“0516”浦東機場極端復雜天氣分析

楊瑜

摘 要 利用機場雷達和自動觀測資料，結(jié)合NCEP再分析資料以及Micaps等氣象資料，對2020年5月16日浦東機場出現(xiàn)的一次雷雨之后出現(xiàn)低云大霧的天氣過程進行特征分析，初步探討極端天氣出現(xiàn)的天氣形勢和物理量場，結(jié)果表明低云發(fā)生時上海地區(qū)近地面相對濕度長時間維持在97.5%，雷雨時垂直速度達到-0.02P/s。另外區(qū)域高分辨率快速更新數(shù)值預報對此次低云預報效果較好，為以后低云預報提供了數(shù)值預報的積累經(jīng)驗?？偨Y(jié)對管制用戶的服務經(jīng)驗，為未來極端天氣的航空氣象服務提供經(jīng)驗總結(jié)。

關鍵詞 浦東機場;極端天氣;低渦切變;氣象服務;預報經(jīng)驗

引言

初夏季節(jié)冷暖空氣勢均力敵，西南暖濕氣流日漸活躍，北方冷空氣頻繁快速東移南下，二者互有進退，共同上演著一場場陰晴雨霧的天氣“短劇”。低云雷雨和大霧天氣作為這一幕幕天氣短劇的主角，是影響航空安全的主要危險天氣，因此能否提前做好初夏復雜天氣的準確預報，成為航空氣象人員做好氣象服務的關鍵。

低云和大霧是在穩(wěn)定層結(jié)下發(fā)生的天氣現(xiàn)象，不穩(wěn)定層結(jié)是雷雨的主要觸發(fā)機制，三種復雜天氣在同一天發(fā)生，在統(tǒng)計意義上屬于不易發(fā)生的事件，稱之為極端天氣事件，數(shù)值預報技術特別是中尺度數(shù)值預報對災害性天氣的預報有了很大的提高，但是對于極端天氣的預報能力仍然非常有限，數(shù)值模式一方面無法確定極端事件發(fā)生的可靠性，另一方面無法確定預報落區(qū)和時間等具體信息，機場天氣預報要求定時定點，這對極端天氣的預報能力提出了更高的要求。

本文以2020年5月16日浦東機場發(fā)生的一次雷雨和低云大霧交替發(fā)生的天氣過程為例，首先回顧了天氣過程，通過天氣形勢分析總結(jié)環(huán)流背景，通過物理量初步診斷分析，定量研究天氣系統(tǒng)發(fā)生的原因，在此基礎上總結(jié)氣象服務，探討極端天氣下預報服務經(jīng)驗，為浦東機場極端復雜天氣的預報預警提供一定參考。

1天氣復盤及形勢場分析

本文資料包括機場觀測實況紀要欄、Micaps資料、NCEP/NCAR再分析資料、機場終端區(qū)多普勒天氣雷達資料和衛(wèi)星云圖資料，文中涉及時間除特殊標注外均使用北京時。由浦東機場實況紀要欄的解析可以看出，復雜天氣分為兩個階段：

（1）強雷雨：16日11：44浦東機場由小陣雨轉(zhuǎn)中陣雨天氣，11：48觀測聞雷，雷聲持續(xù)至12：30，中或大陣雨持續(xù)至13：57，累計降水量達到38.9毫米。

（2）低云和大霧：17日04：06浦東機場云底高下降至50米，04：20觀測員開始報告垂直能見度50米，一直持續(xù)至07：21，之后云高上升至60米以上。另外在04：10主導能見度下降至900米，一直持續(xù)至06：46能見度均小于1000米，06：00時能見度達到最低值350米，同時16L跑道視程最低至375米。

綜上，雷雨和低云大霧天氣接連影響浦東機場終端區(qū)，其中中或大降水持續(xù)約2小時30分鐘，累計降水量38.9毫米;低云持續(xù)約3小時，大霧持續(xù)約2小時，大霧天氣發(fā)生具有明顯的爆發(fā)性，能見度6分鐘內(nèi)從2100米驟降至900米。

從Micaps數(shù)據(jù)分析的地面天氣圖（圖略）可以看出，16日11時地面在河套西側(cè)有低壓中心東移，本場弱氣壓場控制，并由流場圖可以看出有輻合線生成;高空天氣圖（圖略）可以看出，850hPa切變線位于上海北部，700hPa上海地區(qū)位于急流軸出口區(qū)左側(cè)，輻合上升運動明顯，500hPa上西南低壓槽和副高西側(cè)的西南氣流有在夜間有顯著加強，因此淺層有明顯的西南氣流北頂導致850hPa暖濕切變線明顯北跳。結(jié)合高低空配置可看出，16日上午，上海地區(qū)在西南暖濕氣流的加強下，西南暖濕切變東端北跳移經(jīng)本場，浙江中部地面輻合中心與之配合也將東移北抬至上海地區(qū)。

