王琦

（云南機(jī)場集團(tuán)有限責(zé)任公司麗江機(jī)場 云南麗江 674100）

淺談幾種主要影響麗江機(jī)場航班運(yùn)行的氣象要素

王琦

（云南機(jī)場集團(tuán)有限責(zé)任公司麗江機(jī)場 云南麗江 674100）

航空器飛行安全受飛行質(zhì)量、飛行技術(shù)和氣象因素等影響。本文圍繞對(duì)流云，雷暴，地形風(fēng)，低能見度等主要影響麗江機(jī)場航班運(yùn)行的天氣現(xiàn)象進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，總結(jié)各類天氣現(xiàn)象對(duì)航班運(yùn)行的影響，季節(jié)性特征以及基本預(yù)報(bào)思路。本文首先對(duì)氣象要素進(jìn)行介紹，再分別探討具體的氣象要素對(duì)飛行安全的影響途徑。最后圍繞幾種主要影響麗江機(jī)場航班運(yùn)行的天氣現(xiàn)象進(jìn)行探討。

航空；飛行安全；氣象要素；麗江機(jī)場

引言

飛機(jī)在進(jìn)近著陸過程中通常要減速飛行，飛機(jī)飛行高度較低，機(jī)動(dòng)性能差，易受外界力量的影響，幾乎所有氣象要素在這個(gè)階段都會(huì)對(duì)飛行造成嚴(yán)重影響。麗江市地處云南省西北部，屬青藏高原與云貴高原交界的橫斷山脈地區(qū)，平均海拔超過2000m。最高處玉龍雪山扇子陡海拔高度為5596m，最低處金沙江河谷為1027m，海拔高差達(dá)4569。麗江機(jī)場位于麗江市西南，與大理和鶴慶縣北部相毗鄰，海拔2242.6m，跑道長為3km，呈東北西南走向，處于一個(gè)倒V字型的小盆地中，在機(jī)場北面，距其約47km處為海拔5596m的玉龍雪山，東西兩側(cè)的山脈海拔約為3600M，凈空條件較差，冬季多大風(fēng)，夏季多雷雨。由于麗江機(jī)場獨(dú)特的地理?xiàng)l件形成其特殊的氣候環(huán)境，因此有必要對(duì)影響航空飛行安全的各種氣象要素進(jìn)行探究。

1 氣象要素對(duì)航空飛行的影響

造成航空器飛行事故的主要影響因素之一就是惡劣的飛行條件引起的航空器飛行受限，主要表現(xiàn)為飛行事故和航班延誤。

（1）由于惡劣的氣象條件極易造成的飛行隱患，甚至于飛行事故。而飛機(jī)著陸階段是飛行過程中最容易發(fā)生事故的階段，此類事故占總飛行事故的61.7%。造成這類現(xiàn)象的主要原因是飛機(jī)著陸階段，不斷降低的動(dòng)能迫使飛機(jī)機(jī)動(dòng)性能降低，容易受到外界隱患力量的干擾造成危險(xiǎn)。

（2）盡管機(jī)場的助航設(shè)施和飛機(jī)的性能日益完善，但是惡劣氣象條件和局地小氣候仍然不同程度的影響著機(jī)場和航路，會(huì)迫使航班延誤，從而引起大量的旅客滯留。特別是雷暴、強(qiáng)降水、低能見度、大風(fēng)等不利飛行的天氣，是迫使航空器飛行延誤的主要因素。

2 分析影響麗江機(jī)場航班運(yùn)行及飛行安全的幾種主要?dú)庀笠?/h2>

2.1 雷暴對(duì)飛行的影響以及雷暴的預(yù)報(bào)

