馬宇琪
摘 ?要:利用洛陽機場近7年觀測資料實況,對其進(jìn)行統(tǒng)計分析,用以研究洛陽機場低能見度的變化規(guī)律以及影響低能見度的氣象要素。研究表明:(1)洛陽機場低能見度天氣多發(fā)于冬季,凌晨時分低能見度天氣開始出現(xiàn),次日早上7點左右達(dá)到最強,9點左右開始消散。(2)低能見度天氣發(fā)生時,地面以東北風(fēng)、風(fēng)速小于等于3m/s、溫度露點差小于等于3℃等氣象條件為主,在實際進(jìn)行數(shù)值天氣預(yù)報時,須結(jié)合本地天氣規(guī)律。(3)深厚的逆溫層不利于霧霾的擴散,可根據(jù)地面溫度,結(jié)合探空實測資料和數(shù)值資料,分析逆溫層打破的時間,用來把握能見度趨勢。
關(guān)鍵詞:能見度 ?風(fēng)向風(fēng)速 ?溫度露點差 ?逆溫層
中圖分類號:P45 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2019)10(c)-0234-02
能見度是指視力正常的人能將目標(biāo)物從背景中識別出來的最大能見距離。洛陽機場低能見度天氣多發(fā)生在冬季,并且以輻射霧和蒸發(fā)霧為主。洛陽機場訓(xùn)練壓力大、任務(wù)重,冬季低能見度天氣可連續(xù)數(shù)日,對飛行安全造成巨大隱患,是冬季影響飛行安全的最危險天氣之一,逐年來隨著航空業(yè)的發(fā)展,航班密度增加,低能見度天氣對飛行的影響越來越大。
前人對能見度有了廣泛研究,干全[1]對廣漢機場大霧天氣進(jìn)行分析,根據(jù)地方性特點,進(jìn)行經(jīng)驗總結(jié)。陳婧[2]通過對華北地區(qū)低能見度天氣進(jìn)行分析研究,探討了低能見度天氣與污染物、氣象因子之間的關(guān)系。孟亞楠等人[3]從華北地區(qū)近30年能見度資料出發(fā)研究了持續(xù)霧霾事件的環(huán)流特征。但是能見度具有區(qū)域性特點,其發(fā)展和消亡有著很大的地區(qū)性差異,因此該文根據(jù)洛陽機場近7年的能見度資料,運用統(tǒng)計學(xué)方法,分析造成洛陽機場低能見度天氣的氣象要素,并且在以后的預(yù)報中,合理運用,提高低能見度保障能力,為飛行提供更有力的技術(shù)支持。
1 ?資料與方法
1.1 資料來源
洛陽機場2012—2016年觀測站地面觀測實況資料,選取能見度低于1000m的時次為研究對象進(jìn)行分析。
1.2 分析方法
對大霧的生消時間和季節(jié)變化進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,得到不同氣象要素對低能見度天氣的影響。
2 ?特征分析
2.1 日、月、年變化分析
12月、1月、2月,且低能見度天氣多在凌晨開始,此時溫度降低,溫度露點差減小,有利于水汽凝結(jié),能見度隨著時間開始降低,在早上7點左右達(dá)到最差,至早上9點,太陽出來以后,地面溫度開始升高,低能見度天氣逐漸消散。洛陽機場飛行訓(xùn)練早上6點開始準(zhǔn)備出場,此時能見度最低,影響訓(xùn)練計劃的正常實施,可根據(jù)此統(tǒng)計規(guī)律,合理安排訓(xùn)練計劃,減少人員地面等待時間。
2.2 低能見度天氣下的風(fēng)向特征
選取洛陽機場能見度低于1000m的時次進(jìn)行分析,7年共有2385時次能見度低于1000m。其中風(fēng)向在0°~90°(不含)的時次出現(xiàn)1673次,占比70%,90°~180°(不含)出現(xiàn)131次,占比5.4%,180°~270°(不含)出現(xiàn)211次,占比8.8%,270°~360°(不含)出現(xiàn)212次,占比8.9%。綜上:洛陽機場發(fā)生低能見度天氣時的風(fēng)向,70%為東北風(fēng),洛陽東部氣候濕潤,東風(fēng)帶來的空氣中雜質(zhì)較多,到達(dá)本場后,造成低能見度天氣。
2.3 低能見度天氣下的風(fēng)速特征
選取能見度低于1000m時對應(yīng)的風(fēng)速時次共3294次,風(fēng)速為0m/s共329次,占所有時次的10%;風(fēng)速為1m/s共1324次,占比40%;風(fēng)速2m/s共955次,占比29%;風(fēng)速3m/s共649次,占比20%,4m/s及以上出現(xiàn)362次,占比11%。其中風(fēng)速在3m及以下出現(xiàn)次數(shù)加起來共2608次,占比89%。
