高敬悅

摘要：本文利用三亞鳳凰機場2020年9月18日當(dāng)天17時-16時（文中所述時次均為協(xié)調(diào)世界時）的風(fēng)向風(fēng)速、溫度、相對濕度、場面氣壓、以及能見度的AWOS數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)的對比來進行臺風(fēng)“紅霞”天氣過程中出現(xiàn)的雷暴、大風(fēng)和強降水的觀測質(zhì)量分析，從而能夠了解到在此類天氣保障中的工作難點以及不足之處，進而從中汲取相關(guān)經(jīng)驗和方法，使得氣象觀測員的技能水平以及保障服務(wù)質(zhì)量得到提升。

關(guān)鍵詞：AWOS;人工觀測;觀測質(zhì)量

引言

三亞鳳凰機場地處于低緯地區(qū)南海的海岸邊，受熱帶氣旋的影響次數(shù)較多，全年平均為5-6次，最多可達11次。9-10月由于副高中心位置北抬，本機場處于副高南側(cè)或西南側(cè)的偏東氣流中，此時熱帶天氣系統(tǒng)仍很活躍，易出現(xiàn)對流性天氣，甚至產(chǎn)生大風(fēng)和強降水天氣[1]。臺風(fēng)“紅霞”發(fā)生于秋季的9月，由于受到其外圍云系的影響本機場出現(xiàn)了復(fù)雜的天氣過程，對航班影響明顯。本文將結(jié)合AWOS數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)進行對比分析來復(fù)盤觀測員的觀測工作，從而了解到此類天氣過程中的工作難點和需要進一步改進的地方，為后續(xù)應(yīng)對該類天氣過程的觀測保障工作提供相應(yīng)的經(jīng)驗和參考。

1 天氣過程簡述

2020年9月18日，三亞鳳凰機場受到臺風(fēng)“紅霞”外圍云系的影響，三亞終端內(nèi)有長時間大范圍系統(tǒng)性對流天氣，本機場出現(xiàn)了雷暴、大風(fēng)和強降水的天氣過程。當(dāng)日上空的降水云系使得本機場長時間持續(xù)著小到中或大雨的天氣狀態(tài)，并伴隨短時大風(fēng)和短時強雷雨。當(dāng)日共有四段降水過程達到中等強度以上的降雨相繼出現(xiàn)，但是持續(xù)時間較短，最長持續(xù)時間為37分鐘，其中23：09-23：59時段出現(xiàn)一次雷雨天氣過程。19：41-22：58時段出現(xiàn)了三段大風(fēng)天氣過程。日累計降水量達80.2mm;積雨云云量變化較小均為0-1個量;能見度在四段中等強度以上降水過程出現(xiàn)明顯的驟升驟降，甚至在早晨發(fā)生的雷雨過程中低至700米，同時陣雨的強度、風(fēng)以及溫度的起伏變化較為波動，甚至出現(xiàn)雷雨、雨勢較弱以及大陣雨等轉(zhuǎn)折天氣。當(dāng)日值班觀測員共發(fā)布10份特殊報，通報管制用戶達30余次之多，由此可見受到臺風(fēng)外圍云系的影響時所出現(xiàn)的天氣過程是惡劣復(fù)雜又存在多變性。

2 AWOS數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)對比分析

受到臺風(fēng)“紅霞”外圍云系影響的天氣過程中各氣象要素多變，紀(jì)要欄的演變記錄主要集中于雷暴、大風(fēng)和強降水上，現(xiàn)根據(jù)《民用航空氣象地面觀測規(guī)范》特殊報發(fā)報標(biāo)準(zhǔn)以及氣象臺與管制部共同擬定的工作協(xié)議，結(jié)合天氣過程中涉及的AWOS數(shù)據(jù)及人工觀測數(shù)據(jù)，針對風(fēng)向風(fēng)速、能見度、溫度、相對濕度、場面氣壓以及降水量等氣象要素進行對比分析。

