裘錦華

風(fēng)廓線雷達(dá)監(jiān)視強(qiáng)對(duì)流天氣低空風(fēng)切變的研究

裘錦華

（民航珠?？展苷練庀笈_(tái)，廣東 珠海 519040）

目前國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)還沒有安裝低空風(fēng)切變報(bào)警系統(tǒng)，還不能直接探測(cè)機(jī)場(chǎng)低空風(fēng)切變?cè)跈C(jī)場(chǎng)的活動(dòng)情況，只能通過飛行中的飛行機(jī)組的報(bào)告知道低空風(fēng)切變的存在。但是現(xiàn)在已經(jīng)有很多機(jī)場(chǎng)裝備了風(fēng)廓線雷達(dá)。利用天氣圖、雷達(dá)圖、風(fēng)廓線雷達(dá)、機(jī)場(chǎng)氣象要素等常規(guī)資料，綜合分析，監(jiān)視低空風(fēng)切變。以珠海金灣機(jī)場(chǎng)（下簡(jiǎn)稱珠海機(jī)場(chǎng)）2013-03-26強(qiáng)對(duì)流天氣引起的低空風(fēng)切變?yōu)閭€(gè)例，主要研究平均風(fēng)速小于10 m/s時(shí)，風(fēng)向變化大于等于60°引起的風(fēng)切變對(duì)飛行的影響，由于此情況風(fēng)速很容易被漏報(bào)，因此特意找出兩個(gè)案例進(jìn)行了深入研究，總結(jié)出了因風(fēng)向變化引起的低空風(fēng)切變的預(yù)報(bào)指標(biāo)，以及珠海機(jī)場(chǎng)以往總結(jié)出來的其他低空風(fēng)切變的預(yù)報(bào)指標(biāo)，供大家參考。

低空風(fēng)切變；強(qiáng)對(duì)流天氣；天氣圖；雷達(dá)圖

1 引言

珠海機(jī)場(chǎng)2013-03-26的強(qiáng)對(duì)流天氣過程變化較大，按照時(shí)間順序分別包含了強(qiáng)降水、低空風(fēng)切變（飛機(jī)報(bào)告）、大霧、雷雨等天氣現(xiàn)象，對(duì)飛行產(chǎn)生了較大的影響。上午的短時(shí)強(qiáng)降水引起的低空風(fēng)切變導(dǎo)致春秋航空公司CQH8819號(hào)航班A320飛機(jī)在2013-03-26T10：16遭遇低空風(fēng)切變復(fù)飛，并在空中等待25 min后第二次才正常降落。下午的雷雨天氣又引起部分航班備降與延誤。

本文對(duì)2013-03-26及2013-04-05的強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)行了分析研究，利用天氣圖、雷達(dá)圖、風(fēng)廓線雷達(dá)、本場(chǎng)氣象要素等常規(guī)資料，及地面實(shí)況資料進(jìn)行了綜合分析，對(duì)珠海機(jī)場(chǎng)低空風(fēng)切變的監(jiān)視與預(yù)報(bào)進(jìn)行了一些探索性的研究，發(fā)現(xiàn)低空風(fēng)切變與風(fēng)廓線雷達(dá)及地面風(fēng)場(chǎng)的變化具有相關(guān)性和一定的預(yù)兆，并總結(jié)了珠海機(jī)場(chǎng)強(qiáng)對(duì)流天氣引起的低空風(fēng)切變的一些常規(guī)預(yù)報(bào)指標(biāo)。希望這些探索性的結(jié)論給人們提供一些參考。

2 珠海機(jī)場(chǎng)強(qiáng)對(duì)流天氣的天氣背景及對(duì)飛行的影響

珠海機(jī)場(chǎng)的強(qiáng)對(duì)流天氣背景主要有高空槽前、低空切變線附近、東風(fēng)波、臺(tái)前颮線、臺(tái)風(fēng)、鋒面等天氣系統(tǒng)，這些背景下的天氣導(dǎo)致本場(chǎng)出現(xiàn)低空風(fēng)切變。

2.1 2013-03-26的強(qiáng)對(duì)流天氣過程

在2013-03-26的強(qiáng)對(duì)流天氣過程中，2013-03-26T 10：20（以下所用時(shí)間均為北京時(shí)間）前后只出現(xiàn)了強(qiáng)降水，但沒有閃電及雷暴，因此當(dāng)春秋航空公司CQH8819號(hào)航班A320飛機(jī)2013-03-26T10：16在珠海機(jī)場(chǎng)05號(hào)跑道5邊下降時(shí)，大約距地面200 m時(shí)遭遇低空風(fēng)切變而復(fù)飛，并在空中等待25 min后才第二次正常降落。2013-03-26T15：24，珠海機(jī)場(chǎng)又出現(xiàn)強(qiáng)雷雨天氣并持續(xù)了近6 h，引起了部分航班備降與延誤。

