温州机场大雾气候特征分析

2011-12-22陈志平

中低纬山地气象 2011年4期

关键词：谷值锋面大雾

陈志平

(中国民用航空温州空中交通管理站，浙江温州 325024)

温州机场大雾气候特征分析

陈志平

(中国民用航空温州空中交通管理站，浙江温州 325024)

该文统计分析了温州机场1991—2010年近20 a大雾天气的气候特征，主要体现在：大雾日数年际变化差异较大，近10 a来，大雾日数呈明显上升趋势;月际变化曲线呈单峰单谷型，峰值出现在4月，谷值出现在9月，3—5月为高发期，其月际变化特征与天气系统的变化密切相关;日变化曲线呈单峰单谷型，峰值区出现在08—10时，谷值区出现在13—16时;大雾持续时间主要集中在0～1 h，持续时间在4 h以内的平均次数，春季要明显多于其它各季，但持续时间在4 h以上的平均次数，冬季要多于其它各季，夏季和秋季发生大雾的持续时间全部在2 h以内;影响机场的大雾类型主要有辐射雾、锋面雾和平流雾，平流雾有时具有浓度大、变化快的特点，对飞行的影响较大，实际工作中应引起高度重视。

大雾;气候特征;天气背景

1 引言

大雾是近地面气层中悬浮有大量小水滴或冰晶而使能见度＜1 km的天气现象。大雾对飞行的影响主要体现在3个方面：①机场有雾会妨碍飞机的正常起飞和着陆，当能见度只有几十米时，根本无法起飞和着陆，甚至无法滑行，处理不当极易造成飞行事故。特别是平流雾等具有移动性质的雾，生消突然，较难掌握，要特别注意;②当航线上有雾时，会影响飞行员按地标飞行;③雾抬升还可以形成低碎云。所以雾是一种飞行危险天气，机场一旦被雾笼罩，飞机起降会有不同程度的危险。温州机场地处东南沿海，其有利的地理环境使得平流雾时有发生。许多研究表明，各地的大雾天气都有其地方性特征。陈云蔚对杭州市年、月大雾日分布与地形进行比较，发现地形、地貌与大雾密切相关。地形特征有明显差异的区域，其大雾气候特征也差异显著，说明地形对形成大雾有明显的作用;郑玉萍等研究指出，乌鲁木齐地形复杂、冬季逆温强，大雾天气的气候特征及气象条件与国内其他地区相比有较大的区别。因此，分析机场大雾气候变化特征，对于进一步做好大雾的观测、预报和预警等气象服务，减轻大雾对飞行的影响等具有重要意义。

图1 温州机场1991—2010年大雾日数年际变化图

2 资料来源和分析方法

本文所用资料包括温州机场自开航以来1991—2010年《中国民用航空气象地面观测簿》(例行)、《中国民用航空气象地面观测簿》(特殊)中的观测数据，每天02时、08时、14时、20时的东亚地面天气图和08时、20时的亚欧高空天气图资料，另外还参考了《浙江省气象志》、《温州永强机场航空气候志》等相关文献和资料。由于温州机场气象台实行每天13 h(08-20时)供航观测制度，其它时段若无航班，观测员无需进行观测，因此无完整的24 h观测资料，此文选取每天08-20时各整点的观测数据作为主要的资料来源。

数据分析方法首先利用自行开发的航空气候志辅助软件对上述地面观测簿中的数据进行处理，生成各类气候要素统计表，其中包括累年各季逐时能见度低于规定值(米)的频率、累年各季能见度低于规定值的持续时间的平均次数、累年各月能见度小于1 km的平均日数及其影响因素等表格，再利用Excell的图表制作功能，对这些表格中的数据进行二次处理，最后对处理结果进行描述分析。