在地面輻合、中低層切變和高空西南氣流的共同配合下，浦東機場16到17日出現(xiàn)了雷雨和低云大霧的復雜天氣，這種復雜天氣在浦東機場氣候志中出現(xiàn)的概率極低，因此本文結(jié)合極端天氣的定義，將其定義為極端天氣進行復盤分析，并對復雜天氣涉及的Micaps資料和NCEP再分析資料進行保存，為日后教學分析提供素材[1]。

2物理量場診斷分析和數(shù)值預報

圖1 NCEP分析場（16日08時地面相對濕度和850hPa的垂直速度）

為精確分析此次復雜天氣的物理量場，本文下載了1°*1°的再分析資料，進行繪圖分析后初步發(fā)現(xiàn)，16日08時華東中部均位于相對濕度大值區(qū)，上海地區(qū)相對濕度均在97.5%，為低云天氣的發(fā)生提供了良好的水汽條件。分析850hPa的上升速度發(fā)現(xiàn)在上海地區(qū)東部有明顯的上升氣流最大值中心，浦東機場的東側(cè)上升氣流最大值達到-0.02Pa/S，為浦東機場大雷雨天氣的發(fā)生提供了充足的輻合上升條件。

圖2 區(qū)域高分辨率快速更新數(shù)值預報（17日01時起報的云底高度）

另外分析區(qū)域高分辨率快速更新數(shù)值預報，對17日凌晨的低云和大霧天氣預報進行分析發(fā)現(xiàn)，該數(shù)值預報在17日01時起報的產(chǎn)品中，能夠較好的預報低云和大霧發(fā)生的時間段，數(shù)值預報顯示17日05時-06時浦東機場云底高低于60米（圖2），07時云底高抬升至60米以上（圖略），與實際觀測結(jié)果比較接近，為以后低云的預報提供了數(shù)值預報參考。

3氣象中心雷達產(chǎn)品

圖3是16日雷達剖面圖，由圖可以看出此次強降水過程，雷達回波上表現(xiàn)出典型的弱回波穹隆，強上升氣流將降水粒子傾斜上升，為此次強雷雨的發(fā)生提供了良好的觸發(fā)和維持機制。

4氣象服務總結(jié)

針對此次低云雷雨大霧天氣過程，浦東機場16日00：16二類準備，04：04二類啟動，23日07：40二類結(jié)束，其中16日11：44-13：57中到大陣雨天氣，對浦東機場航班正常運行造成嚴重影響。

值班預報員共發(fā)布3份AMD報和4份機場警報， 在預報服務過程中，預報員對低云大霧天氣的預報提前量充足，但是由于對切變線北跳的預報不足，因此對雷雨的發(fā)生及其維持時間存在明顯的漏報情況，但是通過機場警報和電話服務在雷雨天氣過程中，對管制用戶進行了精細化的氣象服務。

5結(jié)束語

2020年5月16-17日雷雨和低云大霧天氣接連影響浦東機場終端區(qū)，給航班運行帶來了比較嚴重的影響。在低云低能見度天氣發(fā)生前及發(fā)生階段，氣象部門制作并提供了大量有針對性的天氣預警和氣象服務，力求使氣象信息能夠深入管制一線、協(xié)助運行決策，但是對雷雨天氣的發(fā)生和維持預報不足，主要考慮到穩(wěn)定層結(jié)情況下雷雨發(fā)生的時間較短，另外沒有充分考慮到此次降水量偏大，因此預報雷雨準確率不足?？偨Y(jié)來看，此次極端天氣的氣象服務具有如下特點：

（1）預報員在準確分析天氣形勢的基礎上，確立了自己的預報思路，重點關注輻合區(qū)和高濕條件下的低云低能見度天氣，對雷雨天氣的發(fā)生沒有充分考慮到降水量增大，造成雷雨天氣的氣象服務效率較低。

（2）此次低云和低能見度天氣并未覆蓋早高峰時段，氣象預報提前量充足，管制部門采取的流控及時，在有效控制進港航班數(shù)量中氣象預警的發(fā)布能起到關鍵作用。

（3）極端天氣的氣象服務對航空氣象預報員從技術上存在較大的挑戰(zhàn)性，報文和機場警報在服務層面上存在時間和空間上的精度不足，因此我們?nèi)孕璩浞终{(diào)研極端天氣發(fā)生的天氣形勢及其氣象要素，總結(jié)經(jīng)驗，為未來極端天氣的氣象服務做好充分的準備工作。

參考文獻

[1] 吳波，衛(wèi)曉東.浦東機場一次極端復雜天氣過程分析[J].中國航班，2019（8）：1-2.