沈阳桃仙机场秋冬雷暴天气统计分析
2017-05-24张玉
张玉
摘 要 利用桃仙机场1990-2016年月总簿资料统计分析桃仙机场秋冬季节雷雨天气特点。结果表明:桃仙机场秋冬雷雨主要发生在10月,持续时间大部分少于2h,主要开始于白天及傍晚,一般南风开始,北风结束,南风转北风类型及南风转南风类型持续事件较长。
关键词 雷雨;统计;持续时间;风向
中图分类号:P446 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.33.069
雷雨对航空飞行的安全/正常有重大影响。沈阳桃仙机场雷雨多发生在6-9月,但进入秋冬的10-12月,雷雨仍可能出现。2016年10月30日,沈阳桃仙机场出现雷雨天气,雷雨持续5h以上,30多架飞机遭遇雷击,对于航班安全和正常造成极大影响。由于当时已经深秋,对于雷雨的预报着眼点与夏季有很大不同。本文通过统计分析1990-2016年的10-12月出现的雷雨情况,试图找出沈阳桃仙机场秋冬雷雨的特点。
1 气候背景
沈阳桃仙机场观测场位于北纬41°39′,东经123°29′,海拔高度51.5 m,10月平均温度9.9℃,平均降水量41.7 mm,平均出现雷暴天数2.0 d;11月平均温度0.1℃,平均降水量
20.2 mm,平均出现雷暴天数0.6 d;12月平均温度-8.3℃,平均降水量9.8 mm,平均出现雷暴天数0.0 d[1]。
2 统计分析
沈阳桃仙机场在10-12月,随着温度的逐渐降低,雷暴天气的发生逐渐减少。根据沈阳桃仙机场1990-2016年的月总簿资料,对在此期间10-12月发生雷暴天气统计分析,得出如下结论。
第一,1990-2016年,沈阳桃仙机场每年秋冬季节(10-12月)雷雨发生天数在2006年达到7 d,之后逐渐回落,近4 a稳定在1~2 d。1990-2016年的10-12月,发生雷暴天数65d,10月发生雷暴50 d,占比达到77%,11月14 d,占22%,12月1 d,占1%。从中看出,秋冬雷雨大部分发生在10月,随着温度降低,11月发生雷雨迅速减少,12月接近于无。
第二,由于秋冬雷雨大部分发生在10月,统计10月出现雷雨天数,雷雨发生主要在10月1-5日及10-16日,其余日期在1990-2016的27年间只发生1~2次。
第三,将雷暴开始时间与雷暴持续时间制成散点图,如图1所示。从中看出,在00:00-13:00(UTC)开始的雷暴占全部雷暴的81%,即大部分雷暴在此时间段内开始;持续时间小于2h的雷暴占64%;没有在后半夜(18:00-21:00)开始的雷暴。在03:00-12:00开始的雷暴中,持续时间少于2h的占69%,其中09:00-12:00开始的雷暴有73%持续时间不到2 h,在12:00-17:00开始的雷暴有67%持续时间超过2 h。
图1 雷暴开始时间与持续时间
第四,统计雷暴出现及结束方向发现,雷暴发生时开始方位最多的是在仙桃机场以西,达29%,其次是仙桃机场以北及西北方,占18%和16%。结束方位最多的是仙桃机场东南方,占20%,其次是仙桃机场以东,占16%,再次是仙桃机场以北、东北以及天顶,均占13%。结合雷暴持续时间来看,在仙桃机场以北、以东及天顶开始的雷暴,有81%的雷暴持续时间不超过2 h,50%的雷暴持续时间不到1 h。而在仙桃机场以西开始的雷暴,有44%持续时间超过2 h,在仙桃机场东南及西南开始的雷暴,71%持续时间超过2 h。
