張靜

(中國(guó)民航飛行學(xué)院新津分院氣象臺(tái),四川新津 611431)

新津機(jī)場(chǎng)能見(jiàn)度與影響因子關(guān)系研究

張靜

(中國(guó)民航飛行學(xué)院新津分院氣象臺(tái),四川新津 611431)

利用新津機(jī)場(chǎng)近11a冬季逐時(shí)能見(jiàn)度(VIS)、常規(guī)氣象觀測(cè)資料,分析各氣象要素對(duì)VIS變化的影響,結(jié)果表明：11月至2月,VIS小于1km時(shí),相對(duì)濕度(RH)約為95%,1-1.8km時(shí),RH約為90%,1.8-3km時(shí),RH約為85%,大于3km時(shí),RH低于80%,其中,1月各等級(jí)VIS轉(zhuǎn)好時(shí)RH降濕幅度偏大。VIS小于1.8km時(shí),溫度的變化對(duì)其轉(zhuǎn)變作用更明顯。水汽壓對(duì)VIS的影響類似于露點(diǎn),VIS小于1.8km時(shí),兩者同VIS為正相關(guān),大于1.8km后,兩者與VIS為負(fù)相關(guān)。由于本場(chǎng)的特殊地形,風(fēng)速對(duì)能見(jiàn)度的影響并不明顯。

能見(jiàn)度 氣象要素 影響

1 引言

新津機(jī)場(chǎng)地處青藏高原東部的盆地內(nèi)，機(jī)場(chǎng)四面環(huán)山、臨河，水汽條件充足、濕度大，低能見(jiàn)度天氣十分頻繁，一年四季中，無(wú)論白天、晚上均可出現(xiàn)。能見(jiàn)度是影響飛機(jī)飛行的重要?dú)庀笠?，主要影響飛機(jī)的起飛和著陸。本場(chǎng)主要用于學(xué)員的初級(jí)飛行訓(xùn)練，技術(shù)的限制以及特殊的機(jī)型對(duì)氣象有更為嚴(yán)格的要求，尤其是能見(jiàn)度。20 世紀(jì)后期開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外各大地區(qū)開(kāi)始對(duì)能見(jiàn)度進(jìn)行相關(guān)研究。張甦[1，2]分別對(duì)廣漢機(jī)場(chǎng)的氣候特征及能見(jiàn)度的周期性變化特征進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：機(jī)場(chǎng)能見(jiàn)度的變化與相對(duì)濕度和低云量呈顯著負(fù)相關(guān)，與地面溫度和風(fēng)速為正相關(guān)。朱焱[3]以及張劍[4]對(duì)蘇州市的能見(jiàn)度及各要素對(duì)其影響進(jìn)行了研究，指出，相對(duì)濕度與能見(jiàn)度呈反相關(guān)，風(fēng)速與其為正相關(guān)。同樣，還有其他學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)分析[5，8]。

圖1 累年平均的各月逐時(shí)能見(jiàn)度的時(shí)間變化

圖2 累年平均的各月RH逐時(shí)演變曲線

到目前為止，針對(duì)新津機(jī)場(chǎng)能見(jiàn)度的研究偏少，所以本文利用新津機(jī)場(chǎng)2002年至2013年冬季(頭年11月至次年2月)、早7點(diǎn)至20點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)—能見(jiàn)度(VIS)、氣溫(T)、露點(diǎn)(TD)、水汽壓(E)、修正海平面氣壓(QNH)、相對(duì)濕度(RH)、風(fēng)向(VV)和風(fēng)速(V)，通過(guò)相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析方法，得出各氣象要素對(duì)能見(jiàn)度的影響特點(diǎn)。[1]

2 能見(jiàn)度的變化

從圖1可得：7點(diǎn)為觀測(cè)時(shí)次內(nèi)的最小值，約為1.8-2.4km，10點(diǎn)后VIS明顯增加，15—17點(diǎn)出現(xiàn)當(dāng)日最大值，約5.5-6km，其后緩慢減小。其中，2月的平均VIS最大，其次是11月，12月和1月的平均值均低于4個(gè)月的總平均值，1月的平均VIS最小。因此，無(wú)論是最小值還是平均值，相較于11月和2月，12月和1月都偏低，累年最小能見(jiàn)度為0.01km-0.5km，累年平均能見(jiàn)度為1.8km-4km。