3 大雾年际变化分析

温州机场1991—2010年近20 a平均大雾日数为39.3 d，其年际变化差异较大，最多年份大雾日数为62 d，出现在2005年;最少年份大雾日数仅为18 d，出现在2001年，前者是后者的3.4倍。从大雾日数年际变化图(图1)可以看出，其年变化呈现周期性，期间出现5个峰值点和4个谷值点，其中1994年、1998年、2003年、2005年和2010年是5个峰值点，大雾日数分别为 43 d、51 d、50 d、62 d 和 48 d;1995年、2001年、2004年和2008年是4个谷值点，大雾日数分别为22 d、18 d、40 d和40 d。经计算，1991—2000年10 a平均大雾日数为34.2 d，2001—2010年10 a平均大雾日数为44.3 d，后10 a大雾平均日数比前10 a多了10.1 d，可见近10 a来，大雾日数呈明显上升趋势。这可能与全球气候变暖趋势、城市热岛效应越来越明显有关。

表1 温州机场1991—2010年大雾日数距平统计

根据表1中的数据和标准差计算公式：

可以计算出温州机场1991—2010年大雾日数标准差σ≈11.1。根据世界气象组织(WMO)的规定，大雾日数距平(△S)的绝对值|△S|达到1.3σ的事件称为严重事件，|△S|达到2σ的事件称为异常事件。因此，只要当|△S|达到14.4时，可称为严重事件;当|△S|达到22.2时，可称为异常事件。从表1可见，温州机场在近20 a中共出现2个严重事件年份，即1995年和2001年，均为负距平，大雾日数严重偏少;1个异常事件年份，即2005年，正距平达22.7，比年平均大雾日数增加了57.8%，说明大雾日数异常偏多。大雾严重偏少事件和异常偏多事件的原因仍有待于进一步分析和研究。

图2 福州机场1991—2010年大雾日数月际变化图

4 大雾月际变化分析

分析温州机场1991—2010年各月大雾资料，发现每个月都有大雾发生，从图2可以看出，大雾日数月际变化曲线呈单峰单谷型，峰值出现在4月，为8.2 d，占全年平均大雾日数的20.9%;谷值出现在9月，为0.3 d，仅占全年的0.8%。从11月—次年的6月为大雾的多发期，共36.6 d，占全年的93.1%，其中尤以3—5月为高发期，共21.4 d，占全年的54.5%。

从各季出现大雾日数的平均频率分布来看，春季最多，为21.4 d，占全年平均大雾日数的54.5%;冬季次之，为9.5 d，占24.2%;秋季最少，为3.0 d，占7.6%;夏季为5.4 d，占13.7%(见表2)。由此看出，春季能见度最差，冬季次之，其次是夏季，秋季能见度最好。大雾日数的月际变化特征与天气系统的变化是密切相关的，春季北方冷空气频繁，南方暖湿气流活跃，机场常处于锋前暖区，当遇海上平流至机场的暖湿空气，在近地面经过冷却后易形成逆温层，从而容易形成大雾;冬季由于受大陆冷高压控制，暖湿空气相对较弱，有时遇气压场较弱，夜间又为晴朗微风，再加上地面辐射冷却作用使近地面形成逆温时，易形成辐射雾;夏季的大雾主要是梅雨、台风等导致的强降水形成的;而秋季天气稳定，浅层不易形成稳定的层结，故不利于雾的生成。

表2 温州机场1991—2010年大雾平均日数月统计

5 大雾日变化分析

大雾的日变化比较明显，其变化曲线呈单峰单谷型(图3)，08-20时(北京时，下同)中，峰值区出现在08—10时，08时、09时和10时出现频率分别占22.8%、10.9%和 6.3%，三者频率之和为40.0%;13—16时均为谷值区，曲线比较平缓，但可以看出，下午14时开始曲线呈缓慢上升趋势。故总体而言，大雾出现频率为08时左右最高，之后迅速降低，11时后逐渐降低，至14时达最低，之后又呈逐渐增加趋势，傍晚17时后开始出现次高峰。对机场进出港航班而言，除个别驻场公司航班在本场08时左右起飞外，其它大多数航班均在10时后在本场起降，因此也就避开了大雾的最高峰时段，但仍需注意傍晚开始后的次高峰时段。

