袁少華，王加平

（黑龍江空管分局氣象臺(tái),黑龍江哈爾濱 150079）

淺談哈爾濱機(jī)場(chǎng)雷暴天氣的觀測(cè)

袁少華，王加平

（黑龍江空管分局氣象臺(tái),黑龍江哈爾濱 150079）

本文結(jié)合哈爾濱機(jī)場(chǎng)的地理位置及其雷暴天氣特征，根據(jù)多年積累的觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，分析了雷暴過(guò)境前后各種氣象要素的演變，對(duì)雷暴天氣進(jìn)行初步識(shí)別，并著重探討了觀測(cè)雷暴天氣時(shí)的幾個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，為今后更好地做好雷暴天氣的觀測(cè)工作提供一些借鑒和幫助。

觀測(cè)；雷暴；風(fēng)速；云

1 引言

雷暴是積雨云云中、云間、云地之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，是從積云或積雨云集合體中發(fā)展起來(lái)的。雷暴及其所伴隨的冰雹、低云、低能見(jiàn)度和低空風(fēng)切變等，是威脅飛行安全、影響正常飛行的主要災(zāi)害性天氣。它不但使飛機(jī)機(jī)身可能遭受電擊的危險(xiǎn)，而且還在航路和機(jī)場(chǎng)上空形成惡劣的氣象條件，是造成航班返航、備降、延誤的主要原因之一。

據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每小時(shí)發(fā)生雷暴1 820次，平均每天約發(fā)生4.4萬(wàn)次，全球每年發(fā)生雷暴約1 600萬(wàn)次。航空器在暖季，尤其是夏季飛行常會(huì)遭遇雷暴天氣，若航空器誤入雷暴區(qū)內(nèi)其后果不堪設(shè)想。因此，了解雷暴及其伴隨的各種天氣現(xiàn)象的演變規(guī)律，做好雷暴天氣條件下的氣象觀測(cè)工作，對(duì)保障飛行安全具有重要意義。

2 哈爾濱機(jī)場(chǎng)的地理位置及雷暴天氣特征

哈爾濱太平國(guó)際機(jī)場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱機(jī)場(chǎng)）位于黑龍江省哈爾濱市西南，地理坐標(biāo)為45°37′20″N、126°14′55″E；機(jī)場(chǎng)處于我國(guó)東北平原東北部、松花江流域中段南側(cè)。對(duì)哈爾濱太平國(guó)際機(jī)場(chǎng)2000～2005年4～11月出現(xiàn)的影響飛行的重要天氣現(xiàn)象的日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，6 a來(lái)，共有雷暴日數(shù)為161.4 d，平均每年26.9 d；4～11月份諸多影響飛行的重要天氣現(xiàn)象中雷暴天氣是最主要的（見(jiàn)表1）。并查找了機(jī)場(chǎng)初、終期雷暴的發(fā)生時(shí)間及年份，最早的初期為2002年4月21日、終期為2000年9月23日；最晚的初期為2003年5月25日、終期為2004年11月9日。本場(chǎng)產(chǎn)生的強(qiáng)對(duì)流云有明顯的日變化，其主要發(fā)生在午后，早晨至上午出現(xiàn)頻率較小，夏季強(qiáng)對(duì)流云出現(xiàn)較頻繁，但主要時(shí)間出現(xiàn)在12：00～22：00，以14：00～18：00出現(xiàn)的頻率最多，其中7月份的16：00出現(xiàn)的機(jī)率達(dá)到了33.3%，其次是19：00～ 22：00，再次為12：00～13：00，11：00以前出現(xiàn)的頻率較小。但近幾年來(lái)早08：00之前產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流云的情況也時(shí)有發(fā)生，如2004年8月31日早06：30就出現(xiàn)了強(qiáng)對(duì)流云，06：56產(chǎn)生了雷暴，這就要求早晨04：00接班的人員要特別注意，要密切觀測(cè)云的演變。