3 氣象要素對(duì)能見(jiàn)度的影響

由表1可得：VIS與RH為明顯的負(fù)相關(guān)，與TD、E為負(fù)相關(guān)，與T和V為正相關(guān)(樣本容量為18480，上述各要素均通過(guò)了99.99%的顯著性檢驗(yàn))。QNH以及VV與VIS的相關(guān)性偏低，不進(jìn)行相關(guān)分析。

3.1 相對(duì)濕度對(duì)能見(jiàn)度的影響

圖3 累年各月平均溫度變化曲線

從表1可知：TD上升，VIS隨之轉(zhuǎn)差，反之，VIS隨之轉(zhuǎn)好。依據(jù)新基金項(xiàng)目：中國(guó)民用航空飛行學(xué)院青年科學(xué)基金項(xiàng)目(Q2013-138)資助。作者簡(jiǎn)介：張靜,助理工程師,碩士,主要從事機(jī)場(chǎng)天氣預(yù)報(bào)與研究工作。津機(jī)場(chǎng)的飛行訓(xùn)練內(nèi)容，將能見(jiàn)度劃分為：小于1km，1-1.8km，1.8-3km，3-5km，5-10km，大于10km，共6個(gè)等級(jí)。

表1 各氣象要素與能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù)值

表2 各等級(jí)VIS對(duì)應(yīng)的最小平均RH(%)

從圖2可得，各月RH變化趨勢(shì)一致：RH在7—9點(diǎn)變化較小，均大于90%;日出后，RH 逐步減小，下午16點(diǎn)出現(xiàn)當(dāng)日最小值，其后再次上升。其中，1月整體RH最大，其次為12月、11月，2月RH最小。

由表2可得：本場(chǎng)出現(xiàn)各等級(jí)能見(jiàn)度時(shí)，所對(duì)應(yīng)的最小RH范圍為29%—73%。其中，2月對(duì)應(yīng)的最小RH 相對(duì)偏大，1月偏小。說(shuō)明，1月能見(jiàn)度偏差時(shí)，對(duì)應(yīng)的水汽條件不一定十分充足。

VIS小于1km時(shí)，11月對(duì)應(yīng)的RH偏低，最小值出現(xiàn)在2008年11月26日12點(diǎn)，VIS為200m，RH為37%;12月—2月的最小RH均大于60%，其中，2月RH最大，說(shuō)明該月出現(xiàn)大霧天對(duì)水汽條件的要求相對(duì)偏高。各月的累年平均都大于90%，說(shuō)明，本場(chǎng)大霧天時(shí)對(duì)水汽條件的整體要求較高。

VIS介于1—1.8km時(shí)，是飛行開(kāi)飛的邊緣標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)下，11月對(duì)應(yīng)的RH偏低，最小值出現(xiàn)在2008年11月26日13點(diǎn)，VIS為1500m，RH為38%;相較上個(gè)等級(jí)的VIS，12月—2月的最小RH偏低，約為60%左右。累年平均RH為90%左右，說(shuō)明該等級(jí)能見(jiàn)度對(duì)水汽的要求同樣偏高。能見(jiàn)度轉(zhuǎn)好至該等級(jí)后，各月的降濕幅度約為2.5—5.1%，其中12月的降濕幅度最大，約為5.1%。

VIS介于1.8—3km時(shí)，1月對(duì)應(yīng)的RH偏低，最小值出現(xiàn)在2007年1月30日16點(diǎn)，VIS為2.5km，RH僅有29%。各月的累年平均RH為85%左右。相較于上個(gè)等級(jí)，能見(jiàn)度轉(zhuǎn)好至該等級(jí)后，降濕幅度約為3.4—6.5%，1月降濕幅度最大，為6.5%。VIS大于3km時(shí)，各月的累年平均RH明顯偏低，多數(shù)小于80%。在該等級(jí)上，1月的最低RH為29%，對(duì)應(yīng)時(shí)間為2007年1月30日17點(diǎn)，能見(jiàn)度為3km。

綜上所述：11月至2月，VIS小于1km時(shí)，RH約為95%，1—1.8km時(shí)，RH約為90%，1.8—3km時(shí)，RH約為85%，大于3km時(shí)，RH低于80%。由小于1km轉(zhuǎn)好至1—1.8km時(shí)，降濕幅度約為2.5—5.1%，1—1.8km轉(zhuǎn)好至1.8—3km時(shí)，降濕幅度偏大，約為3.4—6.5%。整體來(lái)看，各月中，1月各級(jí)VIS轉(zhuǎn)好所對(duì)應(yīng)的RH降低幅度略微偏大，說(shuō)明在1月內(nèi)，RH對(duì)VIS的影響較大，VIS要好轉(zhuǎn)，RH必須有明顯的降濕幅度。

