楊利蓉(中國民航飛行學(xué)院新津分院氣象臺(tái),四川成都 611431)
淺談?dòng)^測(cè)中積雨云的判斷
楊利蓉
(中國民航飛行學(xué)院新津分院氣象臺(tái),四川成都611431)
伴隨著Cb云產(chǎn)生的強(qiáng)對(duì)流天氣,對(duì)航空飛行安全以及地面的保障設(shè)施有著極其重要的影響,所以研究Cb云的判別方法對(duì)航空氣象的安全保障有著重要的意義。本文根據(jù)多年的觀測(cè)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合相應(yīng)天氣學(xué)原理,參考雷達(dá)和衛(wèi)星云圖知識(shí),進(jìn)行了歸納、總結(jié),最后從云體特征、云層的亮度變化、降水性質(zhì)及氣象要素的變化等方面得出判斷積雨云的一些經(jīng)驗(yàn)和方法。
Cb云觀測(cè)判斷氣象要素的變化
積雨云(Cb)是由濃積云發(fā)展而來,其云底較低,距地面不超過1.5km,而云頂?shù)母叨葎t較高,在其內(nèi)部有劇烈的氣流垂直運(yùn)動(dòng),出現(xiàn)時(shí)會(huì)帶來雷電、狂風(fēng)及陣性降水,有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降雨、冰雹、龍卷風(fēng)等災(zāi)害天氣。當(dāng)機(jī)場(chǎng)上空有Cb云時(shí),伴隨出現(xiàn)的天氣對(duì)飛機(jī)飛行安全、露天停場(chǎng)的飛機(jī)及地面保障設(shè)施都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。觀測(cè)中,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確記錄Cb云,監(jiān)視其發(fā)生、發(fā)展和移動(dòng)演變情況是十分必要的,因此研究Cb云的判別方法對(duì)航空氣象的安全保障有著重要的意義。
新津機(jī)場(chǎng)地處青藏高原東部的盆地內(nèi),具相關(guān)研究結(jié)果表明,本機(jī)場(chǎng)累年平均雷暴期為4月到9月,初期雷暴最早出現(xiàn)時(shí)間2012年3月22日,最晚出現(xiàn)時(shí)間為2009年5月15日;終期雷暴最早出現(xiàn)在2009年9月10日,最晚出現(xiàn)在2011年10月13日。一年中8月為雷暴高峰期,資料中占全年雷暴日數(shù)的33%(如表1所示),雷暴持續(xù)最長(zhǎng)時(shí)間為9小時(shí)28分,出現(xiàn)再2010年9月21日。這與本場(chǎng)所處地理位置、環(huán)境有著密切關(guān)系,由于新津機(jī)場(chǎng)處于四川盆地西側(cè),附近河流較多,在機(jī)場(chǎng)南端3公里處開始進(jìn)入丘陵地區(qū),并逐漸向南進(jìn)入山區(qū)。夏季本場(chǎng)受西太平洋副高和四川盆地封閉地形影響,水汽充沛、濕度大,很容易產(chǎn)生對(duì)流云(主要是Cb云)。
伴隨著Cb云所發(fā)生的天氣現(xiàn)象有:雷暴,閃電,下?lián)舯┝鳎┯?,龍卷,大風(fēng),颮,冰雹,沙塵暴等對(duì)流性天氣,其表現(xiàn)通常比較劇烈,突發(fā)性強(qiáng),強(qiáng)度大,且持續(xù)時(shí)間短。Cb云的出現(xiàn)會(huì)使飛行安全受到很大的影響,產(chǎn)生的強(qiáng)烈顛簸、積冰、風(fēng)切變等現(xiàn)象,給飛機(jī)的起飛、降落帶來較大的危害,是危及飛行安全與正常的重要?dú)庀笠刂弧R虼巳绾螠?zhǔn)確、及時(shí)判斷記錄、并發(fā)布Cb云的狀況和監(jiān)視其發(fā)生、發(fā)展和移動(dòng)情況,對(duì)航空地面氣象觀測(cè)員來說是極其重要的。
熱力對(duì)流形成的積狀云有明顯的日變化,上午多為淡積云,午后逐漸發(fā)展成濃積云,下午對(duì)流強(qiáng)盛,形成積雨云。多與淡積云或濃積云并存,成熟階段,一般云體龐大,象聳立的高山,云濃而厚,云頂有白色的纖維結(jié)構(gòu),常成砧狀或擴(kuò)展成馬鬃狀,云底陰暗混亂,有時(shí)呈滾軸狀,有時(shí)有幡狀下垂,偶見漏斗狀云柱。冷鋒上的暖濕空氣被冷空氣強(qiáng)迫抬升,產(chǎn)生較強(qiáng)對(duì)流形成的積雨云,常沿鋒線呈帶狀排列,并隨鋒面移動(dòng),一天中任何時(shí)候都會(huì)出現(xiàn),一般隱藏在鋒面云系中,不易被觀測(cè),只能通過陣性降水和雷電來判斷。
Cb云常常以單塊或多塊形式出現(xiàn),單塊Cb云多發(fā)生在晴空的下午或傍晚,從外形上看,高度大于寬度,其形如塔,項(xiàng)部有花椰菜或砧狀,底部較平,有時(shí)與地平線沒有明顯界限,出現(xiàn)這類云一般本場(chǎng)氣象要素?zé)o明顯變化。而對(duì)于多塊組合的Cb云,數(shù)量較多,排列整齊,有比較統(tǒng)一高度的底部。這類云經(jīng)過本場(chǎng)時(shí),底部陰暗混亂,看起來就是黑云壓境,起伏明顯,懸球狀突出,有時(shí)會(huì)伴隨天氣現(xiàn)象的發(fā)生,氣象要素也會(huì)發(fā)生明顯變化,如:溫度下降,濕度上升,氣壓先降后升,風(fēng)向逆轉(zhuǎn),風(fēng)速急增。