2.1.1 麗江機(jī)場的雷暴特點(diǎn)及其對(duì)飛行的影響

雷暴是由對(duì)流旺盛的對(duì)流云發(fā)展而來的伴有閃電雷鳴的局地風(fēng)暴，發(fā)展過程中出現(xiàn)的對(duì)流云也是影響航班運(yùn)行的一個(gè)重要因素。麗江機(jī)場處于暖溫帶，屬于低緯高原季風(fēng)氣候，夏秋季節(jié)高溫多雨，空氣常處于暖濕不穩(wěn)定狀態(tài)，極易形成雷暴，雷暴分為系統(tǒng)性雷暴和局地性雷暴。系統(tǒng)性雷暴主要有鋒面雷暴、高壓槽和切變線雷暴、低渦雷暴和副熱帶高壓西北部雷暴，還有少見的臺(tái)風(fēng)倒槽雷暴。局地性雷暴主要為熱雷暴、地形雷暴。就影響麗江機(jī)場雷暴而言，雷暴活動(dòng)具有很強(qiáng)的季節(jié)性，主要集在夏秋兩季，根據(jù)對(duì)近5年來雷暴日數(shù)統(tǒng)計(jì)來看，麗江機(jī)場雷暴出現(xiàn)月份為每年3～11月之間，其中2010年8月出現(xiàn)月雷暴日數(shù)最大值為20日，2011年出現(xiàn)年雷暴日數(shù)最大值為70日，最小年雷暴出現(xiàn)月數(shù)為6個(gè)月，為2009年5～10月，最大年雷暴出現(xiàn)月數(shù)為8個(gè)月，為2011年3～10月。（圖1）由于本機(jī)場地處山區(qū)，南北較為開闊，而東西兩面均是大山阻擋，距離大山最遠(yuǎn)距離為4000m，最近僅為2000m，兩山海拔均為3600m左右，因此出現(xiàn)較多的雷暴多為局地性雷暴，雷暴常沿山脈移動(dòng)，由于抬升作用，會(huì)呈現(xiàn)加強(qiáng)趨勢，強(qiáng)盛的對(duì)流云越山而過，局地性雷暴持續(xù)時(shí)間通常較短，一般在0.5～1h之間，此種雷暴形式多出現(xiàn)面積較小，移動(dòng)較快，出現(xiàn)頻率較多等特點(diǎn)，局地雷暴除了與本地區(qū)獨(dú)特地理位置有密切關(guān)系外，還與熱力因子有密切的聯(lián)系，據(jù)對(duì)近5年來月平均氣溫的統(tǒng)計(jì)來看，每年最高月平均氣溫均出現(xiàn)在5～7月間，這段時(shí)間也是麗江機(jī)場局地?zé)崃π岳妆┒喟l(fā)期，其中2013年6月出現(xiàn)5年中月平均氣溫最大值為20.3℃，以2014年6月5日出現(xiàn)的雷暴為例，雷暴出現(xiàn)時(shí)間于16時(shí)22分至17時(shí)05分結(jié)束，僅僅持續(xù)43min，從實(shí)況觀測記錄顯示，當(dāng)日最高溫度出現(xiàn)在16時(shí)01分為30.5℃，14時(shí)之前本場均為少云到疏云天氣，對(duì)流云出現(xiàn)時(shí)次為15時(shí)至18時(shí)僅僅4h。而由于較大尺度天氣系統(tǒng)的影響出現(xiàn)的系統(tǒng)性雷暴通常持續(xù)數(shù)小時(shí)或十多個(gè)小時(shí)，系統(tǒng)性雷暴多呈現(xiàn)面積較大、移動(dòng)較為緩慢、受地物影響較小、持續(xù)時(shí)間較長等特點(diǎn)。其移動(dòng)方向一般沿700hpa高空引導(dǎo)氣流移動(dòng)，并略偏于700hpa高空引導(dǎo)氣流右側(cè)。以2014年6月28日出現(xiàn)雷暴為例，雷暴于17時(shí)11分至次日00時(shí)48分結(jié)束，持續(xù)時(shí)間長達(dá)8h之久，從實(shí)況觀測記錄顯示，28日到次日16時(shí)均為多云到陰天氣，單日14時(shí)至次日02時(shí)均有對(duì)流云存在，當(dāng)日最高溫度為27.3℃出現(xiàn)在15點(diǎn)49分。此種雷暴形式也是對(duì)機(jī)場運(yùn)行影響最為嚴(yán)重的一種天氣現(xiàn)象，常常造成大面積航班延誤或滯留機(jī)場無法起飛。

圖1 2010～2014年雷暴日數(shù)統(tǒng)計(jì)

