張智超 程 巍

(中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局福建分局，福建 福州 350129)

0 引言

近年來，隨著民航事業(yè)的快速發(fā)展，飛行安全與航班正?；絹碓奖蝗藗兯P(guān)注。風(fēng)是航空飛行的重要指標(biāo)，在飛機(jī)起降過程中，風(fēng)向、風(fēng)速作為重要參數(shù)，由空中交通管制部門提供給機(jī)組人員[1]。大風(fēng)主要影響飛機(jī)的起飛降落，危及停場飛機(jī)的安全，損壞地面設(shè)施，尤其是雷暴引起的大風(fēng)及由此產(chǎn)生的低空風(fēng)切變，直接影響飛機(jī)的起飛與著陸[2]。此外，大風(fēng)造成進(jìn)離場飛機(jī)顛簸，對飛行安全造成影響[3]。陳猛對昆明機(jī)場大風(fēng)特征及對飛行的影響進(jìn)行了研究，指出當(dāng)風(fēng)向與跑道方向有交角且風(fēng)沿垂直于跑道方向的分量較大時(shí)，飛機(jī)起降會(huì)變得較為復(fù)雜。在側(cè)風(fēng)中著陸時(shí)必須恰當(dāng)?shù)匦拚?，否則易造成飛機(jī)沖出跑道或場外接地，飛機(jī)在強(qiáng)側(cè)風(fēng)條件下接地，可能導(dǎo)致輪胎破裂、起落架折斷等嚴(yán)重事故[4]。丁江鈺等分析福州長樂國際機(jī)場雷暴及風(fēng)切變天氣特征，指出福州長樂國際機(jī)場伴有風(fēng)切變的雷暴天氣主要有4種環(huán)流類型，分別是南支槽型、華北槽型、副高控制型和熱帶氣旋型[5]。由上可知，大風(fēng)是影響航空安全的重要災(zāi)害性天氣，做好大風(fēng)天氣的安全保障是航空氣象業(yè)務(wù)的重要工作內(nèi)容。

1 資料來源與方法

依照《民用航空氣象地面觀測規(guī)范》的規(guī)定，大風(fēng)是指觀測時(shí)距內(nèi)瞬時(shí)風(fēng)速≥17.0m/s的風(fēng)。1日中只要出現(xiàn)大風(fēng)天氣，記為1個(gè)大風(fēng)日，跨日界的大風(fēng)過程，次日同樣也記為大風(fēng)日[1]。本文使用的資料為福州長樂國際機(jī)場1998—2019年的機(jī)場跑道自動(dòng)觀測系統(tǒng)(AWOS)數(shù)據(jù)，地面風(fēng)資料風(fēng)向分辨率為1°，風(fēng)速分辨率為0.1m/s，時(shí)間分辨率為3s。本文把原始資料平均成每分鐘的數(shù)據(jù)，并采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)天氣的年際變化特點(diǎn)、月季變化特點(diǎn)、日變化特點(diǎn)等進(jìn)行分析。本文所提到的時(shí)間均為協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)。

2 福州長樂國際機(jī)場概況

福州長樂國際機(jī)場處于福州市中心東南方向約39km的沿海位置，機(jī)場IATA代碼為FOC。福州長樂國際機(jī)場三面環(huán)海，距海岸線1.3km，東、南瀕臨東海(臺(tái)灣海峽西岸)。機(jī)場半徑5km之內(nèi)無高山，多為沿海丘陵，地勢較為平坦，再向西、西南、西北延伸，群山環(huán)抱，河流縱橫，地勢較為復(fù)雜[6]。

福州長樂國際機(jī)場屬亞熱帶海洋性氣候，機(jī)場三面環(huán)海，海陸熱力性質(zhì)差異顯著。受季風(fēng)和海陸風(fēng)的共同影響，除夏季盛行南風(fēng)外，其他月份盛行東北風(fēng)[7]。

福州長樂國際機(jī)場風(fēng)的特點(diǎn)有：①平均風(fēng)速大，年平均風(fēng)速4.5m/s；大風(fēng)日數(shù)多，年平均大風(fēng)日數(shù)20.9天。②夏半年盛行西南季風(fēng)，冬半年盛行東北季風(fēng)，海陸風(fēng)效應(yīng)明顯，白天風(fēng)速明顯大于夜間。夜間盛行西北風(fēng)，晝間盛行偏東風(fēng)，風(fēng)向常于上午10時(shí)左右轉(zhuǎn)向偏東風(fēng)，夜間20時(shí)左右轉(zhuǎn)向西北風(fēng)[8]。