表1 2000～2005年累年各月逐時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流云的頻率

續(xù)上表

詳細(xì)了解哈爾濱地理位置和雷暴天氣特征對(duì)觀測(cè)員從宏觀上把握雷暴天氣，做好雷暴天氣觀測(cè)具有重要意義。

3 雷暴過(guò)境前后各種氣象要素的演變分析及雷暴的初步識(shí)別

3.1 氣溫的演變

40%的雷暴氣溫變化在3℃以上，雷暴過(guò)境前，氣溫高，濕度大，天氣悶熱。雷暴來(lái)臨，下降的冷空氣吹過(guò)，氣溫驟然降低，有時(shí)甚至降低10℃以上。雷暴過(guò)境或消失以后，氣溫逐漸恢復(fù)正常。

3.2 風(fēng)的演變

90%的雷暴伴有大風(fēng)，雷暴過(guò)境前，一般地面風(fēng)很弱，風(fēng)向指向雷暴云。當(dāng)雷暴來(lái)臨時(shí)，風(fēng)速突然增大，陣風(fēng)風(fēng)速可達(dá)到10～30 m/s，風(fēng)向急轉(zhuǎn)為相反方向，自雷暴云向外吹，就是雷暴大風(fēng)。它雖然維持不長(zhǎng)（幾分鐘至十幾分鐘），但嚴(yán)重威脅著航空器起飛、著陸和地面設(shè)施的安全。

3.3 降水的演變

有50%的雷暴伴有降水，雷暴大風(fēng)到達(dá)后幾分鐘，就會(huì)產(chǎn)生傾盆大雨，然后慢慢減小。雷暴過(guò)后，降水隨之結(jié)束。降水量大小和降水時(shí)間的長(zhǎng)短，取決于雷暴的強(qiáng)度、移速以及測(cè)站與雷暴的相對(duì)位置。雷暴降水以陣雨最多，有時(shí)會(huì)有冰雹，偶有降雪。

3.4 氣壓的演變

70%的雷暴氣壓變化在3 hPa以上，雷暴在發(fā)展階段，地面氣壓一直下降。到了成熟階段，產(chǎn)生下降的冷空氣堆，稱雷暴高壓。在雷暴高壓的后部有一個(gè)伴生的雷暴低壓。它們伴隨雷暴云一起移動(dòng)，所到之地，地面氣壓突然上升，有時(shí)1 min可上升3 hPa，然后下降。雷暴過(guò)后，氣壓即恢復(fù)正常。以上是強(qiáng)雷暴引起的地面氣象要素變化的典型情況。一般來(lái)說(shuō)，普通雷暴強(qiáng)度相對(duì)較弱，由它引起的氣象要素的變化要小些。

3.5 建立在本站多個(gè)氣象要素演變規(guī)律上的雷暴的識(shí)別

依據(jù)本場(chǎng)平時(shí)地面觀測(cè)工作積累的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)分析氣壓、氣溫和濕度等單個(gè)氣象要素在聞雷前后的變化以及各要素之間的相互聯(lián)系，將雷暴的物理變化分解成為多個(gè)氣象要素的具體變化（見(jiàn)表2），以便更好地對(duì)雷暴天氣進(jìn)行識(shí)別。

表2 雷電出現(xiàn)前后多種氣象要素的變化規(guī)律

當(dāng)出現(xiàn)雷暴天氣時(shí)，通常滿天都會(huì)布滿云，各種低云遮擋觀測(cè)員觀測(cè)積雨云，這時(shí)就要通過(guò)以上的各種氣象要素（風(fēng)、氣溫、氣壓等）來(lái)判斷是否在本場(chǎng)上空或周圍存在積雨云或強(qiáng)的對(duì)流云。

4 觀測(cè)雷暴天氣時(shí)的難點(diǎn)

4.1 云狀的觀測(cè)

云狀的觀測(cè)，是雷暴天氣觀測(cè)工作中的難點(diǎn)之一。如何確定云狀，除了水平寬度和垂直高度比較之外，觀測(cè)員主要是通過(guò)云的外貌特征來(lái)確定積雨云。

