陳玉雪

（山東省機(jī)場(chǎng)集團(tuán)日照山字河機(jī)場(chǎng)，山東 日照276800)

主導(dǎo)能見(jiàn)度是確定飛行天氣狀況的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，也是確定機(jī)場(chǎng)是接收還是釋放飛機(jī)的重要依據(jù)。能見(jiàn)度決定飛機(jī)起降的安全，當(dāng)機(jī)場(chǎng)的能見(jiàn)度降＜1 000 m時(shí)被稱(chēng)為“低能見(jiàn)度現(xiàn)象”，會(huì)嚴(yán)重影響航空和正常飛行的安全。如果機(jī)場(chǎng)有低能見(jiàn)度的現(xiàn)象，該天將被視為“低能見(jiàn)度日”[1]。

本文利用日照機(jī)場(chǎng)2016年—2020年5年的地面自動(dòng)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析了霧引起的低能見(jiàn)度現(xiàn)象的氣候特征，以期為天氣預(yù)報(bào)員準(zhǔn)確預(yù)報(bào)氣象發(fā)生以及低能見(jiàn)度氣象現(xiàn)象的消散提供依據(jù)。

1 資料及處理方法

本文資料取自日照山字河機(jī)場(chǎng)2016年—2020年逐日地面氣象自動(dòng)觀測(cè)資料。

霧是靠近地面的空氣中的水蒸氣會(huì)凝結(jié)或凝華現(xiàn)象，導(dǎo)致主要能見(jiàn)度＜1 000 m[2]。大霧日統(tǒng)計(jì)：以16時(shí)UTC為限，1 d中只要有1次或多次大霧記錄，將被計(jì)為1個(gè)大霧日。跨越16時(shí)UTC的濃霧，將其計(jì)算為2個(gè)大霧日。大霧持續(xù)時(shí)間的計(jì)算方法：1 d中大霧的間隔是在4 h內(nèi)的，則將其計(jì)算為1次大霧并持續(xù)累積時(shí)間；當(dāng)1 d大霧間隔＞4 h時(shí)，則定義為另一次大霧；同時(shí)，通過(guò)16時(shí)UTC的同一場(chǎng)大霧作為1次連續(xù)大霧的過(guò)程處理；每個(gè)時(shí)次大霧的產(chǎn)生和消散頻率基于大霧的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間。

2 大霧的氣候特征分析

2.1 大霧的日變化規(guī)律

由圖1可知，日照機(jī)場(chǎng)大霧天氣的生成主要集中發(fā)生在協(xié)調(diào)世界時(shí)20時(shí)—21時(shí)和協(xié)調(diào)世界時(shí)21時(shí)—22時(shí)，分別占大霧生成時(shí)間的19.6%和13.3%，這主要是由于這2個(gè)時(shí)段是日最低氣溫出現(xiàn)的時(shí)間，氣溫的降低有利于近地層的水汽凝結(jié)達(dá)到飽和而形成霧，特別是輻射霧的生成。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，協(xié)調(diào)世界時(shí)2時(shí)—3時(shí)和7時(shí)—8時(shí)，本場(chǎng)未曾生成過(guò)大霧天氣，生成頻率最小，為0.0%；而大霧的消散時(shí)段主要集中在協(xié)調(diào)世界時(shí)23時(shí)—次日0時(shí)，占大霧消散時(shí)間的19.6%，其次協(xié)調(diào)世界時(shí)0時(shí)—1時(shí)和22時(shí)—23時(shí)，分別占大霧消散時(shí)間段的16.1%和14.7%。

圖1 大霧生成、消散時(shí)間段百分率Fig.1 The percentage of fog generation and dissipation time period

根據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，本場(chǎng)各月大霧消散時(shí)間早晚也有所不同：春夏季節(jié)，消散時(shí)間大多數(shù)在協(xié)調(diào)世界時(shí)22時(shí)—次日0時(shí)；秋冬季節(jié)，消散時(shí)間則大多在協(xié)調(diào)世界時(shí)2時(shí)—4時(shí)。大霧消散時(shí)間早晚的不同，主要取決于日出后本場(chǎng)地面氣溫的回升情況：春夏季節(jié)，日出時(shí)間較早，太陽(yáng)輻射蒸發(fā)促使了大霧的快速消散，地面迅速回溫會(huì)引起局地對(duì)流不穩(wěn)定能量的增長(zhǎng)，使近地面層的不穩(wěn)定性增加，破壞近地面的逆溫層，降低了有利于輻射霧形成的層結(jié)穩(wěn)定性。

同樣由圖1可知，協(xié)調(diào)世界時(shí)12時(shí)—13時(shí)，本場(chǎng)大霧出現(xiàn)頻率開(kāi)始增加，協(xié)調(diào)世界時(shí)22時(shí)始大霧消散頻率增加。由此可見(jiàn)，本場(chǎng)能見(jiàn)度具有明顯的“日出則升，日落則降”的日變化特點(diǎn)。