3 福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)日的氣候特征

3.1 福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)日數(shù)的年際變化特點(diǎn)

1998—2019年間福州長樂國際機(jī)場年累計(jì)大風(fēng)日平均為20.9天，大風(fēng)出現(xiàn)的日數(shù)較多，且年際變化較大，見圖1。年最多大風(fēng)日數(shù)為35天(1999年)，年最少日數(shù)為9天(2019年)，年最多日數(shù)是最少日數(shù)的近4倍。福州長樂國際機(jī)場全年都可能出現(xiàn)大風(fēng)，近年來大風(fēng)日數(shù)有減少趨勢。機(jī)場大風(fēng)比福州市區(qū)多，主要是機(jī)場地處海邊，海洋面上風(fēng)比陸地大，機(jī)場極端最大瞬間風(fēng)速為38m/s(分別發(fā)生在2001年6月24日、2015年8月8日)。

圖1 福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)日年變化

3.2 福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)日的月季變化特點(diǎn)

圖2為福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)日的月變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從圖2可以看出，福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)日的月變化非常明顯，大風(fēng)主要活動(dòng)期為7～11月。全年各月中，10月份大風(fēng)出現(xiàn)日數(shù)最多，平均為4.2天；其次是9月份，平均為3.4天；7月、11月平均出現(xiàn)日數(shù)均為2.5天，5月出現(xiàn)日數(shù)最少，僅為0.4天。月大風(fēng)最多出現(xiàn)日數(shù)為11天(2001年9月)，大風(fēng)最多出現(xiàn)日數(shù)最少的僅為2天(2004年6月)。連續(xù)出現(xiàn)大風(fēng)日數(shù)為9天(2001年9月)。

圖2 福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)日月變化

由福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)日季度變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，春季大風(fēng)出現(xiàn)日數(shù)最少，平均出現(xiàn)2.1天，占全年大風(fēng)日的10.1%。春季冷暖空氣勢均力敵，交匯于武夷山脈至南嶺一線，常形成武夷山靜止鋒，在武夷山脈附近南北擺動(dòng)，造成機(jī)場天氣不穩(wěn)定，日變化大。低層切變線和低渦是造成春季機(jī)場強(qiáng)對流天氣的主要系統(tǒng)，包括西風(fēng)槽在東移過程中轉(zhuǎn)變形成的切變線、東南沿海構(gòu)成的暖式切變、西南渦東移或長江中下游地區(qū)降水產(chǎn)生的低渦東移。春季是雷雨大風(fēng)出現(xiàn)最多的季節(jié)，特別是出現(xiàn)強(qiáng)雷雨時(shí)，有時(shí)會(huì)伴有雷雨大風(fēng)，福州長樂國際機(jī)場最大雷雨大風(fēng)風(fēng)速達(dá)32m/s(2005年5月5日)。因此，在飛行保障中，要特別注意強(qiáng)雷雨天氣。

夏季大風(fēng)日少于秋季，多于其他季節(jié)，平均出現(xiàn)5.2天，占全年大風(fēng)日的24.9%。福州長樂國際機(jī)場夏季主要受副熱帶高壓控制，并受副熱帶高壓南側(cè)的東南信風(fēng)影響。夏季近海熱帶氣旋活動(dòng)頻繁，尤其在8月，副高中心脊線北跳到北緯30°～35°，受副高南側(cè)偏東氣流引導(dǎo)，臺(tái)風(fēng)沿副高南部邊緣西進(jìn)，影響福建地區(qū)。據(jù)1997—2019年資料統(tǒng)計(jì)，夏季臺(tái)風(fēng)在福建登陸29次，2次在近海轉(zhuǎn)向或消失，1次縱穿臺(tái)灣海峽而未登陸。熱帶氣旋在福建沿海登陸時(shí)，給機(jī)場帶來暴雨或大暴雨、短時(shí)低能見度、大風(fēng)、低空風(fēng)切變等危險(xiǎn)天氣，通常會(huì)造成大量航班延誤，影響飛行正常。2001年6月24日凌晨，“飛燕”臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)最大風(fēng)速達(dá)38m/s；2015年8月8日臺(tái)風(fēng)“蘇迪羅”登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力13級(jí)(風(fēng)速38m/s)，中心最低氣壓970hPa。大風(fēng)和強(qiáng)降水導(dǎo)致大量航班延誤、取消，對福州長樂國際機(jī)場的運(yùn)行造成了重要影響。