通常來(lái)說(shuō)，觀測(cè)云狀可以分為兩種情況：（1）積雨云距離本場(chǎng)有一定距離，并非在本場(chǎng)上空。此時(shí)觀測(cè)云狀相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)橛^測(cè)員可以完整看到云的側(cè)面（在沒(méi)有其它云遮蔽視線的情況下），對(duì)對(duì)流云的高度也比較容易判定。（2）積雨云正好在本場(chǎng)上空，也就是觀測(cè)中所說(shuō)的“天頂”位置。此時(shí)觀測(cè)對(duì)流云的難度會(huì)增大。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①只能看到云底，無(wú)法觀測(cè)到云的側(cè)面；②通常受大風(fēng)、吹塵（或吹雪）、降水等天氣現(xiàn)象影響，很難區(qū)分云狀；③通常伴有其它低云出現(xiàn)，由于遮蔽作用，更增加了觀測(cè)的難度。

針對(duì)這種情況，首先，觀測(cè)員應(yīng)該本著最重要的一條原則——連續(xù)觀測(cè)原則。只有堅(jiān)持連續(xù)觀測(cè)，才能監(jiān)視云的演變情況。這樣，觀測(cè)員才能對(duì)即將發(fā)生的天氣具有預(yù)見(jiàn)性。

其次，應(yīng)該充分了解積雨云底的外貌特征。比如滾軸狀、懸球狀的特征，準(zhǔn)確判斷云狀。同時(shí)，要特別注意區(qū)分積雨云和層積云等其它云的特征，做到準(zhǔn)確判別。

要結(jié)合其它資料，綜合分析。比如云高儀、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波以及其它臨近機(jī)場(chǎng)的天氣實(shí)況等等，做出綜合判斷。

最后，要注重氣象基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，了解必要的天氣學(xué)原理，結(jié)合實(shí)際觀測(cè)工作，掌握雷暴的生消演變規(guī)律，增強(qiáng)預(yù)見(jiàn)性。

4.2 云量的觀測(cè)

云量的觀測(cè)通常比較簡(jiǎn)單，主要難點(diǎn)在于天空出現(xiàn)復(fù)雜云況時(shí)要注意區(qū)分和辨別，此處不贅述。

4.3 云高的觀測(cè)

關(guān)于云高的觀測(cè)，更多的是觀測(cè)員經(jīng)驗(yàn)積累的結(jié)果。在實(shí)際工作中，可以參考云高儀的數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以根據(jù)溫濕數(shù)據(jù)，利用對(duì)流云云高的近似公式來(lái)判定云高。

需要注意的是，觀測(cè)云高的誤差主要是由于視覺(jué)上的錯(cuò)覺(jué)造成的。比如，一個(gè)面積不大的單體積雨云，往往會(huì)被觀測(cè)員判定云高很高；反之，連片的積雨云容易被觀測(cè)員認(rèn)為云高很低，這是由于人的錯(cuò)覺(jué)造成的。在實(shí)際工作中，觀測(cè)員必須盡量排除這種錯(cuò)覺(jué)的影響，多看多練，逐漸使判定云高趨于準(zhǔn)確。

4.4 夜間觀測(cè)

夜間觀測(cè)歷來(lái)是觀測(cè)工作中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。缺乏經(jīng)驗(yàn)的觀測(cè)員往往對(duì)夜間觀測(cè)沒(méi)有信心，形成惡性循環(huán)。

在夜間觀測(cè)雷暴，最直接的困難在于缺乏足夠的光線，觀測(cè)員根本不可能看清積雨云的全貌；如果同時(shí)還伴有其它低云和天氣現(xiàn)象比如大風(fēng)、降水等，觀測(cè)就更加困難。