圖2 大霧持續(xù)時(shí)間頻率統(tǒng)計(jì)Fig.2 The fog duration frequency statistics

由表1可見(jiàn)，大霧生成后，大霧維持時(shí)間多為0～3 h，占總數(shù)的58.0%；3～6 h占22.4%；6～9 h占13%；維持時(shí)間在9～12 h和12～24 h的總計(jì)10次，分別占比4.2%和2.8%。根據(jù)本場(chǎng)地面氣象自動(dòng)觀測(cè)資料和例行觀測(cè)記錄本紀(jì)要欄資料統(tǒng)計(jì)，大霧維持時(shí)間6 h以上的總計(jì)28次，其中協(xié)調(diào)世界時(shí)13時(shí)即出現(xiàn)大霧過(guò)程15次，占比53.6%，以平流霧為主，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，影響范圍大。如果把連續(xù)霧日看作一個(gè)霧過(guò)程，大霧過(guò)程最長(zhǎng)為16時(shí)，出現(xiàn)在2016年2月11日13時(shí)（UTC）—2016年2月12日4時(shí)（UTC）。

表1 日照機(jī)場(chǎng)2016年—2020年大霧持續(xù)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表Tab.1 The statistics of heavy fog duration of Rizhao airport from 2016 to 2020

2.2 大霧的年變化規(guī)律

日照機(jī)場(chǎng)2016年—2020年，年平均大霧日為30.8 d，以輻射霧為主。一年中每月均有大霧出現(xiàn)，其中以6月最多，月平均大霧日為4.2 d，其次是7月和5月，月平均大霧日分別為3.6 d和3.2 d；出現(xiàn)最少的是9月，月平均大霧日僅為0.8 d，其次是10月和8月，月平均大霧日分別為1.4 d和1.8 d。2016年—2020年最多大霧日數(shù)在6月，其次是7月；大霧產(chǎn)生這種月分布的主要原因是由于本場(chǎng)夏季盛行東南風(fēng)，受海面洋流影響，6月—7月地面濕度條件較好，而近地面層充沛的水汽是大霧形成和維持的必要條件之一，因此出現(xiàn)6月—7月大霧日數(shù)較多的月分布特點(diǎn)；而8月，雖然水汽也很充沛，但地面氣溫偏高，太陽(yáng)輻射蒸發(fā)作用顯著，對(duì)近地層的水汽凝結(jié)有顯著的消極作用，不利于大霧的形成。對(duì)各月大霧平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可見(jiàn)，全年以2月大霧的持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，月平均持續(xù)時(shí)間為16.2 h；其次是6月，月平均持續(xù)時(shí)間為15.4 h；持續(xù)時(shí)間最短的是9月，月平均持續(xù)時(shí)長(zhǎng)3 h。

3 大霧天氣與氣象要素的關(guān)系

大霧的形成主要取決于4個(gè)條件[1]，即冷卻條件、水汽條件、風(fēng)的條件和層結(jié)條件。而風(fēng)和水汽條件在大霧的形成和維持過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，現(xiàn)通過(guò)統(tǒng)計(jì)2016年—2020年日照機(jī)場(chǎng)21：00（UTC）的地面風(fēng)場(chǎng)和大霧前日12：00（UTC）的相對(duì)濕度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

根據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì)，2016年—2020年日照機(jī)場(chǎng)本場(chǎng)共出現(xiàn)大霧日154個(gè)，由于本場(chǎng)大霧的出現(xiàn)具有明顯的日變化特征，以20時(shí)—22時(shí)（UTC）為最多，而21時(shí)（UTC）有霧就有84 d，占總數(shù)的54.5%，因而本文對(duì)日照機(jī)場(chǎng)21時(shí)（UTC）自動(dòng)觀測(cè)的風(fēng)向方位頻率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)（如圖3所示），大霧過(guò)程風(fēng)一共出現(xiàn)7個(gè)方位，其中VRB（風(fēng)向不定)出現(xiàn)的頻率最大，占67.83%，其次為東北風(fēng)，出現(xiàn)頻率為45.45%，南風(fēng)出現(xiàn)的頻率最小，僅占0.70%。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在2016年—2020年5年中，大霧日21時(shí)（UTC）平均風(fēng)速為0～3 m/s的日數(shù)占95.1%，由此可推斷出平均風(fēng)速在0～3 m/s范圍內(nèi)是本場(chǎng)大霧產(chǎn)生和維持的有利條件。

圖3 大霧日21時(shí)（UTC）地面風(fēng)向Fig.3 The ground wind direction at 21:00(UTC)on foggy day

4 結(jié)論

①日照機(jī)場(chǎng)本場(chǎng)能見(jiàn)度具有明顯的“日出則升，日落則降”的日變化特點(diǎn)，其生成主要集中發(fā)生在協(xié)調(diào)世界時(shí)20時(shí)—22時(shí)時(shí)段，占大霧生成時(shí)間的32.9%；消散頻率最高時(shí)段出現(xiàn)在協(xié)調(diào)世界時(shí)23時(shí)—次日0時(shí)，占大霧消散時(shí)間的19.6%；大霧持續(xù)時(shí)間以3 h內(nèi)為多，占58.0%。②日照機(jī)場(chǎng)2016年—2020年，年平均大霧日為30.8 d，以輻射霧為主；一年中每月均有大霧出現(xiàn)，其中以6月最多，9月最少。③大霧日VRB（風(fēng)向不定）出現(xiàn)的頻率最大，占比67.83%，其次為東北風(fēng)，出現(xiàn)頻率為45.45%，南風(fēng)出現(xiàn)的頻率最小，僅占0.70%；大霧日21時(shí)（UTC）平均風(fēng)速為0～3 m/s的日數(shù)占95.1%，可見(jiàn)平均風(fēng)速為0～3 m/s是本場(chǎng)大霧產(chǎn)生和維持的有利條件。