3.2 溫度

由圖3 可得，11月氣溫最高，日均氣溫大于10℃，其次為2月、12月，1月氣溫最低。溫度與能見(jiàn)度為正相關(guān)，隨著氣溫的上升，能見(jiàn)度逐步增大。

整體來(lái)看，1月所對(duì)應(yīng)的最低溫度和平均溫度均為最低，其次為12月和2月，11月所對(duì)應(yīng)的氣溫略微偏高。與RH不同，各月、各等級(jí)能見(jiàn)度所對(duì)應(yīng)的溫度變化沒(méi)有集中于某一數(shù)值，溫度變化范圍較大，這與氣溫的月變化有關(guān)。

VIS小于1km時(shí)，各月的最高溫度均高于對(duì)應(yīng)的累年月平均溫度，最低氣溫低于平均溫度。VIS介于1-1.8km時(shí)，較上個(gè)等級(jí)，各月的最低、最高溫度以及平均溫度有所上升，其中平均溫度上升約1.5℃-2.4℃。VIS介于1.8-3km時(shí)，11、12和1月的升溫幅度較小，約為0.4-0.8℃，2月略微偏大，升溫約1.8℃。12月、1月，大于3km時(shí)所對(duì)應(yīng)的平均溫度差異不大，升溫幅度約為0.2℃，2月的升溫幅度約為1℃。

綜上所述：VIS由小于1km轉(zhuǎn)好至1-1.8km時(shí)，各月對(duì)應(yīng)的增溫幅度為1.5℃-2.4℃;轉(zhuǎn)好至1.8-3km時(shí)，11、12和1月的升溫幅度較小，約為0.4-0.8℃，2月略微偏大，升溫約1.8℃;大于3km后，升溫幅度明顯偏小，約為0.2-0.3℃。所以，當(dāng)本場(chǎng)能見(jiàn)度小于1.8km時(shí)，相較于大于3km，溫度的變化對(duì)能見(jiàn)度的轉(zhuǎn)變作用更為明顯。

3.3 露點(diǎn)

露點(diǎn)的各月變化特點(diǎn)類似于溫度，11月露點(diǎn)最高，1月最低，露點(diǎn)的日變化較為平緩，日變化特點(diǎn)不明顯。

對(duì)能見(jiàn)度的影響上，VIS小于1.8km時(shí)，露點(diǎn)和能見(jiàn)度之間為正相關(guān)，各月(除2月)中隨著露點(diǎn)的增加，VIS隨之增加。但是，各月平均溫度的增幅約為1.5-2.4℃，而露點(diǎn)的增幅僅有0.9-2.0℃，露點(diǎn)的升溫強(qiáng)度不及溫度，總體水汽條件仍在轉(zhuǎn)差，對(duì)應(yīng)的能見(jiàn)度開(kāi)始轉(zhuǎn)好。當(dāng)能見(jiàn)度大于1.8km時(shí)，各月中，隨著能見(jiàn)度的逐步轉(zhuǎn)好，露點(diǎn)與能見(jiàn)度為負(fù)相關(guān)。隨著水汽條件的明顯轉(zhuǎn)差，能見(jiàn)度隨之轉(zhuǎn)好。

3.4 水汽

水汽壓的累年變化特點(diǎn)類似于露點(diǎn)：11月最大，其次為2月、12月，1月最低。整日中，水汽壓的變化趨于平緩，日變化特征不明顯。

在對(duì)能見(jiàn)度的影響上仍類似于露點(diǎn)：11月至1月，VIS小于1.8km時(shí)，對(duì)應(yīng)的E逐步升高，E的增幅約為1hPa;當(dāng)VIS大于1.8km后，隨著溫度的升高，對(duì)流加強(qiáng)，近地面的水汽上傳給上層大氣，使得下層水汽減少，進(jìn)而水汽明顯轉(zhuǎn)差，能見(jiàn)度隨之轉(zhuǎn)好。