在實(shí)際工作中,最不易判斷的Cb云是混合隱蔽型。這時(shí)要注意收集雷達(dá)回波資料,判定是否有Cb云以及估計(jì)Cb云移入本站時(shí)間。若在雷達(dá)平面位置顯示器和高度顯示器上出現(xiàn)混合型降水回波的特征時(shí),特別是靠近本站上空在比較平坦的片狀回波頂部有對(duì)流回波單體突起,則可判定本站附近上空有Cb云。從衛(wèi)星云圖也可了解大范圍內(nèi)Cb云的大致分布狀況和移動(dòng)方向,不管是可見光云圖還是紅外云圖, Cb云的色調(diào)都是最白的,且云頂光滑整齊。同時(shí)注意周圍觀測(cè)站的情況,掌握Cb云的走向。當(dāng)周圍測(cè)站出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí),要注意Cb云有無移入本站的可能。第一,利用高空氣流方向來判斷:云砧前伸的方向就是Cb云前進(jìn)的方向;第二,利用地面風(fēng)向來判斷:Cb云下部附近的空氣一般是向外流動(dòng),而近地層空氣則是向Cb云4Cb云的判斷
中心流動(dòng)的,故風(fēng)標(biāo)所指方向常是Cb云的中心,若風(fēng)標(biāo)搖擺不定,說明Cb云中心正要接近本站或從本站旁邊移過。這類云往往給人以假象,如夜間觀測(cè),遠(yuǎn)處有閃電時(shí)易把非本場(chǎng)Cb云誤認(rèn)為Cb云,此時(shí)一定要比較本場(chǎng)氣壓,風(fēng)等氣象要素是否有明顯變化。
根據(jù)多年的觀測(cè)經(jīng)驗(yàn),我認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn)可綜合判斷為Cb云:
(1)根據(jù)Cb云的特征來判斷:積雨云比濃積云更為強(qiáng)大,其頂部呈白色,邊緣輪廓不如濃積云清晰,發(fā)展旺盛的Cb云頂部向四周伸展成砧狀,從側(cè)面看高聳如山,云底陰暗混亂,常有雨幡、旋球狀云、滾軸狀云和破碎的低云。
(2)根據(jù)降水性質(zhì)來判斷:首先能否確定為陣性降水,分兩種情況,一種先有穩(wěn)定降水,中間突然變化明顯,呈陣發(fā)性降水。另一種為降水開始和結(jié)束都很突然,且在量級(jí)上較大,應(yīng)判斷為CB云。
(3)根據(jù)亮度變化來判斷:指明暗程度差異,在大片的低云覆蓋下,突然亮度加大,云層變薄,通過周圍物體背景等觀察時(shí)明時(shí)暗,亮度時(shí)大時(shí)小,風(fēng)和氣壓等要素都會(huì)發(fā)生急劇變化,此時(shí)應(yīng)考慮其中有CB云。在夜間可借月光,云中閃電來判斷Cb云云體。
(4)根據(jù)氣象要素的變化來判斷:CB云移過本場(chǎng)時(shí),氣壓常常表現(xiàn)為先降后升再降,風(fēng)向一般作逆時(shí)針方向變化,但有時(shí)由于CB云移入方位不同,加之地形等因素影響,致使本場(chǎng)風(fēng)向風(fēng)速多變,時(shí)大時(shí)小,陣性天氣較明顯。而當(dāng)雷暴過境時(shí)尤其明顯,過境前地面風(fēng)很弱,風(fēng)向指向雷暴云,雷暴來臨時(shí),風(fēng)速驟增,陣風(fēng)可達(dá)10-30米/秒,風(fēng)向急轉(zhuǎn)為相反方向。
本文根據(jù)多年的觀測(cè)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合相應(yīng)天氣學(xué)原理,參考雷達(dá)和衛(wèi)星云圖知識(shí),進(jìn)行了歸納、總結(jié),最后從云體特征、云層的亮度變化、降水性質(zhì)及氣象要素的變化等方面得出判斷Cb云的一些經(jīng)驗(yàn)和方法,給本場(chǎng)夏季飛行的氣象預(yù)報(bào)提供一定的觀測(cè)依據(jù)。
[1]民航新津機(jī)場(chǎng)航空氣候概要(2009--2013).
[2]中國氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京:氣象出版社,2003:11.
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[4]李勇增,細(xì)華.如何應(yīng)用衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波觀測(cè)夜間云[J].廣東氣象,2008,30(2):65.
[5]楊若林.觀測(cè)中CB云的判斷.
[6民用航空氣象地面觀測(cè)技術(shù)手冊(cè).國民用航空總局空中交通管理局.
表1 新津機(jī)場(chǎng)累年各月逐時(shí)Cb云的出現(xiàn)頻率(注:資料年限為2009年—2013年,共5年)