秋季是全年大風(fēng)出現(xiàn)最多的季節(jié)，平均出現(xiàn)10.1天，占全年大風(fēng)日的48.3%。進(jìn)入秋季，副熱帶高壓強(qiáng)度明顯減弱，西風(fēng)帶氣流開始加強(qiáng)，南支急流開始生成，北方冷空氣活動(dòng)開始增多并加強(qiáng)，以擴(kuò)散形式南下影響機(jī)場。同時(shí)，菲律賓附近洋面上熱帶氣旋仍十分活躍。9月上、中旬，臺(tái)風(fēng)在副高的牽引下容易在福建沿海登陸。從9月下旬開始，熱帶氣旋活動(dòng)位置緯度偏低，北方冷空氣與臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流共同作用，福州長樂國際機(jī)場受其影響經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)天氣。據(jù)1997—2019年資料統(tǒng)計(jì)，秋季臺(tái)風(fēng)在福建登陸20次。秋季臺(tái)風(fēng)登陸后，若有北方冷空氣的嵌入，容易在臺(tái)風(fēng)的東北部產(chǎn)生強(qiáng)雷暴和暴雨，嚴(yán)重影響飛行安全。2005年10月2日，在福建登陸的“龍王”臺(tái)風(fēng)與冷空氣結(jié)合，登陸時(shí)最大大風(fēng)風(fēng)速達(dá)37m/s。

冬季大風(fēng)平均出現(xiàn)3.5天，占全年大風(fēng)日的16.7%。冬季北方冷鋒活動(dòng)頻繁，從東路、中路、西路三條路徑南下影響福州長樂國際機(jī)場。其中沿海岸線南下的東路路徑較多，天氣惡劣，常伴有大風(fēng)、降溫、低云及連續(xù)性降水，有時(shí)出現(xiàn)低空風(fēng)切變，持續(xù)時(shí)間3～5天，有時(shí)達(dá)一周以上。冷空氣從海上回流影響機(jī)場，造成風(fēng)向突變，風(fēng)速急增。冷鋒過后，福州長樂國際機(jī)場連續(xù)數(shù)日吹東北風(fēng)，平均風(fēng)速達(dá)10 m/s以上，偏北大風(fēng)可造成起降飛機(jī)顛簸，使駕駛員操作困難。冬季較強(qiáng)冷空氣過境后，風(fēng)速較大，最大大風(fēng)風(fēng)速22m/s(1999年2月27日)。

從大風(fēng)的季節(jié)變化規(guī)律可知，夏、秋兩季大風(fēng)出現(xiàn)的日數(shù)比冬、春兩季多，主要是由于福州長樂國際機(jī)場的特殊地理位置和季風(fēng)的影響共同作用所致。機(jī)場東臨大海，夏秋季節(jié)受臺(tái)風(fēng)及臺(tái)風(fēng)外圍影響大，尤其當(dāng)臺(tái)風(fēng)在福州以南(福州至?xí)x江之間)沿海登陸，機(jī)場會(huì)出現(xiàn)東北大風(fēng)。另外，秋季北方冷空氣頻頻南下，與熱帶氣旋外圍環(huán)流共同作用，造成沿海氣壓梯度加大，出現(xiàn)東北大風(fēng)。冬季，冷鋒常于福州長樂國際機(jī)場北面過境，冷空氣入海從海上回流影響機(jī)場，常出現(xiàn)風(fēng)向突變、風(fēng)速急增現(xiàn)象。

3.3 福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)的日變化特點(diǎn)

福州長樂國際機(jī)場出現(xiàn)大風(fēng)的天氣系統(tǒng)不同，大風(fēng)的日變化情況也不同。中小尺度等強(qiáng)對流系統(tǒng)產(chǎn)生的局地大風(fēng)主要集中在午后到上半夜(07～12)時(shí)，其特點(diǎn)是風(fēng)向變化大，持續(xù)時(shí)間短，最長為40分鐘，最短僅幾秒鐘。熱帶氣旋產(chǎn)生的大風(fēng)日變化不明顯，大風(fēng)出現(xiàn)的時(shí)間與熱帶風(fēng)暴中心位置、中心強(qiáng)度及是否與其它天氣系統(tǒng)配合有關(guān)。

4 產(chǎn)生大風(fēng)的天氣形勢和對飛行的影響

福州長樂國際機(jī)場產(chǎn)生大風(fēng)的主要天氣系統(tǒng)有：臺(tái)風(fēng)、中小尺度天氣系統(tǒng)、強(qiáng)冷空氣或者冷臺(tái)結(jié)合型，其中臺(tái)風(fēng)是本場產(chǎn)生大風(fēng)天氣最主要的天氣系統(tǒng)。