3.5 風(fēng)速

本場(chǎng)各月的累年平均風(fēng)速偏小，最大值僅為1.1m/s，最小值為0.4m/s。各月，早9點(diǎn)開(kāi)始，平均風(fēng)速明顯增加，至14點(diǎn)為當(dāng)日最大值，其后風(fēng)速減小。整個(gè)觀測(cè)時(shí)段內(nèi)，各月的平均風(fēng)速相差不大，2月的風(fēng)速略微偏大，1月次之，其次為11月和12月。

各等級(jí)能見(jiàn)度標(biāo)準(zhǔn)下，各月中，隨著風(fēng)速的逐步增加，能見(jiàn)度逐步轉(zhuǎn)好，但各等級(jí)間的風(fēng)速增幅不明顯。由于本場(chǎng)的特殊地形，累年平均風(fēng)速偏小，所以風(fēng)速對(duì)能見(jiàn)度的影響并不明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)各月，VIS小于1km時(shí)，RH約為95%，1-1.8km，RH約為90%，1.8-3km，RH值約為85%，大于3km時(shí)，RH低于80%。由小于1km轉(zhuǎn)好至1-1.8km時(shí)，降濕幅度約為2.5-5.1%，增溫幅度為1.5℃-2.4℃;轉(zhuǎn)好至1.8-3km時(shí)，降濕幅度偏大，約為3.4-6.5%，11、12和1月的升溫幅度較小，約為0.4-0.8℃，2月略微偏大，約1.8℃。整體來(lái)看，1月各級(jí)能見(jiàn)度轉(zhuǎn)好所對(duì)應(yīng)的RH降低幅度略微偏大。當(dāng)能見(jiàn)度小于1.8km時(shí)，相較于大于3km，溫度的變化對(duì)能見(jiàn)度的轉(zhuǎn)變作用更為明顯。

(2)在對(duì)能見(jiàn)度的影響上，各等級(jí)能見(jiàn)度中，各月E的變化類似于露點(diǎn)，即是：11月至1月，當(dāng)VIS小于1.8km時(shí)，對(duì)應(yīng)的E逐步升高，兩個(gè)量級(jí)間的增幅約為1hPa;當(dāng)VIS大于1.8km后，隨著溫度的升高，近地面的水汽上傳給上層大氣，使得下層水汽減少，進(jìn)而水汽條件明顯轉(zhuǎn)差，能見(jiàn)度隨之轉(zhuǎn)好。

(3)由于本場(chǎng)的特殊地形，累年平均風(fēng)速偏小，所以風(fēng)速對(duì)能見(jiàn)度的影響并不明顯。

[1]張甦,郝麗萍,李子良等.民航廣漢機(jī)場(chǎng)氣象能見(jiàn)度的周期性變化特征的初步分析[J].高原山地氣象研究,2009,29(3)：69—72.

[3]朱焱,楊金彪,朱蓮芳等.蘇州市能見(jiàn)度與影響因子關(guān)系研究[J].氣象科學(xué),2011,31(5)：626-632.

[4]張劍,劉紅年,唐麗娟等.蘇州城區(qū)能見(jiàn)度與顆粒物濃度和氣象要素的相關(guān)分析[J].環(huán)境科學(xué)研究,2011,24(9)：982-988.

[5]張凱,柴發(fā)合,陳義診等.天津武清能見(jiàn)度特征分析[J].氣候與環(huán)境研究,2008,13(6)：800-807.

[6]李子良,傅剛,郝麗萍.川西盆地霧和能見(jiàn)度的氣候特征及其對(duì)飛行的影響[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007(2)：191-196.

[7]馬雁軍,左洪超,張?jiān)坪５?遼寧中部城市群大氣能見(jiàn)度變化趨勢(shì)及影響因子分析[J].高原氣象,2005,24(4)：623-628.

[8]王淑英,張小玲,徐曉峰.北京地區(qū)大氣能見(jiàn)度變化規(guī)律及影響因子統(tǒng)計(jì)分析[J].氣象科技,2003,31(2)：109-114.

Based on the daily average temperature dates from 1971 to 2000 of Xinjin, spatial distribution feature and long-term change tendency of annul extreme temperature(high, low) frequency and summer(winter) extreme high temperature frequency are analyzed. The result shows that： the annul temperature is increasing unremarkably, having no sharp change. The days of annul extreme low temperature is decreasing unremarkably, while high temperature is increasing and has a mutation since 1973. Winter extreme low temperature and the summer extreme high temperature have the same tendency, both are all increasing, but are not remarkably, and there is still a mutation about the days of summer extreme high temperature ,from1971.

extreme high temperature extreme low temperature trend