图3 温州机场1991—2010各季逐时大雾发生频率

从各季逐时发生大雾的频率看，其变化曲线有明显不同(图3)。大雾集中发生在春季和冬季，夏季和秋季除了早晚略有出现外，基本没有出现大雾。春季曲线和冬季曲线的区别主要体现在，前者起伏程度较后者明显，前者峰值远高于后者，但其谷值却明显低于后者。春季大雾的逐时变化曲线呈“两头多、中间少”的特征，其中尤以08-10时最多，10时以后逐渐减少，13-16时频率几乎为0，16时以后频率又逐渐开始增加;冬季变化曲线比较平缓，全天各时次出现频率较平均，无大起大落现象;夏季09-15时从未出现过大雾;秋季09-19时也从未发生过大雾。

6 大雾持续时间分析

温州机场各季大雾持续时间统计见表3，表中以 1、4、7、10 月份分别代表冬、春、夏、秋季，可以看出，大雾持续时间主要集中在0～1 h，共为15.6次，占各季总次数的60.9%;其次为1～2 h，共为5.6次，占各季总次数的21.9%，其中夏季和秋季的大雾持续时间全部集中在2 h以内;持续2～4 h的为3.7次，占14.5%;持续在4 h以上的仅为0.7次，占年总次数的2.7%。从表中还可看出，大雾持续时间在4 h以内的平均次数，春季要明显多于其它各季，但持续时间在4 h以上的平均次数，冬季要多于其它各季。从历年资料统计看，大雾持续时间最长的出现在冬季，即2006年1月15日，持续时间长达11 h 50 min;春季次之，最长持续时间为12 h 58 min，发生于2004年4月12日;夏季和秋季最长持续时间最短，均为1 h 50 min，夏季分别出现在1993年7月4日和1999年7月16日，分别出现在1998年10月30日和1998年10月31日。

表3 温州机场1991—2010年大雾持续时间的平均次数

7 大雾类型

从近20 a统计资料看，影响温州机场的大雾主要有辐射雾、锋面雾和平流雾。辐射雾是冬季影响本场最多的一种雾，它的生消时间有较明显的规律性，多产生于后半夜到早晨，以日出不久为最多，其消散时间与日出时间和日出后气温升高的快慢有直接的关系，一般日出后2 h左右即可消散，但在冬季，由于日出后气温升高慢，且雾的浓度大，因而持续时间较长，往往到10时后才能消散，最长的可持续10 h以上;锋面雾的特点是形成时间不固定，在一天中任何时间均可生成，一般维持时间不长，通常随锋面的过境或低压中心的移出而消散，但静止锋附近的雾，常常伴有毛毛雨或低云，且时好时坏，维持时间较长，须引起注意;平流雾是春季影响本场最多的一种雾，它的生消时间不像辐射雾那样具有规律性，一天之内任何时间均可生成，但相对集中在下午到傍晚。消散时间多集中在晚上，平流雾持续时间的长短悬殊很大，短的仅为几分钟，长的可维持数小时，而且有时雾的浓度大，变化快，来去匆匆，能以把握，对飞行的影响较大，实际工作中应引起高度重视。对上述几种雾的季节性变化情况进行统计，可以得出，辐射雾在冬季发生的频率最高，其次分别是春季和秋季，夏季发生辐射雾的概率很低;锋面雾在各季发生的频率从高到低依次是春季、冬季、夏季和秋季;平流雾在春季发生的频率最高，其实分别是夏季、冬季和秋季。

8 大雾天气背景分析

温州机场几种主要类型的大雾各有其不同的天气背景，具体而言：形成辐射雾的地面天气形势主要有两类，一是弱高压(脊)，二是鞍形场或均压场，对应高空形势一般为西北气流;伴随平流雾常见的地面天气形势主要有四种，一是入海变性高压西部，二是西太平洋高压西部，三是气旋和低压槽东部，四是冷锋前部，温州机场处于东南沿海，当机场处于海上高压的西部或陆上气旋或低压槽的东部时，有暖湿空气从南面或东面的海面平流过来，经过冷却后，往往容易形成平流雾;锋面雾主要在锋面附近生成，产生锋面雾的形势主要分两种类型，一是由于冷锋南压至温州附近后产生大雾，可把它称为“冷锋型”，另一种是由于西南倒槽中的静止锋或新生锋系向东北方向延伸至温州附近产生大雾，可把它称为“静止锋型”，另外，无论哪种类型的形势，当时的空气湿度都较大，一般T-Td≤5℃，可以认为湿润的大气是温州锋面雾产生的必要条件。