2.1 雷暴天氣分析

本機場當(dāng)日正處于臺風(fēng)“紅霞”外圍云系，造成本次雷暴的主要天氣形勢是熱帶氣旋外圍雷暴。

在雷暴來臨前后以及過境時，各個氣象要素都會發(fā)生劇烈變化。對鳳凰機場2020年9月18日22：30-00：30期間瞬時觀測資料進行分析，其中對風(fēng)向風(fēng)速、相對濕度、溫度和場面氣壓的觀測資料的分析結(jié)果見圖1-3，結(jié)合當(dāng)日氣象觀測薄紀(jì)要欄內(nèi)雷暴的演變記錄內(nèi)容：TS23：09SE-23：14E-23：19S-23：25SW-23：28W-23：59W

通過AWOS風(fēng)向風(fēng)速資料的分析（圖1）可見，雷暴來臨前風(fēng)向變化平緩且較小，風(fēng)速相對較小且有減弱的趨勢;雷暴發(fā)生時風(fēng)向變化較大且會出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折，風(fēng)速也相對較大高達15m/s，常常稱此為雷暴大風(fēng);雷暴發(fā)生一段時間瀕臨消失后風(fēng)向又趨于平緩，風(fēng)速又逐漸減弱。

根據(jù)圖2AWOS相對濕度變化資料可見，雷暴未來臨時相對濕度較小，隨著雷暴云團的逐漸逼近隨之而來的暖濕氣流使得濕度開始上升，到雷暴發(fā)生期間相對濕度一直維持在98%-99%之間。而在雷暴消失后相對濕度存在一個恢復(fù)期，而后才開始逐漸下降回彈。

由圖3AWOS場面氣壓和溫度變化資料可見，雷暴來臨前天氣悶熱氣溫高，當(dāng)雷暴云團逼近時伴隨而來的冷空氣使得溫度驟然降低以及場面氣壓升高;而后在雷暴發(fā)生時，能量的聚集使溫度又開始升高，場面氣壓突降，沒多久又突然驟升呈現(xiàn)遞增狀態(tài)，這種氣壓突變形勢就是所謂的雷暴高壓，一次連續(xù)的雷暴過程每次所產(chǎn)生的場壓增加幅度并不大。

通過對處于臺風(fēng)“紅霞”外圍云系影響下產(chǎn)生的雷暴天氣過程中這幾個氣象要素AWOS數(shù)據(jù)的分析，可以得出它們在不同時段的變化情況與本機場受到秋季熱帶氣旋外圍雷暴影響的天氣過程特征非常吻合。

2.2 大風(fēng)天氣分析

根據(jù)圖4 9月18日AWOS瞬時風(fēng)速日變化資料，以及大風(fēng)的定義：大風(fēng)是瞬間風(fēng)速≥17m/s的風(fēng)。圖中紅線標(biāo)注處為達到大風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)線。由圖中可以得出達到大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)的天氣過程有三段，其大致分布的時段在19：40-23：00之間，最大風(fēng)速達到20m/s。結(jié)合當(dāng)日氣象觀測薄紀(jì)要欄內(nèi)大風(fēng)的演變記錄內(nèi)容如下：

GA19：41-19：53 19（19：44）60 ?20：59-21：09 20（20：59）80 ?22：48-22：58 19（22：48）80

由此可見紀(jì)要欄記錄的演變內(nèi)容與AWOS數(shù)據(jù)一致。

根據(jù)氣象觀測通報記錄本的記錄內(nèi)容以及氣象臺與管制部共同擬定的工作協(xié)議，值班觀測員在20：11通報飛行服務(wù)室本場進入八級風(fēng)圈，20：12向塔臺通報風(fēng)速大于15m/s，由于夜間值班的疲勞困頓，值班員在大風(fēng)的通報工作中稍有偏差，沒做到及時性，但這也因此能夠反映出復(fù)雜天氣保障工作在夜間的難處。

2.3 能見度分析

根據(jù)圖5 9月18日AWOS能見度10分鐘平均值變化資料，結(jié)合當(dāng)日氣象觀測薄紀(jì)要欄內(nèi)陣雨的演變記錄內(nèi)容如下：