綜上:洛陽機場出現(xiàn)低能見度天氣時,89%為3m及以下的風(fēng)速,故在機場遭遇低能見度天氣時,須考慮到風(fēng)向風(fēng)速對未來能見度的影響。
2.4 低能見度天氣下溫度與濕度特征
當(dāng)濕度達(dá)到百分之百后,空氣中的水汽凝結(jié)成小水滴,從而形成霧,溫度的降低使溫度露點差更加接近,有利于水汽凝結(jié),所以溫度對能見度的影響主要是由于溫度露點差的變化。所以從此處來分析。
能見度低于1000m的數(shù)據(jù)共3266個,分析溫度露點差的大?。簻囟嚷饵c差在1℃(含)以內(nèi)的時次共有1509個,占比46%,2℃(含)以內(nèi)2384個,占比73%,℃以內(nèi)2808個,占比86%。其余共457個,占比14%。綜上,發(fā)生低能見度天氣時,溫度露點差低于3℃的時次共計占比86%。而一天之內(nèi)溫度變化大,但是露點溫度變化較小,所以可根據(jù)溫度露點差的大小來判斷低能見度的開始和結(jié)束時間。
因溫度露點差是濕度的一個重要反映,且實際工作中對濕度的判斷一般來自溫度露點差的大小,故兩者反映了同一個物理量,且變化規(guī)律一致,不再重復(fù)討論濕度的影響。
2.5 低能見度天氣下的逆溫層特征
對流層中氣溫隨高度增加而降低,但由于氣候和地形條件的影響,會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)象,這就是逆溫層。因洛陽機場缺少探空資料,常根據(jù)地面實測溫度結(jié)合早8點的鄭州、南陽、豫西的3個站點的探空資料,預(yù)估洛陽探空溫度,再結(jié)合數(shù)值資料,模擬逆溫層的生消時間。經(jīng)驗總結(jié):逆溫層高度越高、強度越強,越不利于空氣污染物擴散,產(chǎn)生低能見度的幾率增加,待地面溫度升高,打破逆溫層之后,能見度會迅速轉(zhuǎn)好,但其對以霾為主的低能見度天氣最為有效。
3 ?結(jié)語
該文利用近7年洛陽機場地面觀測資料,統(tǒng)計分析了影響洛陽機場能見度的氣象因子,并對機場低能見度天氣進(jìn)行日、月、年的分析,據(jù)此對飛行訓(xùn)練和氣象服務(wù)保障進(jìn)行深入探討,得出以下結(jié)論:(1)低能見度天氣多發(fā)生于冬季,且在凌晨能見度開始降低,早7點能見度最差,9點起逐漸消散??蓞⒖即艘?guī)律預(yù)報能見度轉(zhuǎn)好時間,減少早上出場時飛行大隊地面等待時長。(2)低能見度天氣發(fā)生時,地面風(fēng)向多是東北風(fēng),風(fēng)速多為3m/s及以下,地面溫度露點差多在3℃以內(nèi)。在進(jìn)行低能見度天氣預(yù)報時,可參考未來風(fēng)向風(fēng)速及溫度露點差,作為數(shù)值預(yù)報的補充。(3)深厚穩(wěn)定的逆溫層,不利于霧霾天氣擴散,使本場產(chǎn)生低能見度天氣,根據(jù)溫度的變化,確定逆溫層打破的時間,從而判斷霧霾消散的大致時間。
但是因為資料問題和研究方法等,該文也有幾點欠缺:(1)雖低能見度多發(fā)于東北弱風(fēng)、溫度露點差較小的氣象條件,但是應(yīng)具體天氣根據(jù)氣象條件具體分析,引入風(fēng)、溫度露點差和逆溫層只是對數(shù)值預(yù)報進(jìn)行經(jīng)驗性補充,不可生搬硬套。(2)洛陽地區(qū)缺少實測探空資料,故缺少逆溫層對低能見度天氣影響的數(shù)據(jù)支持。
綜上,影響洛陽機場能見度的氣象因素眾多,能見度預(yù)報應(yīng)在進(jìn)行數(shù)值預(yù)報時,緊密結(jié)合本場的氣象規(guī)律,密切監(jiān)視天氣的變化,同時引入本場氣象因素的經(jīng)驗方法,合理修正預(yù)報結(jié)論,提供更加完善的氣象保障。
參考文獻(xiàn)
[1] 干全.廣漢機場大霧特征及對風(fēng)行活動的影響[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2018,14(9):9-12.
[2] 陳婧.華北背景地區(qū)大氣能見度變化特征及影響因素分析[J].氣候與環(huán)境研究,2019,24(2):277-288.
[3] 孟亞楠,孫建華,衛(wèi)捷,等.1981—2015年華北地區(qū)持續(xù)霾事件的特征及其環(huán)流分類研究[J].氣候與環(huán)境研究,2019,24(3):341-358.