一次罕見的持續(xù)性雷雨天氣觀測研究

黃曉杭 裘錦華

【摘 要】為研究珠海金灣機(jī)場（簡稱珠海機(jī)場）2019年5月27日遭遇的連續(xù)15 h的雷雨過程，文章對自動觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)和天氣圖、香港閃電定位圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用天氣學(xué)原理的方法，得出在春、夏季，當(dāng)機(jī)場高空有大片的干冷區(qū)，低層是大片的暖濕水汽輸送區(qū)且本場受低空切變線和地面弱冷空氣的綜合影響時，容易觸發(fā)持續(xù)性雷雨天氣過程。在雷雨保障過程中，觀測員應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控氣象數(shù)據(jù)變化，與預(yù)報員交流，掌握天氣變化趨勢;了解管制員及用戶需求，提供實時和準(zhǔn)確的氣象服務(wù);雷雨天氣過程結(jié)束后，做好雷雨天氣過程經(jīng)驗教訓(xùn)的總結(jié)工作。

【關(guān)鍵詞】雷雨;觀測;機(jī)場;氣象服務(wù);天氣總結(jié)

【中圖分類號】P411 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）02-0129-04

1 2019年5月27日珠海機(jī)場雷雨天氣的演變過程和對飛行的影響

北京時間2019年5月26日22時，珠海機(jī)場西部上游60 km以西地區(qū)有大片東西向的雷雨云帶向東以25 km/h的速度向東北偏東方向移動，27日00時珠海機(jī)場開始出現(xiàn)雷雨天氣。珠海機(jī)場跑道RVR的變化如圖1所示，珠海機(jī)場主導(dǎo)能見度的變化如圖2所示。

當(dāng)出現(xiàn)大陣雨的天氣現(xiàn)象時，天氣特征為雨落如傾盆，模糊成片，雨聲如雷，水潭形成極快[1]，因此RVR、主導(dǎo)能見度受大陣雨的影響而變化。從圖1、圖2結(jié)合觀測資料看，26日21時起，珠海機(jī)場以多云天氣為主，27日凌晨00時10分起本場出現(xiàn)小雷雨，在凌晨01時14分開始，本場出現(xiàn)強(qiáng)雷雨，01時50分起本場轉(zhuǎn)中雷雨并持續(xù)到07時，07時20分開始本場雨勢增強(qiáng)且持續(xù)聞雷，08時46分受強(qiáng)雷雨影響主導(dǎo)能見度下降到700 m，11時20分轉(zhuǎn)小雷雨，12時16分出現(xiàn)短時的強(qiáng)雷雨天氣，主導(dǎo)能見度、RVR同時下降，13時開始雨勢減弱但還伴有雷暴，14時43分雷暴結(jié)束，15時30分雨停。

珠海機(jī)場出現(xiàn)持續(xù)性雷雨天氣過程期間，最終導(dǎo)致了132架次的航班延誤，118架航班的取消，1架次航班返航，18架次航班的備降，航班正常率僅有4.6%。因為本場范圍內(nèi)強(qiáng)對流云較多，受對流運動的上升和下沉氣流的影響，容易導(dǎo)致飛機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重顛簸甚至產(chǎn)生風(fēng)切變現(xiàn)象;受雷雨影響，本場能見度降低，飛行員視野受阻，容易造成飛機(jī)偏離跑道或過早、過遲接地;跑道積水，容易造成飛機(jī)打滑沖出跑道的危險事故[2];同時本場聞雷，被雷擊的航班會導(dǎo)致操作零件失靈、通信系統(tǒng)故障，威脅到機(jī)組及旅客的生命安全，因此限制了航班的起降。

