shí)07分陣風(fēng)8.3m/s）。20點(diǎn)以后地面風(fēng)才減弱到平均1～2m/s。

2天氣形勢(shì)

為了探究17日下午的陣風(fēng)過程，利用17日08時(shí)和20時(shí)的500、700和850hPa天氣圖（圖1）對(duì)17日白天的天氣形勢(shì)做分析。500hPa上，我國(guó)中高緯度地區(qū)為兩槽一脊型，且在17日穩(wěn)定少動(dòng)。副熱帶高壓覆蓋我國(guó)華南大部分地區(qū)，其南側(cè)受臺(tái)風(fēng)擠壓。本場(chǎng)主要受川西高原上的東移小槽影響，由西南氣流轉(zhuǎn)偏西氣流控制。700hPa上，08時(shí)我國(guó)東北至青藏高原有一條東北—西南向切變線，而至20時(shí)該切變分裂為我國(guó)東北和青藏高原上空的兩個(gè)獨(dú)立的氣旋式輻合區(qū)。并且，高原上還出現(xiàn)了閉合低壓區(qū)，低值系統(tǒng)有顯著加強(qiáng)。本場(chǎng)在08時(shí)主要受南支槽前的西南氣流控制，到了20時(shí)逐漸轉(zhuǎn)為低壓前側(cè)的東南氣流控制。850hPa的形勢(shì)場(chǎng)與700hPa上類似，但其溫度平流更為明顯。20時(shí)的850hPa上，在四川地區(qū)東西兩側(cè)的溫度梯度加大，東側(cè)有偏東的冷空氣回流。因此，在高空形勢(shì)場(chǎng)上可以看出17日白天發(fā)生了低層冷空氣回流的情況。

再利用中國(guó)地面站的氣象資料對(duì)本場(chǎng)周邊區(qū)域的地面氣壓場(chǎng)進(jìn)行分析，見圖2。可以發(fā)現(xiàn)，總體來看17日白天四川盆地東南部的氣壓最低，而秦嶺東北側(cè)站點(diǎn)的氣壓最高，且無明顯天氣過程，各地氣壓值以日變化為主。根據(jù)地轉(zhuǎn)風(fēng)平衡原理，當(dāng)緯度相差不大時(shí)，等壓線越密集，風(fēng)速越大[3]。由于此過程是偏東風(fēng)，所以本場(chǎng)東側(cè)站點(diǎn)（57306）與本場(chǎng)間的氣壓梯度應(yīng)尤為重要。但發(fā)現(xiàn)，兩站間的氣壓梯度在14是和17時(shí)確有增加，分別為1.0hPa和0.9hPa，但據(jù)長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)來看，1.0hPa左右的氣壓差是很難引起8m/s的陣風(fēng)的。因此，除了氣壓梯度肯定還有引起此陣風(fēng)過程的其他原因。

3成因分析

下面將從變壓風(fēng)、動(dòng)量下傳和溫度梯度三方面對(duì)陣風(fēng)成因進(jìn)行分析。

3.1變壓風(fēng)

由變高梯度或變壓梯度表示的地轉(zhuǎn)偏差，通常稱為變壓風(fēng)。地面天氣圖上分析3小時(shí)變壓，可定性判斷變壓風(fēng)的強(qiáng)弱[4]。且正變壓中心數(shù)值越大，則大風(fēng)出現(xiàn)的可能性及強(qiáng)度也越大。變壓風(fēng)垂直于等變壓線，指向變壓代數(shù)值小的地方。現(xiàn)分析17日白天四川盆地及其周邊區(qū)域的3小時(shí)變壓情況（圖3），發(fā)現(xiàn)：11時(shí)，盆地內(nèi)東側(cè)為正變壓，西側(cè)為負(fù)變壓，東西兩側(cè)變壓梯度存在，且變壓風(fēng)為偏東風(fēng)，這與實(shí)況中11時(shí)地面風(fēng)有小幅增加有一定的關(guān)聯(lián)。14時(shí)盆地內(nèi)均為負(fù)變壓，且變壓梯度明顯減小。17時(shí)盆地內(nèi)同樣維持負(fù)變壓，且本場(chǎng)與其東側(cè)站點(diǎn)的變壓梯度出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，變壓風(fēng)為偏西風(fēng)。20時(shí)盆地內(nèi)雖變?yōu)檎儔海儔禾荻戎赶驏|側(cè)，且較17時(shí)有顯著加大。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，17日下午的陣風(fēng)過程與變壓風(fēng)的情況的匹配度較差。因此，變壓風(fēng)不是此次陣風(fēng)過程產(chǎn)生的主要原因之一。