在對(duì)流云發(fā)展旺盛階段出現(xiàn)的強(qiáng)降水和雷暴大風(fēng)也是對(duì)航班起降影響最為嚴(yán)重的兩種天氣現(xiàn)象，由于對(duì)流云發(fā)展旺盛產(chǎn)生強(qiáng)降水帶動(dòng)周圍空氣產(chǎn)生強(qiáng)大的下?lián)舯┝鳎ㄏ聯(lián)舯┝魇且环N突發(fā)性的強(qiáng)下沉氣流），它會(huì)改變飛機(jī)的正常飛行速度，對(duì)飛機(jī)的起飛和著陸造成嚴(yán)重威脅。由于本機(jī)場主降跑道為20號(hào)，如雷暴處于本場南面且發(fā)展較旺盛時(shí)，風(fēng)向通常會(huì)指向雷暴方向，且風(fēng)速通常較大，飛機(jī)無法使用20號(hào)進(jìn)近（如遇特殊情況，飛機(jī)將無法復(fù)飛）或起飛，雷暴大風(fēng)通常在5m/s以上而不能正常使用02號(hào)進(jìn)近或起飛，同樣如雷暴在本場北面時(shí)飛機(jī)也無法正常進(jìn)近或起飛。

2.1.2 麗江機(jī)場雷暴的基本預(yù)報(bào)方式

由于雷暴對(duì)飛行安全的極大威脅，對(duì)其準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)也就顯的尤為重要，產(chǎn)生雷暴有三個(gè)必要條件：充沛的水汽條件，大氣層結(jié)不穩(wěn)定以及必要的觸發(fā)機(jī)制（足夠的沖擊力）。

水汽條件方面麗江機(jī)場一般著重關(guān)注孟加拉灣地區(qū)的水汽輸送，即南支槽對(duì)本地區(qū)的影響，以及西太平洋地區(qū)水汽通過副熱帶高壓的輸送。

判斷大氣層結(jié)穩(wěn)定度的指數(shù)有幾種，如沙氏指數(shù)SI，總指數(shù)TT，K指數(shù)，對(duì)流有效位能等，但是麗江機(jī)場地處高原，平均海拔都在850hpa等壓面以上，考慮適應(yīng)于機(jī)場的穩(wěn)定度指數(shù)為K指數(shù)，以及對(duì)流有效位能CAPE。一般K指數(shù)≥28℃時(shí)，本場出現(xiàn)雷暴可能性較大，并且相對(duì)維持時(shí)間較長，當(dāng)K指數(shù)在26.5～28℃之間時(shí)，有可能產(chǎn)生雷暴，若K≤26.5℃時(shí)，出現(xiàn)雷暴可能性較小。Micaps2.0版中正能量面積（即位于狀態(tài)曲線左方和層結(jié)曲線右方之間的面積）或者說對(duì)流有效位能CAPE面積，即從自由對(duì)流高度（LFC）至平衡高度（EL）所圍成的區(qū)域面積。CAPE的數(shù)值越大，則CAPE能量釋放后形成的上升氣流強(qiáng)度越強(qiáng)。

地理因素和熱力條件是麗江機(jī)場局地性雷暴產(chǎn)生的主要觸發(fā)機(jī)制，此類雷暴持續(xù)時(shí)間較短，對(duì)流云影響范圍較小。局地性雷暴形式應(yīng)著重關(guān)注本場熱力條件（通常在14～18時(shí)前后發(fā)展到成熟階段），水汽條件以及對(duì)雷達(dá)圖的連續(xù)監(jiān)控。一般局地性影響時(shí)間為30～60min之間。系統(tǒng)性雷暴的預(yù)報(bào)主要關(guān)注影響麗江機(jī)場產(chǎn)生雷暴的天氣系統(tǒng)，主要包括地面鋒，高空槽、切變線，低渦（西南渦）以及副熱帶高壓系統(tǒng)，還有高空急流，臺(tái)風(fēng)倒槽等，系統(tǒng)性雷暴持續(xù)時(shí)間較長，影響范圍較大。在判斷對(duì)流云及雷暴性質(zhì)的同時(shí)還應(yīng)考慮其移動(dòng)方向，麗江機(jī)場較常用的一種方式是在考慮中低空引導(dǎo)氣流的同時(shí)參考多普勒雷達(dá)強(qiáng)度圖和速度圖，對(duì)照相應(yīng)顏色可判斷強(qiáng)度，移向和移速，有時(shí)正速度區(qū)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)少量負(fù)速度區(qū)，如（圖2d）中顯示冷暖色調(diào)間分界較明顯，對(duì)流云系自西北向東南方向移動(dòng)，且移動(dòng)速度較明顯，對(duì)流云系影響本場時(shí)間則較短，如（圖2c）中顯示，對(duì)流云系正速度區(qū)域出現(xiàn)負(fù)速度，且強(qiáng)度圖顯示強(qiáng)度較強(qiáng)區(qū)域剛好位于本場20號(hào)進(jìn)近方向，這種情況下通常移動(dòng)較緩慢，對(duì)本場航班起降影響時(shí)間也較長。