2 2019年5月27日珠海機(jī)場雷雨天氣的形勢分析

2.1 2019年5月27日雷雨天氣的形勢分析

2019年5月26日20時，珠海機(jī)場天氣圖如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

從圖3、圖4、圖5、圖6中可以看出，2019年5月26日20時，珠海機(jī)場500 hPa受多波動西南偏西氣流影響，且上游有階梯槽東移和冷槽將于27日影響珠海;850 hPa處于長江流域側(cè)切變線南側(cè)，西南氣流開始建立并加強(qiáng)，27日上午珠海低空西南氣流明顯加強(qiáng)，且低空到地面暖濕水汽輸送充沛;位于粵北—桂中的925 hPa切變線正在加速東移南壓;地面位于弱冷鋒低壓槽東南部輻合帶上。珠海上空及上游500 hpa有大片的干冷區(qū)，而低層是大片的暖濕水汽輸送區(qū)，因此存在不穩(wěn)定能量的輸送與產(chǎn)生源。另外，低空切變線及地面弱冷空氣的擴(kuò)散影響是珠海產(chǎn)生強(qiáng)對流的擾動因子，對持續(xù)性雷雨天氣的形成和發(fā)展十分有利。

2.2 2019年5月27日雷雨天氣的雷達(dá)圖和閃電雷達(dá)圖

2019年5月27日不同時段，香港天文臺測試?yán)走_(dá)圖如圖7、圖8、圖9、圖10所示。

從圖7可以看到，26日23時珠海機(jī)場西部上游有系統(tǒng)性中等偏弱的降水回波東移，并將影響到珠海機(jī)場。由于珠海機(jī)場天氣形勢十分有利于持續(xù)性雷雨天氣的發(fā)生發(fā)展，因此當(dāng)天氣系統(tǒng)影響到珠海機(jī)場后迅速加強(qiáng)發(fā)展。從圖8可以看出，只用了60 min就從小到中陣雨發(fā)展成為持續(xù)小到中雷雨，短時強(qiáng)雷雨。從圖9可以看出，雷暴區(qū)移動速度明顯變慢，基本持續(xù)穩(wěn)定影響珠海機(jī)場。從圖10可以看出，這次影響珠海機(jī)場的雷雨過程，直到14時48分才逐漸移出珠海機(jī)場，這次雷雨天氣過程在珠海機(jī)場的持續(xù)時間長達(dá)15 h。

3 2019年5月27日雷雨天氣的要素變化分析與觀測服務(wù)方法

雷雨影響的過程中，各氣象要素都有明顯的變化，溫度下降、氣壓波動幅度較大、風(fēng)速變大、風(fēng)向多變。這就要求觀測員增加觀測頻次，關(guān)注發(fā)報系統(tǒng)的各項告警，認(rèn)真分析告警是否正確，關(guān)注設(shè)備正常性;積極與預(yù)報室、設(shè)備室值班人員溝通，了解天氣走向，判斷天氣系統(tǒng)增強(qiáng)或減弱時間，特定時間段做好氣象服務(wù)，同時保證設(shè)備正常;做好通報工作，天氣達(dá)到發(fā)報標(biāo)準(zhǔn)時第一時間通報塔臺，提供實時且準(zhǔn)確的氣象資料，使管制員能及時地調(diào)整進(jìn)出港指揮預(yù)案;耐心回答航空公司的疑惑，提供更加精細(xì)化的服務(wù)。

珠海機(jī)場溫度、修正海壓、風(fēng)速及風(fēng)向變化分別如圖11、圖12、圖13、圖14所示。

從圖11可知，溫度曲線與露點溫度曲線的走線基本一致，且相差不大，相對濕度較大。在6～7時溫度降低，在8時30分～9時30分期間氣溫下降約4 ℃，在此時間段應(yīng)向塔臺報告溫度變化情況。由于SPECIAL是在兩次例行觀測間，一個或多個要素達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時發(fā)布的報告，從9時～9時30分沒達(dá)到SPECIAL報告標(biāo)準(zhǔn)，因此只需要多注意觀察，必要時給塔臺提供服務(wù)。9時30分起，受降水影響珠海機(jī)場氣溫在24 ℃上下波動。

