陳志平

(中國民用航空溫州空中交通管理站，浙江 溫州 325024)

溫州機場大霧氣候特征分析

陳志平

(中國民用航空溫州空中交通管理站，浙江 溫州 325024)

該文統(tǒng)計分析了溫州機場1991—2010年近20 a大霧天氣的氣候特征，主要體現(xiàn)在：大霧日數(shù)年際變化差異較大，近10 a來，大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢;月際變化曲線呈單峰單谷型，峰值出現(xiàn)在4月，谷值出現(xiàn)在9月，3—5月為高發(fā)期，其月際變化特征與天氣系統(tǒng)的變化密切相關(guān);日變化曲線呈單峰單谷型，峰值區(qū)出現(xiàn)在08—10時，谷值區(qū)出現(xiàn)在13—16時;大霧持續(xù)時間主要集中在0～1 h，持續(xù)時間在4 h以內(nèi)的平均次數(shù)，春季要明顯多于其它各季，但持續(xù)時間在4 h以上的平均次數(shù)，冬季要多于其它各季，夏季和秋季發(fā)生大霧的持續(xù)時間全部在2 h以內(nèi);影響機場的大霧類型主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧，平流霧有時具有濃度大、變化快的特點，對飛行的影響較大，實際工作中應(yīng)引起高度重視。

大霧;氣候特征;天氣背景

1 引言

大霧是近地面氣層中懸浮有大量小水滴或冰晶而使能見度＜1 km的天氣現(xiàn)象。大霧對飛行的影響主要體現(xiàn)在3個方面：①機場有霧會妨礙飛機的正常起飛和著陸，當能見度只有幾十米時，根本無法起飛和著陸，甚至無法滑行，處理不當極易造成飛行事故。特別是平流霧等具有移動性質(zhì)的霧，生消突然，較難掌握，要特別注意;②當航線上有霧時，會影響飛行員按地標飛行;③霧抬升還可以形成低碎云。所以霧是一種飛行危險天氣，機場一旦被霧籠罩，飛機起降會有不同程度的危險。溫州機場地處東南沿海，其有利的地理環(huán)境使得平流霧時有發(fā)生。許多研究表明，各地的大霧天氣都有其地方性特征。陳云蔚對杭州市年、月大霧日分布與地形進行比較，發(fā)現(xiàn)地形、地貌與大霧密切相關(guān)。地形特征有明顯差異的區(qū)域，其大霧氣候特征也差異顯著，說明地形對形成大霧有明顯的作用;鄭玉萍等研究指出，烏魯木齊地形復雜、冬季逆溫強，大霧天氣的氣候特征及氣象條件與國內(nèi)其他地區(qū)相比有較大的區(qū)別。因此，分析機場大霧氣候變化特征，對于進一步做好大霧的觀測、預報和預警等氣象服務(wù)，減輕大霧對飛行的影響等具有重要意義。

圖1 溫州機場1991—2010年大霧日數(shù)年際變化圖

2 資料來源和分析方法

本文所用資料包括溫州機場自開航以來1991—2010年《中國民用航空氣象地面觀測簿》(例行)、《中國民用航空氣象地面觀測簿》(特殊)中的觀測數(shù)據(jù)，每天02時、08時、14時、20時的東亞地面天氣圖和08時、20時的亞歐高空天氣圖資料，另外還參考了《浙江省氣象志》、《溫州永強機場航空氣候志》等相關(guān)文獻和資料。由于溫州機場氣象臺實行每天13 h(08-20時)供航觀測制度，其它時段若無航班，觀測員無需進行觀測，因此無完整的24 h觀測資料，此文選取每天08-20時各整點的觀測數(shù)據(jù)作為主要的資料來源。