第五,对于雷暴伴随着的强降水、大风、冰雹等强对流天气,有如下统计:1990-2016年间,10-12月发生的雷暴伴随出现冰雹仅2次,占3%;出现大风(风速大于等于17m/s)7次,占11%,风向范围250゜~350゜,基本以西北风为主,大风持续时间最长为74 min,最大风速为22 m/s,风向270゜;出现强降水(中或大的降水)29次,占总数的45%,强降水的持续时间大部分少于
30 min,占59%,超过30 min的仅占41%,最长持续时间为81 min。大风和强降水天气同时出现5次。也就是说,在秋冬季节发生雷暴时,出现冰雹和大风的概率较低,但出现大风时有较大概率伴随着强降水;有近一半的可能会出现中或大的降水,但持续时间通常不会超过
30 min,最长也不超过1.5 h。
第六,分析雷暴发生前后的风向,利用月总簿数据,取雷暴发生前整点风向及雷暴结束后第一个整点的风向数据,得出如下结論:秋冬雷暴发生前,桃仙机场风向为西南风(180°~270°)占46%,东南风(90°~180°)占23%,西北风(270°~360°)占20%,东北风和VRB各占3%和8%;雷暴结束后,桃仙机场风向为西北风(270°~360°)占39%,东北风(0°~90°)占20%,东南风(90°~180°)占18%,西南风(180°~270°)占16%,VRB和静风分别占5%和2%。从中看出,雷暴开始前,桃仙机场以偏南风为主,雷暴结束后,以偏北风为主。
将雷暴开始前后的风向简单分为偏南风(90°~270°)和偏北风(270°~90°),从而将风向变化分为4个类型:北风转北风、南风转北风、南风转南风,北风转南风,对月总簿资料进行统计分析,得出如下结论:桃仙机场秋冬雷暴43%为南风转北风类型,34%为南风转南风类型,20%为北风转北风类型,3%北风转南风类型。这也与之前统计的大部分雷暴为南风开始,北风结束相符。统计分析雷暴前后风向变化与雷暴持续时间得知:南风转北风类型中,持续时间小于1h的占32%,68%持续时间在1 h以上,其中48%持续时间在2 h以上。南风转南风类型,持续时间小于1 h的占27%,持续1~2 h的占41%,持续2 h以上的占32%。北风转北风类型,50%持续时间不到1 h,17%持续时间大于2 h。北风转南风类型仅出现2次,持续时间分别为119 min和264 min。
造成雷暴持续时间有如此差异,除了与系统强度和移动速度有关外,还与秋冬季节的气候特点有很大关系[2]。秋冬季节,冷空气活动频繁,若要出现较大的雷雨天气,需要有暖空气活动与之配合。因而南风时易生成雷暴,风向转北后,强对流减弱,雷暴结束。但南风转南风类型,地面无明显锋面,受高层气流影响较大,持续时间容易较长。而北风转北风类型与之相反,虽然也无明显锋面过境,但多为锋后雷雨,持续时间较短。
3 结论
第一,桃仙机场秋冬雷雨近平均主要发生在10月,11月、12月发生较少。
第二,雷雨发生主要在10月1-5日及10-16日。
第三,雷暴大部分在00:00-13:00(UTC)开始,后半夜没有雷暴开始;傍晚左右开始的雷暴大部分持续时间不超过2 h,前半夜开始的雷暴大部分持续2 h以上。
第四,桃仙机场以北、以东及天顶开始的雷暴持续时间较短,仙桃机场东南及西南开始的雷暴持续时间较长。
第五,秋冬季节出现雷暴时,有一半可能伴有强降水,但强降水时间较短。
第六,桃仙机场雷暴大部分以南风开始,北风结束,主要为南风转北风类型和南风转南风类型,持续时间较长,北风转北风类型持续时间较短。
参考文献
[1]中国民航东北空中交通管理局.沈阳桃仙国际机场航空气候志[M].沈阳:中国民航东北空中交通管理局,1997.
[2]朱乾根,林锦瑞,寿绍文.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,1992.
(责任编辑:刘昀)