史文倩 劉瑞雯 王雨婷
摘 ? 要:本文通過對廈門天氣形勢分析和自動站數據監(jiān)測,并對比葵花8號衛(wèi)星類真實色彩影像,利用衛(wèi)星云圖對廈門機場平流霧及平流低云的預報方法進行總結。正值春運期間,廈門空管站氣象臺結合多種預報產品,精準分析形勢、精確發(fā)布預警,提高了大霧預報的準確率,為管制部門及航空公司的高效運行提供優(yōu)質的氣象服務。
關鍵詞:葵花8號衛(wèi)星 ?廈門機場 ?平流霧 ?氣象服務
中圖分類號:P414.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1674-098X(2019)09(a)-0108-03
1 ?天氣概述與分析
1.1 氣象要素概述
2019年2月4日00時-08時(正文中均為北京時)能見度和云高隨時間的變化為:01-02時能見度由3500m下降至1000m,且低云大量生成,云高不足100m;05時左右能見度最差降至500m以下,低云高維持在60m;06時起能見度明顯好轉,低云高也抬升至150m以上。廈門機場按I類精密進近跑道天氣標準開放,最低起降標準為水平能見度800m、云高60m,此過程已低于標準。
1.2 天氣形勢分析
500hPa(見圖1a)南支槽位于孟加拉灣并東移,長江中下游以南為槽前西南氣流控制,華南沿海西南急流強盛,輸送印度洋暖濕氣流;長江流域以北有東亞大槽東移入海,配合冷平流。
850hPa(見圖1b)冷高壓中心位于黃河流域中游,西太平洋高壓帶盤踞,長江中下游有兩高間的切變線存在,本場為切變線南側偏西氣流控制,之后冷高壓中心東移南下至長江中下游以北,切變線東伸南壓,本場為西南氣流控制。低層南海至東海海域有暖舌存在。
地面(見圖2)冷高壓中心位于陸地,冷空氣前沿抵達閩北后越過武夷山脈,沿東路繼續(xù)南下,本場氣壓場較弱,風力較小,風向不定,云量較多;值得注意的是霧最濃時,冷高壓中心即將東移入海,弱冷空氣前沿抵達本場,維持2m/s的東北風,氣溫也有明顯的下降;之后東北風速增大,霧散時東北風速已增至6m/s,但氣溫也隨著日出有所升高。溫度露點差在這一段時間內先減后增,最小值為05時的0.1℃,接近飽和。
溫度對數壓力圖(見圖3)顯示底層為高濕區(qū),后續(xù)濕度層增厚,近地面有逆溫層維持,層結長時間處于穩(wěn)定狀態(tài)。地面弱的偏南風轉東北風,低層偏西風轉偏東風,中高層維持較強盛的西南風,沒有明顯的垂直風切變等擾動。
綜上所述,形勢場提供了有利的成霧條件,為海霧平流至本場提供著可能,但預報員分析以上資料,對平流霧過程僅有一個大致的預判,因此尋求更有效的臨近預報大霧的手段已迫在眉睫。
2 ?多種預報手段與真情預報服務
2.1 自動站實況對比衛(wèi)星云圖
海霧常用到的衛(wèi)星遙感包括靜止/極軌氣象衛(wèi)星、陸地/水色衛(wèi)星[1]。由于夜間可見光微弱,無法產生真實色影像,為維持衛(wèi)星觀測資料的連續(xù)性,葵花8號衛(wèi)星利用紅外雙通道的亮溫差法,得出類真實色影像,對沿海地區(qū)夜間平流霧識別[2]。以灰白色系表示較高的云層,珊瑚紅表示低云或霧區(qū),霧區(qū)更加松散,低云有一定紋理特征。
01-02時,本場能見度急速下降,02-04時能見度仍處于1500m的波動階段,還未長時間低于飛行標準。03時自動站能見度監(jiān)測顯示:廈門市島外山區(qū)霧區(qū)明顯,海灣內有團霧生成,本場北部山區(qū)霧區(qū)擴散南下覆蓋島內北部及海灣大部;葵花8號衛(wèi)星云圖顯示:臺灣海峽北部已有大片的海霧和低云存在,閩南地區(qū)沿海霧區(qū)也在逐漸生成,閩南山區(qū)及近海有松散的局地霧區(qū),福州至莆田境內至沿海有明顯的弧狀云系,此時冷鋒南下至此,弧狀云系象征著冷鋒前沿。