數(shù)據(jù)分析方法首先利用自行開發(fā)的航空氣候志輔助軟件對上述地面觀測簿中的數(shù)據(jù)進行處理，生成各類氣候要素統(tǒng)計表，其中包括累年各季逐時能見度低于規(guī)定值(米)的頻率、累年各季能見度低于規(guī)定值的持續(xù)時間的平均次數(shù)、累年各月能見度小于1 km的平均日數(shù)及其影響因素等表格，再利用Excell的圖表制作功能，對這些表格中的數(shù)據(jù)進行二次處理，最后對處理結(jié)果進行描述分析。

3 大霧年際變化分析

溫州機場1991—2010年近20 a平均大霧日數(shù)為39.3 d，其年際變化差異較大，最多年份大霧日數(shù)為62 d，出現(xiàn)在2005年;最少年份大霧日數(shù)僅為18 d，出現(xiàn)在2001年，前者是后者的3.4倍。從大霧日數(shù)年際變化圖(圖1)可以看出，其年變化呈現(xiàn)周期性，期間出現(xiàn)5個峰值點和4個谷值點，其中1994年、1998年、2003年、2005年和2010年是5個峰值點，大霧日數(shù)分別為 43 d、51 d、50 d、62 d 和 48 d;1995年、2001年、2004年和2008年是4個谷值點，大霧日數(shù)分別為22 d、18 d、40 d和40 d。經(jīng)計算，1991—2000年10 a平均大霧日數(shù)為34.2 d，2001—2010年10 a平均大霧日數(shù)為44.3 d，后10 a大霧平均日數(shù)比前10 a多了10.1 d，可見近10 a來，大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢。這可能與全球氣候變暖趨勢、城市熱島效應(yīng)越來越明顯有關(guān)。

表1 溫州機場1991—2010年大霧日數(shù)距平統(tǒng)計

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)和標準差計算公式：

可以計算出溫州機場1991—2010年大霧日數(shù)標準差σ≈11.1。根據(jù)世界氣象組織(WMO)的規(guī)定，大霧日數(shù)距平(△S)的絕對值|△S|達到1.3σ的事件稱為嚴重事件，|△S|達到2σ的事件稱為異常事件。因此，只要當|△S|達到14.4時，可稱為嚴重事件;當|△S|達到22.2時，可稱為異常事件。從表1可見，溫州機場在近20 a中共出現(xiàn)2個嚴重事件年份，即1995年和2001年，均為負距平，大霧日數(shù)嚴重偏少;1個異常事件年份，即2005年，正距平達22.7，比年平均大霧日數(shù)增加了57.8%，說明大霧日數(shù)異常偏多。大霧嚴重偏少事件和異常偏多事件的原因仍有待于進一步分析和研究。

圖2 福州機場1991—2010年大霧日數(shù)月際變化圖

4 大霧月際變化分析

分析溫州機場1991—2010年各月大霧資料，發(fā)現(xiàn)每個月都有大霧發(fā)生，從圖2可以看出，大霧日數(shù)月際變化曲線呈單峰單谷型，峰值出現(xiàn)在4月，為8.2 d，占全年平均大霧日數(shù)的20.9%;谷值出現(xiàn)在9月，為0.3 d，僅占全年的0.8%。從11月—次年的6月為大霧的多發(fā)期，共36.6 d，占全年的93.1%，其中尤以3—5月為高發(fā)期，共21.4 d，占全年的54.5%。

從各季出現(xiàn)大霧日數(shù)的平均頻率分布來看，春季最多，為21.4 d，占全年平均大霧日數(shù)的54.5%;冬季次之，為9.5 d，占24.2%;秋季最少，為3.0 d，占7.6%;夏季為5.4 d，占13.7%(見表2)。由此看出，春季能見度最差，冬季次之，其次是夏季，秋季能見度最好。大霧日數(shù)的月際變化特征與天氣系統(tǒng)的變化是密切相關(guān)的，春季北方冷空氣頻繁，南方暖濕氣流活躍，機場常處于鋒前暖區(qū)，當遇海上平流至機場的暖濕空氣，在近地面經(jīng)過冷卻后易形成逆溫層，從而容易形成大霧;冬季由于受大陸冷高壓控制，暖濕空氣相對較弱，有時遇氣壓場較弱，夜間又為晴朗微風，再加上地面輻射冷卻作用使近地面形成逆溫時，易形成輻射霧;夏季的大霧主要是梅雨、臺風等導致的強降水形成的;而秋季天氣穩(wěn)定，淺層不易形成穩(wěn)定的層結(jié)，故不利于霧的生成。