2013-03-26T08：00的天氣如圖1所示，從圖1中可以看出，珠海機(jī)場(chǎng)位于500 hPa東移的南支槽前，受西南偏西氣流控制，850 hPa位于南嶺上空的的切變線南側(cè)，受強(qiáng)盛西南氣流影響；地面處于南下的準(zhǔn)靜止鋒南部鋒前。可以看出中低空水汽豐富，天氣不穩(wěn)定能量充足。

圖1 2013-03-26T08：00的天氣圖

綜合天氣圖和TLOGP圖如圖2所示，從圖2可以看出珠海機(jī)場(chǎng)上游存在一個(gè)下暖濕上干冷的不穩(wěn)定層結(jié)，且不穩(wěn)定量充足。2013-03-26T08：00的指數(shù)達(dá)到了38 ℃，對(duì)流有效位能為983.1 J/kg。

2013-03-26T10：12的雷達(dá)圖[1]如圖3所示。從圖3中可以看出閃電圖上顯示珠海機(jī)場(chǎng)沒有閃電，當(dāng)時(shí)氣象觀測(cè)情報(bào)室及氣象預(yù)報(bào)室都沒有聽到雷聲。

圖2 2013-03-26T08：00的綜合天氣圖及TLOGP圖

圖3 2013-03-26T10：12的雷達(dá)圖

2013-03-26強(qiáng)陣雨時(shí)的風(fēng)廓線雷達(dá)和2013-03-26強(qiáng)雷雨時(shí)的風(fēng)廓線雷達(dá)如圖4和圖5所示，可以看出，2013-03-26T 10：04—10：13，由低向高存在一個(gè)明顯的低空風(fēng)切變區(qū)，變化時(shí)間都在2 min內(nèi)。尤其是500 m以下的地空存在一個(gè)東風(fēng)與西風(fēng)間的切變區(qū)，在近地面層的水平風(fēng)切變達(dá)到了16 m/s。從地面要素變化上看，主要是地面風(fēng)向變化基本按順時(shí)針方向不停地旋轉(zhuǎn)，2013-03-26T10：00地面風(fēng)向?yàn)?60/300V90°3 m/s，陣風(fēng)8 m/s，同時(shí)突然出現(xiàn)了陣風(fēng)（13 m/s）情況，然后風(fēng)速降為4～5 m/s，風(fēng)速的具體變化如圖6所示。從圖4可以看出在2013-03-26T10：09前后在500 m以下有一個(gè)低空風(fēng)切變區(qū)，7 min以后發(fā)生在5邊時(shí)機(jī)組報(bào)告的風(fēng)切變，是同一個(gè)系統(tǒng)在不同位置所導(dǎo)致的。雖然提前的時(shí)間只有7 min，但是如果及時(shí)通知塔臺(tái)，仍然具有一定的預(yù)警作用。

2013-05-21雷雨過程雷達(dá)CAPPI圖及風(fēng)廓線雷達(dá)圖[2]如圖7所示。當(dāng)風(fēng)廓線雷達(dá)（含地面風(fēng)向風(fēng)速儀）在近地面層監(jiān)測(cè)到雷暴外洩?dú)饬髋c環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)切變時(shí)，表明雷暴即將臨近珠海機(jī)場(chǎng)，近地面層雷暴外洩?dú)饬鱾鞑サ迷竭h(yuǎn)表明雷暴的強(qiáng)度越強(qiáng)。近地面層的風(fēng)切變一般可先于雷暴5～ 30 min。2013-05-21T09：50，風(fēng)廓線雷達(dá)測(cè)量到了近地面層的低空風(fēng)切變，珠海機(jī)場(chǎng)從10：25開始打雷，提前了25 min。