從圖12得出修正海壓日差約5 hpa，最低值出現(xiàn)在凌晨3時，最高值出現(xiàn)在10時。雷暴處于發(fā)展期間，地面氣壓降低，因為積雨云中上升氣流使高層輻散大于底層輻合，云中水汽凝結(jié)釋放的潛熱使空氣增溫氣柱膨脹;到成熟階段，由于下降冷空氣的出現(xiàn)，氣壓突然增加，且在積雨云的正下方達(dá)到最大，與氣溫下降同步;隨著雷暴的遠(yuǎn)離，氣壓又開始恢復(fù)正常[5]。修正海壓在飛行過程中有重要的作用，機(jī)組靠修正海壓來判斷飛行高度，在觀測服務(wù)中，以及時報告修正海壓的變化顯得特為重要。因此在此次持續(xù)性雷雨過程中，當(dāng)修正海壓與最近一份報相差0.75 hpa時，則發(fā)報系統(tǒng)出現(xiàn)告警，觀測室在與塔臺協(xié)議中明確表明，當(dāng)氣壓變化≥2 hpa，需通報塔臺。在雷暴來臨前，觀測員密切關(guān)注氣壓變化，實行橫向、縱向?qū)Ρ?。橫向是自動觀測系統(tǒng)修正海壓與第一備份修正海壓、自動觀測場修正海壓及振筒氣壓儀數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，保證誤差不超過±0.3;縱向與最近一份報文修正海壓比對，保證修正海壓的可靠性。

圖13、圖14表明，在26日21時開始，風(fēng)速下降，風(fēng)向變化60°，22時起，風(fēng)速逐漸增加，風(fēng)向維持在100°～150°偏東風(fēng)。值班觀測員關(guān)注TAF、趨勢報的信息，主動溝通預(yù)報員討論雷雨影響珠海機(jī)場的時間;值班觀測員時刻關(guān)注風(fēng)向風(fēng)速變化，注意是否達(dá)到順風(fēng)、側(cè)風(fēng)通報標(biāo)準(zhǔn)。27日1～2時，受雷暴下沉氣流的冷空氣影響，風(fēng)速最大達(dá)10 MPS。通過預(yù)報員發(fā)布的TAF報，預(yù)測從7時開始出現(xiàn)強(qiáng)雷雨，6時起值班觀測員密切關(guān)注雷雨云團(tuán)的移動，在7時的METAR報觀測時段，觀測員注意到05端與中間端風(fēng)速相差大于等于5 m/s，從雷達(dá)回波圖看，強(qiáng)的降水云團(tuán)已在本場范圍內(nèi)，7時本場開航，值班觀測員報告塔臺本場的天氣實況，特別提醒注意跑道的風(fēng)向風(fēng)速。從7時起到12時，受雷雨的影響珠海機(jī)場僅3架航班起降，利用天氣間隙及時放行。期間多間航空公司打電話咨詢天氣，觀測員耐心解決問題，多次與預(yù)報員會商;在天氣間隔期間，謹(jǐn)遵《規(guī)范》規(guī)定及時發(fā)布強(qiáng)陣雨解除報，使塔臺迅速調(diào)整進(jìn)出港指揮預(yù)案。