表2 溫州機場1991—2010年大霧平均日數(shù)月統(tǒng)計

5 大霧日變化分析

大霧的日變化比較明顯，其變化曲線呈單峰單谷型(圖3)，08-20時(北京時，下同)中，峰值區(qū)出現(xiàn)在08—10時，08時、09時和10時出現(xiàn)頻率分別占22.8%、10.9%和 6.3%，三者頻率之和為40.0%;13—16時均為谷值區(qū)，曲線比較平緩，但可以看出，下午14時開始曲線呈緩慢上升趨勢。故總體而言，大霧出現(xiàn)頻率為08時左右最高，之后迅速降低，11時后逐漸降低，至14時達最低，之后又呈逐漸增加趨勢，傍晚17時后開始出現(xiàn)次高峰。對機場進出港航班而言，除個別駐場公司航班在本場08時左右起飛外，其它大多數(shù)航班均在10時后在本場起降，因此也就避開了大霧的最高峰時段，但仍需注意傍晚開始后的次高峰時段。

圖3 溫州機場1991—2010各季逐時大霧發(fā)生頻率

從各季逐時發(fā)生大霧的頻率看，其變化曲線有明顯不同(圖3)。大霧集中發(fā)生在春季和冬季，夏季和秋季除了早晚略有出現(xiàn)外，基本沒有出現(xiàn)大霧。春季曲線和冬季曲線的區(qū)別主要體現(xiàn)在，前者起伏程度較后者明顯，前者峰值遠高于后者，但其谷值卻明顯低于后者。春季大霧的逐時變化曲線呈“兩頭多、中間少”的特征，其中尤以08-10時最多，10時以后逐漸減少，13-16時頻率幾乎為0，16時以后頻率又逐漸開始增加;冬季變化曲線比較平緩，全天各時次出現(xiàn)頻率較平均，無大起大落現(xiàn)象;夏季09-15時從未出現(xiàn)過大霧;秋季09-19時也從未發(fā)生過大霧。

6 大霧持續(xù)時間分析

溫州機場各季大霧持續(xù)時間統(tǒng)計見表3，表中以 1、4、7、10 月份分別代表冬、春、夏、秋季，可以看出，大霧持續(xù)時間主要集中在0～1 h，共為15.6次，占各季總次數(shù)的60.9%;其次為1～2 h，共為5.6次，占各季總次數(shù)的21.9%，其中夏季和秋季的大霧持續(xù)時間全部集中在2 h以內(nèi);持續(xù)2～4 h的為3.7次，占14.5%;持續(xù)在4 h以上的僅為0.7次，占年總次數(shù)的2.7%。從表中還可看出，大霧持續(xù)時間在4 h以內(nèi)的平均次數(shù)，春季要明顯多于其它各季，但持續(xù)時間在4 h以上的平均次數(shù)，冬季要多于其它各季。從歷年資料統(tǒng)計看，大霧持續(xù)時間最長的出現(xiàn)在冬季，即2006年1月15日，持續(xù)時間長達11 h 50 min;春季次之，最長持續(xù)時間為12 h 58 min，發(fā)生于2004年4月12日;夏季和秋季最長持續(xù)時間最短，均為1 h 50 min，夏季分別出現(xiàn)在1993年7月4日和1999年7月16日，分別出現(xiàn)在1998年10月30日和1998年10月31日。

表3 溫州機場1991—2010年大霧持續(xù)時間的平均次數(shù)

