陳志平
(中國民用航空溫州空中交通管理站,浙江溫州325024)
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小于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)霧還可以隨著溫度的升高而形成低碎云。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。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(yù)報和預(yù)警等氣象服務(wù),減輕大霧對飛行的影響等具有重要意義。
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1994,1998,2003,2005 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,可以看出,平均每隔4~5 a出現(xiàn)一個峰值點;1995,2001,2004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 48 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。這與全球氣候變暖趨勢、城市熱島效應(yīng)越來越明顯有關(guān)。
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,只要當距平達到14.4時,可稱為嚴重事件;當距平達到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,說明大霧日數(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1 溫州機場1991—2010年大霧日數(shù)年際變化圖
表1 溫州機場1991—2010年大霧日數(shù)距平統(tǒng)計
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月份,為8.2 d,占全年平均大霧日數(shù)的20.9%;谷值出現(xiàn)在 9 月份,為 0.3 d,僅占全年的0.8%。從11月份至次年的6月份為大霧的多發(fā)期,共36.6 d,占全年的93.1%,其中尤以3—5月份為高發(fā)期,共21.4 d,占全年的54.5%。
圖2 溫州機場1991—2010年大霧日數(shù)月際變化圖
各季出現(xiàn)大霧日數(shù)的平均頻率分布,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,大霧多以輻射霧的形式為主;夏季的大霧主要是梅雨、臺風等導(dǎo)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
大霧的日變化比較明顯,其變化曲線呈單峰單谷型(圖3),一天13 h 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%,3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8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年各季逐時大霧發(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,占58.7%,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,17—20時占30.1%;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。
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。
對各季大霧持續(xù)時間分別進行統(tǒng)計,可以得出,冬季主要集中在0~1 h,為3.4次,占總次數(shù)的 49.3%,其次為 2~4 h,為 1.6次,占23.2%,再次為 1 ~2 h,為 1.3 次,占 18.8%,4 h以上的僅為0.6次,占8.7%;春季主要集中在0 ~1 h,為 10.2 次,占總次數(shù)的62.6%,其次為1 ~2 h,為3.9 次,占23.9%,再次為2 ~4 h,為2.1 次,占12.9%,4 h 以上的僅為 0.1 次,占0.6%;夏季全部集中在2 h以內(nèi),其中持續(xù)0~1 h的為1.6次,占總次數(shù)的88.9%,1~2 h的為0.2次,占11.1%,;秋季與夏季類似,也是全部集中在2 h以內(nèi),持續(xù)0~1 h和1~2 h的次數(shù)分別為0.4和0.2次,各占總次數(shù)的66.7%和 33.3%。
另外,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6 h 1min,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)
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,難以把握,對飛行的影響較大,實際工作中應(yīng)引起高度重視。
(1)機場平均大霧日數(shù)為39.3 d,年際變化差異較大,共出現(xiàn)2個嚴重事件年份和1個異常事件年份,近10 a來,大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢。
(2)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月份,谷值出現(xiàn)在9月份,3—5月份為高發(fā)期。各季出現(xiàn)大霧日數(shù)的平均頻率分布,從高到低依次是春季、冬季、夏季和秋季,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。
(3)機場大霧的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。對機場進出港航班而言,除個別駐場公司航班在本場8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。
(4)機場大霧持續(xù)時間主要集中在0~1 h,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。夏季和秋季發(fā)生大霧的持續(xù)時間全部在2 h以內(nèi)。
(5)影響機場的大霧類型主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧。輻射霧生消較有規(guī)律性,鋒面霧和平流霧卻不同,一天之內(nèi)任何時間均可生成,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。
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