4 2019年5月27日雷雨天氣過程的保障情況

觀測員有條不紊地保障本次雷雨過程，加發(fā)9份特殊天氣報告，其中出現(xiàn)雷暴1份，雨強(qiáng)變化5份，地面風(fēng)變化1份，降水導(dǎo)致主導(dǎo)能見度變化2份。保障過程如下：①提前啟用副班排班方式，觀測員接班時主動到預(yù)報室了解天氣形勢;提前學(xué)習(xí)并鞏固SPECI發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，特別熟悉地面風(fēng)、能見度、RVR、天氣現(xiàn)象的發(fā)報標(biāo)準(zhǔn);鞏固雷暴的記錄，能見度、連續(xù)性中或強(qiáng)降水的記錄規(guī)則;鞏固各類應(yīng)急處置流程，如：氣象要素缺失和設(shè)備故障的處置流程，風(fēng)切變的記錄與報告流程等。②觀測主班密切關(guān)注各氣象要素變化，增加觀測頻次，每半小時到觀測平臺觀測，一旦氣象要素發(fā)生明顯變化，以及時通報。發(fā)布例行天氣報告時，積極與預(yù)報室溝通，是否需要發(fā)布趨勢預(yù)報。作為副班，與主班分享觀測意見，解答航空公司提出的問題，與預(yù)報室值班人員溝通，掌握雷雨的變化趨勢。③在11時05分，塔臺詢問本場實況并提出有機(jī)組已經(jīng)上客等待了，待轉(zhuǎn)中雷雨及時給塔臺報告。當(dāng)接到任務(wù)時，主班觀測員加密觀測，與預(yù)報員協(xié)商未來是否出現(xiàn)飛行間隔，注意本場的雨勢情況，配合珠海雷達(dá)圖，香港雷電定位圖等實況探測工具，11時20分主班觀測員通知塔臺本場轉(zhuǎn)中雷雨，11時30分雨勢轉(zhuǎn)小，本場發(fā)布小雷雨SPECI報，為航班提供46分鐘的飛行間隙。④待天氣系統(tǒng)移離本場后，記錄本次持續(xù)性雷雨天氣保障的全過程，檢查紀(jì)要欄數(shù)據(jù)完整性，查看大風(fēng)記錄，收集本次過程的資料，做好罕見的持續(xù)性雷雨天氣復(fù)盤學(xué)習(xí)。

5 經(jīng)驗及結(jié)論

關(guān)注天氣形勢，在春、夏季，當(dāng)機(jī)場上空有大片干冷區(qū)，而低層是大片暖濕水汽輸送區(qū)且本場受低空切變線和地面弱冷空氣的綜合影響時，容易觸發(fā)持續(xù)性雷雨天氣過程。

在實際雷雨天氣的觀測保障中，要提前與預(yù)報員溝通，了解雷雨天氣演變趨勢，提前安排值班力量，提前做應(yīng)急好準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格按規(guī)定及時配合預(yù)報做好發(fā)布機(jī)場警報和趨勢報，做好觀測的咨詢工作。嚴(yán)密監(jiān)控自動觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)變化，加密觀測次數(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行工作流程，對比檢查。

了解管制員及用戶的需求，按相關(guān)規(guī)定及時發(fā)布解除報，為航班提供有利的飛行間隙，提高航班正常性。

雷雨天氣影響時和影響過后要及時檢查因雷雨天氣對各部門造成的影響情況，因雷雨天氣是強(qiáng)天氣，常可引發(fā)閃電、大風(fēng)、強(qiáng)降水，對自觀系統(tǒng)及其他觀測設(shè)備影響很大，如有問題及時向值班領(lǐng)導(dǎo)匯報，并及時解決問題。

雷雨天氣過程結(jié)束后，要做好雷雨天氣過程經(jīng)和驗教訓(xùn)的總結(jié)工作，揚長避短，把今后的雷雨天氣過程的氣象保障工作做得更好。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]中國民用航空局空管行業(yè)管理辦公室[Z].民用航空氣象地面觀測規(guī)范（AP-117-TM-02R1）.2012.

[2]周建華.航空氣象業(yè)務(wù)[M].北京：氣象出版社，2011：

18-45.

[3]中國氣象局.中國天氣網(wǎng)[EB/OL].http：//www.weather.com.cn/satellite/，2019-05-27.

[4]香港天文臺.香港天文臺雷達(dá)圖[EB/OL].http：//www.hko.gov.hk/wxinfo/llis/llisradarc.shtml，2019-05-27.

[5]肖野.淺析雷暴對飛行安全的影響[J].中國民用航空，2015（11）：77-78.