SHRA（2800）22：55-（2000）23：01-+SHRA（1400）23：09-（700）23：16-（1200）23：28-

-SHRA（4000）23：32-00：35

-SHRA00：54-SHRA01：21--SHRA01：26-SHRA01：36-（2500）01：40--SHRA（5000）01：43-02：18

？02：29-SHRA（2500）02：38-（2800）02：43-（2500）02：55-（1500）02：57-（1800）02：59-

（2500）03：00--SHRA（4000）03：02-03：12

08：48-SHRA（2000）09：05--SHRA（7000）09：15-09：50

圖5中紅線標(biāo)注處為本機場主導(dǎo)能見度特殊天氣報告發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)值3000m，同時也是地面觀測薄紀(jì)要欄內(nèi)主導(dǎo)能見度演變記錄的標(biāo)準(zhǔn)值。由圖中可以看出臨近23：00-23：30與02：00-03：00時段主導(dǎo)能見度是低于3000米，其中23時16分能見度為最低值700m，與紀(jì)要欄①和③的記錄內(nèi)容非常的一致，由此能夠呈現(xiàn)出觀測員的技能水平是過硬的;在01：00-02：00時段紀(jì)要欄②只記錄在01：40能見度為2500m;在09：00-10：00時段紀(jì)要欄④記錄在09：05能見度為2000m。②④段記錄的能見度演變與AWOS數(shù)據(jù)略有偏差，反映出在復(fù)雜天氣保障工作時由于天氣變化多端易出現(xiàn)疏漏點。

2.4 降水量分析

根據(jù)《民用航空氣象地面觀測規(guī)范》里關(guān)于降雨強度的定量標(biāo)準(zhǔn)：降雨強度≤2.5mm/h為小雨，降雨強度在2.6-8.0mm/h為中雨，降雨強度≥8.1mm/h為大雨[2]。圖6中綠色線代表達到中雨降水標(biāo)準(zhǔn)，紅色線代表達到大雨降水標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合當(dāng)日觀測員發(fā)布的氣象報文所示，中陣雨降水報文的時次為01時23分和41分、02時38分、03時與09時10分，對比圖6可以所見02時、03時與10時為達到中雨的降水量;大陣雨降水報文的時次為23時09分和16分，對比圖6可看出00時是達到大雨的降水量;不足之處是04時的中陣雨在氣象報文中沒有相應(yīng)的呈現(xiàn)，偏差之處也正是反映出在復(fù)雜天氣保障工作時觀測員沒有很好的利用自觀設(shè)備界面顯示的AWOS數(shù)據(jù)作為參考。

3 觀測過程

當(dāng)日值班觀測員交接班完畢后，詢問預(yù)報值班員臺風(fēng)“紅霞”目前動向以及后續(xù)動態(tài)，得知本場將會受到其外圍云系的影響，后續(xù)會出現(xiàn)雷暴、大風(fēng)、強降水等惡劣天氣，觀測員便做好萬全準(zhǔn)備來應(yīng)對復(fù)雜天氣的保障工作。在值班期間實時跟蹤其移動路線以及發(fā)展動態(tài)，多加查看衛(wèi)星云圖以及雷達回波，嚴(yán)密監(jiān)控自動觀測設(shè)備各個氣象要素的變化情況，同時增加戶外觀測實況天氣的次數(shù)。

夜間17時本場已經(jīng)是氣壓值為1000hPa的低氣壓狀況;17時21分本場下起了小陣雨，18時陣風(fēng)已達到12m/s，氣壓開始低于1000hPa;19：41-19：53時段出現(xiàn)了一段大風(fēng)天氣，其最大風(fēng)速為19m/s，對應(yīng)的風(fēng)向為60度;20：59-21：09時段又有一段大風(fēng)天氣，其最大風(fēng)速為20m/s，對應(yīng)的風(fēng)向為80度;21時整點實況為小雨，風(fēng)速為12m/s，陣風(fēng)達到20m/s，至22時35分本場下了三段時長20-30分鐘的弱降水;22：48-22：58時段又出現(xiàn)大風(fēng)天氣，其最大風(fēng)速為19m/s，對應(yīng)的風(fēng)向為80度;22時19分，本機場南面有帶狀對流云團的強度加強且向西北方向移動;22時55分，對流云團覆蓋本場，出現(xiàn)中陣雨天氣，23時整點實況：中陣雨，能見度為2800米，云況為：3個450m碎雨云量，0個800m積雨云量，7個1200m層積云量;23時09分，覆蓋本場的對流云團上岸，下墊面改變后加強，中陣雨加強至大陣雨，東南面聞雷，本場出現(xiàn)強雷雨天氣，積雨云量增加至1個，能見度下降至1400米，觀測員立即發(fā)布特殊報并電話通報管制用戶天氣實況;然而7分鐘后能見度變差低至700米，但只持續(xù)了12分鐘隨后能見度便有所好轉(zhuǎn)至1200米，23時32分，對流逐漸遠離本場，雨勢減弱，本場實況轉(zhuǎn)為弱雷雨，能見度上升至4000米;23時59分西面響起最后一聲雷，十分鐘后，觀測員發(fā)布了雷暴解除的特殊報并電話通報管制用戶天氣實況。至00時35分降水停止，持續(xù)1小時40分鐘的強對流天氣暫時告一段落。