圖2 多普勒雷達(dá)圖

2.2 風(fēng)對(duì)飛行的影響變化規(guī)律以及造成此種風(fēng)向變化的成因分析

2.2.1 風(fēng)對(duì)飛行的影響

風(fēng)影響飛機(jī)起飛和著陸的滑跑距離和時(shí)間。著陸時(shí)逆風(fēng)便于修改航向，對(duì)準(zhǔn)跑道，減少對(duì)地的沖擊力。順風(fēng)起降時(shí)飛機(jī)空氣動(dòng)力性能減小，增加了滑跑距離，處理不當(dāng)會(huì)造成飛機(jī)沖出跑道。側(cè)風(fēng)過大時(shí)可能導(dǎo)致飛行員操作困難，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致飛機(jī)偏離跑道。

2.2.2 風(fēng)向變化規(guī)律以及變化成因分析

由于麗江機(jī)場特殊地理環(huán)境因素，形成獨(dú)特的地形風(fēng)，根據(jù)麗江機(jī)場氣象臺(tái)常年總結(jié)分析每日風(fēng)向變化規(guī)律為19時(shí)至次日11時(shí)多為東北風(fēng)，11時(shí)至19時(shí)多為西南風(fēng)，（圖3）形成這種獨(dú)特的變化主要還是由于麗江機(jī)場獨(dú)特的地理位置造成的，麗江城區(qū)海拔2418m，麗江機(jī)場海拔高度為2242，海拔高差達(dá)176m，麗江玉龍雪山距離麗江城區(qū)約26km，成為一個(gè)冷源，城區(qū)由于海拔和雪山共同影響夜間地面降溫比機(jī)場區(qū)域快，氣壓升高也快，氣流由氣壓較高處向氣壓較低處流動(dòng)，形成夜間偏北風(fēng)的風(fēng)向特點(diǎn)，清晨由于太陽輻射作用，氣溫逐漸升高，兩地地表溫度到11點(diǎn)左右逐漸趨于平衡，風(fēng)向又轉(zhuǎn)為西南風(fēng)。

圖3 2010～2014年累年風(fēng)向風(fēng)速變化頻率統(tǒng)計(jì)

2.3 能見度對(duì)飛行的影響以及對(duì)低能見度天氣預(yù)報(bào)

能見度與飛行活動(dòng)關(guān)系很密切，惡劣的能見度是航空的障礙，嚴(yán)重威脅飛機(jī)起飛著陸的安全，也會(huì)給目視飛行造成困難。就本機(jī)場而言，造成低能見度的原因主要由于輕霧、霾、霧、以及中等強(qiáng)度以上的降水等天氣現(xiàn)象造成，其中降水現(xiàn)象造成長時(shí)間低能見度的的情況較少，出現(xiàn)霾時(shí)空氣濕度略低，造成能見度較低的情況也較少，由于本機(jī)場最低能見度標(biāo)準(zhǔn)為2000m（02號(hào)跑道）和1600m（20號(hào)跑道），據(jù)近五年歷史數(shù)據(jù)分析當(dāng)能見度影響航班正常運(yùn)行時(shí)均由輕霧或霧現(xiàn)象造成，在2010～2014年五年間，霧現(xiàn)象僅出現(xiàn)過12次，（圖略）而麗江機(jī)場出現(xiàn)的霧主要為輻射霧，輻射霧是由于地面輻射冷卻使地面氣層水汽凝結(jié)而形成的霧，（圖4）而出現(xiàn)此類霧主要有四個(gè)必要條件：氣層穩(wěn)定、充沛的水汽、微風(fēng)、逆溫層。所以在霧的消散時(shí)間的預(yù)報(bào)方面，主要考慮太陽輻射對(duì)地面升溫導(dǎo)致逆溫層瓦解，一般在日出后2～3h后消散。

圖4 2010～2014年逐月輕霧日統(tǒng)計(jì)

3 總結(jié)語

航空安全領(lǐng)域?qū)娇諝庀笠赜绊懙难芯坎艅倓傞_始，各項(xiàng)技術(shù)手段和研究方向都處于探索階段，為了提高航空氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率和精度，提升航空飛行的安全度，作為民航技術(shù)人員，需要繼續(xù)的探索新的技術(shù)手段和管理模式，不斷降低航空氣象要素給航空飛行安全造成的影響。

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