在此情況下，觀測(cè)員除了必須堅(jiān)持連續(xù)觀測(cè)之外，還應(yīng)該掌握必要的觀測(cè)技巧。

（1）必須要在暗處觀測(cè)，讓眼睛充分適應(yīng)黑暗環(huán)境后再進(jìn)行觀測(cè)。

（2）觀測(cè)云狀時(shí)，應(yīng)充分考慮相關(guān)的參考資料，比如衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波等等。

（3）在有其它低云同時(shí)存在的情況下，要首先密切觀測(cè)低云。借助地面燈光或可能存在的閃電準(zhǔn)確判斷出低云的云量，之后再用排除法判定積雨云的云量以及其它的中、高云。

（4）觀測(cè)必須掌握好一定的提前量。也就是說(shuō)，當(dāng)積雨云不在天頂位置時(shí)，借助閃電盡可能仔細(xì)觀察積雨云的云體結(jié)構(gòu)以及高度、面積等要素。否則當(dāng)積雨云移動(dòng)至天頂位置時(shí)，由于有其它云和天氣現(xiàn)象，將很難進(jìn)行準(zhǔn)確的觀測(cè)。

（5）觀測(cè)員應(yīng)該盡量掌握一些必要的天文學(xué)的知識(shí)，能夠識(shí)別星座和著名的星體，并且知道在什么季節(jié)應(yīng)該可以看到什么星座和星體。這樣在夜間觀測(cè)時(shí)如果發(fā)現(xiàn)應(yīng)該出現(xiàn)的星座和星體沒(méi)有出現(xiàn)，就肯定是被云體遮蔽。這樣，對(duì)云量的判定很有幫助。

（6）盡可能利用有利的信息。不利的天氣并非一成不變，其中包含的有利于觀測(cè)的信息要盡量應(yīng)用。比如天空出現(xiàn)發(fā)展完好的積雨云，固然對(duì)飛行有不利影響，但觀測(cè)員不應(yīng)該把工作僅僅停留在這種不利上面，應(yīng)該充分利用信息，增加預(yù)見(jiàn)性。比如觀測(cè)員可以通過(guò)云蛅的伸展方向，結(jié)合地面風(fēng)向風(fēng)速，判斷出積雨云的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，為即將到來(lái)的復(fù)雜天氣做好準(zhǔn)備；可以通過(guò)對(duì)對(duì)流層頂高度的判斷，對(duì)大氣狀況進(jìn)行初步的判定。而這些資料，在不出現(xiàn)積雨云的情況下是無(wú)法得到的。

5 小結(jié)

根據(jù)筆者從事幾年的觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合哈爾濱機(jī)場(chǎng)雷暴天氣特征，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

（1）了解雷暴及其伴隨的各種天氣現(xiàn)象的演變規(guī)律，做好雷暴天氣條件下的氣象觀測(cè)工作，對(duì)保障飛行安全具有重要意義。

（2）詳細(xì)了解哈爾濱雷暴天氣特征對(duì)觀測(cè)員從宏觀上把握雷暴天氣，做好雷暴天氣觀測(cè)很有意義。

（3）雷暴過(guò)境前后各種氣象要素的演變十分劇烈，通過(guò)分析氣壓、氣溫、和濕度等單個(gè)氣象要素在聞雷前后的變化以及各要素之間的相互聯(lián)系，將雷暴的物理變化分解成為多個(gè)氣象要素的具體變化，可以使觀測(cè)員更好地對(duì)雷暴天氣進(jìn)行識(shí)別以及做好雷暴天氣下的各種氣象要素觀測(cè)。

（4）觀測(cè)雷暴的難點(diǎn)主要是觀測(cè)云的量、狀、高以及夜間觀測(cè)的一些注意事項(xiàng)，這要求觀測(cè)員要有扎實(shí)的基本理論知識(shí)和豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，新同事要多像老同事學(xué)習(xí)觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)從而進(jìn)一步的提升自身的素質(zhì)。

1002－252X（2011）03－0032－03

2011－6－6

袁少華（1984-），男，黑龍江省哈爾濱市人，哈爾濱市師范大學(xué)，本科生，助理工程師.