05時自動站能見度監(jiān)測顯示(見圖4a):山區(qū)霧區(qū)范圍擴大,島內大部被霧區(qū)覆蓋,東南沿海霧區(qū)更濃,葵花8號衛(wèi)星云圖顯示(見圖4b):04-05時冷空氣繼續(xù)南下,弧狀云系擴散至泉州境內,臺灣海峽北部的大片海上霧區(qū)也隨之向南擴散,閩南地區(qū)的山區(qū)及沿海霧區(qū)也明顯增強。此時冷鋒即將過境本場,配合前文分析的各項有利條件,山區(qū)及海上大霧不斷生成,鋒前霧持續(xù)平流,島內大部及本場受此影響能見度持續(xù)下降至最低值。
06時起,隨著冷空氣已過境南下,風速增大,層結穩(wěn)定性被破壞,干冷空氣使得相對濕度減小,隨著日出溫度增加,成霧條件完全被破壞,兩者圖像均顯示:本場及周圍山區(qū)、附近海域的大片霧區(qū)均已消散。
綜上所述,根據自動站能見度的實時變化,對比葵花8號衛(wèi)星云圖的形態(tài)特征,從而識別霧區(qū)及云區(qū)在衛(wèi)星云圖中的特征要素,更好地研究沿海地區(qū)平流霧的短臨預報方法。
2.2 參考多種數值預報產品
廈門空管站氣象臺綜合各項預報產品,為此次復雜天氣全力保障,特別參考了上海數值預報產品中能見度的預報。其預報結論為:3日夜間閩北沿海及閩南山區(qū)霧區(qū)形成,4日02時左右,海上霧區(qū)隨著冷空氣南下擴散,廈門島內能見度受島外山區(qū)霧區(qū)的擴散影響而下降,05時影響本場及附近海域的霧區(qū)基本消散;能見度最低值為200~500m左右。對此次大霧過程的生消范圍、起止時間和濃度等級的預報都相對準確。
值得一提的是廈門空管站氣象臺在春節(jié)假期天氣展望中明確指出此次大霧過程,也提前發(fā)布了機場大霧警報,為航空用戶提供準確的決策信息。
3 ?結語
廈門島深居海灣內,受平流霧的影響顯著,冬春兩季的低云、低能見度出現頻率較高[3]。夜間至凌晨,暖濕空氣流經冷的海面達到飽和時,配合穩(wěn)定的層結、弱冷空氣前沿的冷卻條件和適宜的偏東風或東北風(風速一般2~5m/s),將生成的海霧平流至本場。
葵花8號類真實色影像衛(wèi)星云圖與相同時次自動站能見度實況進行對比,兩者有很好的契合度。可以看出,相比臺灣海峽的大片海霧平流至本場,衛(wèi)星云圖能夠監(jiān)測到北部山區(qū)和東部海灣中的中小尺度霧區(qū)變化對廈門機場的局地影響,更準確地把握能見度的變化趨勢。對海霧與低云在衛(wèi)星云圖中的紋理特征有了初步的認識,后續(xù)仍需不斷總結,更好地把握兩者的轉換。
平流霧是多種復雜的物理過程和局地特征影響的結果,而地形和海洋對廈門機場的局地小氣候也有一定影響。預報員需要對其形成發(fā)展的物理機制和氣候規(guī)律有一定的把握,同時探索運用多種監(jiān)測預報手段,兩者結合做到更精準、更優(yōu)質的航空氣象服務工作。
參考文獻
[1] 肖艷芳,張杰,崔廷偉,等.海霧衛(wèi)星遙感監(jiān)測研究進展[J].海洋科學,2017,41(12):146-151.
[2] 王宏斌,張志薇,劉瑞陽,等.基于葵花8號新一代靜止氣象衛(wèi)星的夜間霧識別[J].高原氣象,2018(6):1749-1764
[3] 陳紹偉,梁秋楓.廈門高崎國際機場氣候志[Z].民航廈門空管站,2014.