3.2動(dòng)量下傳

分析綿陽站（56196）上空風(fēng)場(chǎng)的時(shí)間垂直剖面圖（圖4）可知：17日白天850hPa及其以下均為東北氣流控制。17日14時(shí)850hPa上風(fēng)速有所加大，且925hPa（海拔約800米）上出現(xiàn)負(fù)垂直速度中心，可達(dá)-3m/s;且在更低層次中的下沉氣流也更為明顯，說明此時(shí)動(dòng)量下傳已經(jīng)發(fā)生。到了20時(shí)，925hPa及其以下高度層上的氣流基本轉(zhuǎn)為偏東氣流，風(fēng)速的垂直分量為-1～0m/s，動(dòng)量下傳基本結(jié)束。因此，動(dòng)量下傳作用時(shí)本次地面風(fēng)速加大的原因之一。

3.3溫度梯度

分析17日白天四川盆地及其周邊區(qū)域的地面氣溫狀況（圖5），發(fā)現(xiàn)：盆地東北側(cè)的山區(qū)受海拔影響溫度較低，而盆地內(nèi)中東部的氣溫總體要低于其西部。由實(shí)況可知當(dāng)日本場(chǎng)及其周邊區(qū)域地面上主要是受偏東北氣流影響，因此是有冷區(qū)吹向暖區(qū)的風(fēng)，即有冷平流。選取對(duì)本場(chǎng)影響較大的57306站點(diǎn)與本場(chǎng)計(jì)算溫度梯度，得到11時(shí)為-2.6，14時(shí)為-4.7，17時(shí)為-4.3，20時(shí)為-1.6。說明在14時(shí)和17時(shí)本場(chǎng)與其東側(cè)站點(diǎn)的溫度梯度較大，冷平流較強(qiáng)。因此，溫度梯度也是導(dǎo)致陣風(fēng)產(chǎn)生的原因之一。

再由圖5可知，17日盆地中東部的升溫幅度較小，西部升溫幅度較大。從衛(wèi)星云圖上看（圖略），上午開始影響整個(gè)四川盆地的云團(tuán)從西側(cè)開始消散并逐漸向東移動(dòng)，所以本場(chǎng)天空狀況從11時(shí)以后開始逐漸轉(zhuǎn)好，而東側(cè)的地區(qū)下午依舊是陰天。盆地東西側(cè)天空狀況的不同，造成了本場(chǎng)與其東側(cè)區(qū)域的溫度梯度變大。

4結(jié)論

（1）綿陽機(jī)場(chǎng)此次陣風(fēng)過程的地面氣壓梯度沒有明顯指示，由高空形勢(shì)場(chǎng)的分析可看作是一次低層冷空氣回流過程，風(fēng)速的增加主要是由動(dòng)量下傳和溫度梯度所引起的。

（2）變壓風(fēng)不是此次陣風(fēng)過程產(chǎn)生的原因之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜科.綿陽機(jī)場(chǎng)地面風(fēng)的特征及大風(fēng)天氣特點(diǎn)[J].中國(guó)科技縱橫，2017，000（013）：230-231.

[2]何風(fēng)鳴，朱光祚. 綿陽地區(qū)大風(fēng)的分析預(yù)報(bào)[J]. 氣象，1982（12）：8-10.

[3]劉卓，劉仁亮. 一次大風(fēng)天氣過程分析總結(jié)[J]. 農(nóng)技服務(wù)，2016，33（14）：106-106.

[4]張瑩，丘文先，趙燕華，等. 一次弱氣壓梯度下大風(fēng)天氣過程分析[C]// 中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì). 2013.

基金項(xiàng)目：

中國(guó)民航飛行學(xué)院青年科學(xué)基金項(xiàng)目（Q2020-166）

作者簡(jiǎn)介：

魏婉琳，女，助理工程師，主要從事短臨天氣預(yù)報(bào)工作。

（作者單位：中國(guó)民航飛行學(xué)院綿陽分院氣象臺(tái)）