4.1 臺(tái)風(fēng)

每年6月，臺(tái)風(fēng)開始影響福建沿海地區(qū)。臺(tái)風(fēng)在西太平洋生成后，一般有兩種路徑，一是在臺(tái)灣島東部沿太平洋北上，另一路徑則是在臺(tái)灣島南部進(jìn)入南海。向臺(tái)灣海峽方向移動(dòng)的臺(tái)風(fēng)距離福州長樂國際機(jī)場1000km左右時(shí)，機(jī)場就會(huì)出現(xiàn)6～10m/s的東北風(fēng)；距離機(jī)場500km時(shí)，機(jī)場受臺(tái)風(fēng)風(fēng)圈影響，平均風(fēng)速可達(dá)11～16m/s，陣風(fēng)達(dá)20～25m/s。臺(tái)風(fēng)在霞浦或連江登陸，機(jī)場瞬間最大風(fēng)速能達(dá)到33m/s。臺(tái)風(fēng)登陸后進(jìn)入閩北地區(qū)，機(jī)場仍可能出現(xiàn)偏南大風(fēng)。

臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致的大風(fēng)出現(xiàn)頻率較高，持續(xù)時(shí)間長，風(fēng)速較大，瞬間極大風(fēng)速可達(dá)40m/s。有時(shí)風(fēng)向與跑道夾角大，使側(cè)風(fēng)超過飛行標(biāo)準(zhǔn)，因此對飛行影響最大。

4.2 中小尺度天氣系統(tǒng)

中小尺度天氣系統(tǒng)引起的大風(fēng)與天氣形勢密切相關(guān)。春季冷鋒或靜止鋒過境前，福州長樂國際機(jī)場有時(shí)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)回暖，特別是午后至上半夜過境的冷鋒，冷鋒過境前1～3小時(shí)，常產(chǎn)生強(qiáng)雷雨，當(dāng)強(qiáng)對流系統(tǒng)達(dá)到MCC或颮線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)雷雨大風(fēng)，雷雨大風(fēng)的風(fēng)向以西北方向?yàn)橹?，由于?cè)風(fēng)角度大，對飛行有嚴(yán)重影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998—2019年間，福州長樂國際機(jī)場共出現(xiàn)29次雷雨大風(fēng)，雷雨大風(fēng)主要出現(xiàn)在4～9月，出現(xiàn)時(shí)間主要集中在下午07～12時(shí)，其特點(diǎn)是風(fēng)向變化大，持續(xù)時(shí)間短。在颮線移過機(jī)場時(shí)，曾出現(xiàn)32m/s的雷暴大風(fēng)。2005年10月2日，“龍王”臺(tái)風(fēng)登陸后，由于北風(fēng)冷空氣的侵入，機(jī)場出現(xiàn)強(qiáng)雷雨和雷暴大風(fēng)，大風(fēng)持續(xù)時(shí)間長達(dá)1小時(shí)23分鐘，最大風(fēng)速37m/s。

4.3 強(qiáng)冷空氣或冷空氣與熱帶氣旋共同作用

秋季，北方冷空氣頻頻南下，此時(shí)南海北部或菲律賓北部海域若有熱帶低值系統(tǒng)相配合，冷空氣與熱帶氣旋外圍環(huán)流共同作用，造成沿海氣壓梯度加大，再加上臺(tái)灣海峽的狹管效應(yīng)，福州長樂國際機(jī)場常出現(xiàn)東北大風(fēng)。冬季，強(qiáng)冷空氣沿海岸線南下影響本場，沿海東北季風(fēng)增強(qiáng)，機(jī)場常出現(xiàn)東北大風(fēng)。這兩種天氣形勢導(dǎo)致的大風(fēng)風(fēng)向穩(wěn)定，與跑道夾角較小，極大風(fēng)速很少超過25m/s，對飛行影響不大。

5 結(jié)論

①福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)活動(dòng)期主要集中在7～11月，夏、秋兩季大風(fēng)日數(shù)占全年總?cè)諗?shù)的73.2%。

②福州長樂國際機(jī)場大風(fēng)年際變化大，日變化不明顯。

③福州長樂國際機(jī)場產(chǎn)生大風(fēng)的主要天氣系統(tǒng)是臺(tái)風(fēng)、中小尺度天氣系統(tǒng)、強(qiáng)冷空氣或冷臺(tái)結(jié)合型。