圖4 2013-03-26強(qiáng)陣雨時(shí)的風(fēng)廓線雷達(dá)圖

圖5 2013-03-26強(qiáng)雷雨時(shí)的風(fēng)廓線雷達(dá)圖

圖6 2013-03-26的風(fēng)速逐時(shí)變化圖（圖中使用時(shí)間為UTC時(shí)間）

圖7 2013-05-21雷雨過程雷達(dá)CAPPI圖及風(fēng)廓線雷達(dá)圖

2.2 2013-04-05的強(qiáng)對(duì)流天氣過程

2013-04-05T08：36的雷達(dá)圖及空地閃電圖[3]如圖8 所示。

圖8 2013-04-05T08：36的雷達(dá)圖及空地閃電圖

2013-04-05T08：36雷雨云團(tuán)已經(jīng)過珠海機(jī)場(chǎng)并距離機(jī)場(chǎng)23號(hào)跑道5邊東方40 km以外的距離，2013-04-05T 09：00地面實(shí)況風(fēng)向不定，平均風(fēng)速3 m/s，陣風(fēng)8 m/s，其他時(shí)段沒有出現(xiàn)陣風(fēng)，風(fēng)向變化180°，平均風(fēng)速3 m/s。從2013-04-05風(fēng)切變過程來看，地面風(fēng)向的變化導(dǎo)致的風(fēng)切變應(yīng)該引起重視，一般來說，當(dāng)?shù)孛骘L(fēng)速達(dá)到8 m/s，風(fēng)向變化大于60°時(shí)，風(fēng)切變就有可能出現(xiàn)。這一現(xiàn)象也得到了多名機(jī)長(zhǎng)的認(rèn)同，多名資深機(jī)長(zhǎng)認(rèn)為，當(dāng)風(fēng)向不定時(shí)，8～10 m/s的陣風(fēng)即可觸發(fā)機(jī)載風(fēng)切變報(bào)警系統(tǒng)，引起航班復(fù)飛。

在上面這種天氣情況下，由于當(dāng)時(shí)影響珠海機(jī)場(chǎng)的雷暴已經(jīng)移出珠海機(jī)場(chǎng)，達(dá)到了40 km以東的海面。地面平均風(fēng)速也只有3～5 m/s，但由于風(fēng)向變化很大，當(dāng)突然出現(xiàn)8 m/s陣風(fēng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)復(fù)飛。這種情況具有很大的突發(fā)性，隱蔽性強(qiáng)、危險(xiǎn)大，在實(shí)際工作中很容易被忽略。

3 強(qiáng)對(duì)流引起的風(fēng)切變預(yù)警定性指標(biāo)和結(jié)論

結(jié)合上述個(gè)例和日常工作中的天氣過程分析，預(yù)計(jì)有強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)應(yīng)關(guān)注以下方面：①當(dāng)珠海機(jī)場(chǎng)具備強(qiáng)對(duì)流天氣的條件，≥34 ℃時(shí)，必須密切關(guān)注上游的雷達(dá)回波演變情況，或本場(chǎng)周圍回波的生成發(fā)展，小塊單體發(fā)展可能在 30 min后出現(xiàn)雷暴天氣，要特別關(guān)注發(fā)展中的回波；②珠海機(jī)場(chǎng)或在上游方向存在下暖濕上干冷的層結(jié)不穩(wěn)定層；③當(dāng)雷達(dá)回波較強(qiáng)（具備強(qiáng)對(duì)流特征），且回波距離珠海機(jī)場(chǎng) 50 km范圍內(nèi)時(shí)，需要密切關(guān)注本場(chǎng)地面風(fēng)向風(fēng)速的變化情況，尤其是出現(xiàn)地面風(fēng)向變化大于60°，同時(shí)，平均風(fēng)速或陣風(fēng)風(fēng)速在8 m/s或以上時(shí)；或同一風(fēng)方向風(fēng)速達(dá)到陣風(fēng)風(fēng)速－平均風(fēng)速≥8 m/s時(shí)[4]；④強(qiáng)雷雨CB完全覆蓋機(jī)場(chǎng)，或機(jī)場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)雷雨大風(fēng)（此時(shí)機(jī)組一般都會(huì)選擇返航或備降，因此飛機(jī)報(bào)告因強(qiáng)對(duì)流天氣復(fù)飛不多）；⑤當(dāng)具備條件①②③，同時(shí)風(fēng)廓風(fēng)雷達(dá)（含地面風(fēng)向風(fēng)速儀）在近地面層監(jiān)測(cè)到雷暴外洩?dú)饬髋c環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)切變時(shí)，應(yīng)及時(shí)通報(bào)觀測(cè)和塔臺(tái)，視雷暴的強(qiáng)弱提醒“本場(chǎng)可能在5～30 min內(nèi)出現(xiàn)風(fēng)切變”?？偨Y(jié)出來的結(jié)論在近幾年珠海機(jī)場(chǎng)低空風(fēng)切變的預(yù)報(bào)中起到了良好的效果，預(yù)報(bào)正確率在70%～80%。

［1］香港天文臺(tái).雷達(dá)圖［EB/OL］.［2013-03-26］.http://www. hko.gov.hk/wxinfo/radars/radarc.htm.

［2］香港天文臺(tái).雷達(dá)圖［EB/OL］.［2013-05-21］.http://www. hko.gov.hk/wxinfo/radars/radarc.htm.

［3］香港天文臺(tái).雷達(dá)圖［EB/OL］.［2013-04-05］.http://www. hko.gov.hk/wxinfo/radars/radarc.htm.

［4］裘錦華.珠海機(jī)場(chǎng)低空風(fēng)切變成因及預(yù)報(bào)方法［J］.空中交通管理，2011（8）：53-56.

2095－6835（2020）06－0043－03

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.014

裘錦華（1962—），男，浙江紹興人，學(xué)士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槊窈娇展芎娇諝庀蟆?/p>

〔編輯：張思楠〕