7 大霧類型

從近20 a統(tǒng)計資料看，影響溫州機場的大霧主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧。輻射霧是冬季影響本場最多的一種霧，它的生消時間有較明顯的規(guī)律性，多產(chǎn)生于后半夜到早晨，以日出不久為最多，其消散時間與日出時間和日出后氣溫升高的快慢有直接的關(guān)系，一般日出后2 h左右即可消散，但在冬季，由于日出后氣溫升高慢，且霧的濃度大，因而持續(xù)時間較長，往往到10時后才能消散，最長的可持續(xù)10 h以上;鋒面霧的特點是形成時間不固定，在一天中任何時間均可生成，一般維持時間不長，通常隨鋒面的過境或低壓中心的移出而消散，但靜止鋒附近的霧，常常伴有毛毛雨或低云，且時好時壞，維持時間較長，須引起注意;平流霧是春季影響本場最多的一種霧，它的生消時間不像輻射霧那樣具有規(guī)律性，一天之內(nèi)任何時間均可生成，但相對集中在下午到傍晚。消散時間多集中在晚上，平流霧持續(xù)時間的長短懸殊很大，短的僅為幾分鐘，長的可維持數(shù)小時，而且有時霧的濃度大，變化快，來去匆匆，能以把握，對飛行的影響較大，實際工作中應(yīng)引起高度重視。對上述幾種霧的季節(jié)性變化情況進行統(tǒng)計，可以得出，輻射霧在冬季發(fā)生的頻率最高，其次分別是春季和秋季，夏季發(fā)生輻射霧的概率很低;鋒面霧在各季發(fā)生的頻率從高到低依次是春季、冬季、夏季和秋季;平流霧在春季發(fā)生的頻率最高，其實分別是夏季、冬季和秋季。

8 大霧天氣背景分析

溫州機場幾種主要類型的大霧各有其不同的天氣背景，具體而言：形成輻射霧的地面天氣形勢主要有兩類，一是弱高壓(脊)，二是鞍形場或均壓場，對應(yīng)高空形勢一般為西北氣流;伴隨平流霧常見的地面天氣形勢主要有四種，一是入海變性高壓西部，二是西太平洋高壓西部，三是氣旋和低壓槽東部，四是冷鋒前部，溫州機場處于東南沿海，當機場處于海上高壓的西部或陸上氣旋或低壓槽的東部時，有暖濕空氣從南面或東面的海面平流過來，經(jīng)過冷卻后，往往容易形成平流霧;鋒面霧主要在鋒面附近生成，產(chǎn)生鋒面霧的形勢主要分兩種類型，一是由于冷鋒南壓至溫州附近后產(chǎn)生大霧，可把它稱為“冷鋒型”，另一種是由于西南倒槽中的靜止鋒或新生鋒系向東北方向延伸至溫州附近產(chǎn)生大霧，可把它稱為“靜止鋒型”，另外，無論哪種類型的形勢，當時的空氣濕度都較大，一般T-Td≤5℃，可以認為濕潤的大氣是溫州鋒面霧產(chǎn)生的必要條件。

9 結(jié)論

①溫州機場大霧年際變化差異較大，近10 a來，大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢。

②溫州機場大霧日數(shù)的月際變化曲線呈單峰單谷型，峰值出現(xiàn)在4月，谷值出現(xiàn)在9月，3—5月為高發(fā)期。

③機場大霧的日變化變化曲線呈單峰單谷型，峰值區(qū)出現(xiàn)在08—10時，谷值區(qū)出現(xiàn)在13—16時。

④機場大霧持續(xù)時間主要集中在0～1 h，其次為1～2 h。

⑤影響機場的大霧類型主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧，并各有其不同的天氣背景。

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P466

B

1003-6598(2011)04-0011-04

20111-04-08

陳志平(1968-)，男，高工，主要從事航空氣象研究工作。