前一波強對流天氣才結(jié)束不到20分鐘，00時54分，機場南面和東南面的塊狀回波強度加強且向西北方向移動。01時21分對流云團覆蓋本場，機場出現(xiàn)中陣雨天氣，有0個800m積雨云量，能見度3500米，觀測員即刻發(fā)布特殊報并電話通報管制用戶天氣實況;01時40分能見度下降至2500米，三分鐘后雨況轉(zhuǎn)為小陣雨且能見度上升為5000米，02時18分降雨停止;停歇時間極短，02時29分本場南面對流云團繼續(xù)向北移動，02時38分本機場由再次出現(xiàn)中陣雨天氣，有1個800m積雨云量，能見度2500米，觀測員即刻發(fā)布特殊報并電話通報管制用戶天氣實況;03時02分轉(zhuǎn)為小陣雨且能見度轉(zhuǎn)好為4000米，03時12分降雨停止;除了09：05-09：15時段本場出現(xiàn)了僅持續(xù)10分鐘的中陣雨天氣，03時43分直至15時31分本場間歇性出現(xiàn)多段短時的弱降水天氣。

4 總結(jié)

本文概述了本機場在受到臺風(fēng)外圍云系影響時整日的觀測保障工作情況。因觀測員提前做好的多方面充足準(zhǔn)備以及與預(yù)報值班員的協(xié)調(diào)配合，按照科室相關(guān)的復(fù)雜天氣保障流程及時準(zhǔn)確的發(fā)布了相關(guān)氣象報文，提供了較完善的天氣通報服務(wù)，做好了各項記錄工作，較好的完成了觀測保障工作。

同時，本次保障工作也存在一些不足之處，由于雷暴、大風(fēng)、強降水等復(fù)雜天氣相繼出現(xiàn)于午夜凌晨至早上時段，且各個天氣過程發(fā)生時間相對較長、強度變化快、氣象要素變化多端，加上夜間值班的疲勞困頓，需要通報和記錄的氣象要素比較多，值班觀測員在大風(fēng)的通報工作中稍有偏差，沒做到及時性，能見度的演變和降水程度的定量與AWOS數(shù)據(jù)略有偏差，存在疏漏點。間接的反映出復(fù)雜天氣保障工作的難處，特別是在夜間困難程度加倍。發(fā)現(xiàn)的問題難處我們更應(yīng)該直面應(yīng)對。在今后的復(fù)雜天氣保障工作中，應(yīng)多加利用其他輔助備用設(shè)備，有大風(fēng)天氣即將來臨時多加調(diào)取查看自觀設(shè)備后臺記錄的AWOS數(shù)據(jù)，有低能見度強降水的天氣時多加參考自觀設(shè)備界面顯示的氣象要素值。努力克服外在困難，不斷積累觀測經(jīng)驗，提高工作技能水平，才能夠及時準(zhǔn)確、精準(zhǔn)無差錯地完成各類復(fù)雜天氣的觀測保障工作，助力空管的飛行安全提供更加完善的氣象服務(wù)。

參考文獻：

[1]民航三亞空管站.三亞鳳凰國際機場航空氣候志[G].三亞：民航三亞空管站，2020.

[2]民用航空氣象地面觀測規(guī)范，2012.

1034500511258