兰州中川机场一次低空风切变天气分析

摘要：本文对2014年1月29日兰州中川机场发生的一次低空风切变天气进行分析， 结果表明：此次低空风切变是飞机在逆风降落的过程中，由于逆风突然增大所遭遇的逆风风切变；此次低空风切变主要是由午后近地面的动量下传造成的，700hPa的急流带和近地面较强的热力湍流为动量下传的产生提供了有利的动力和热力条件；由河西弱冷空气和地面快速增温影响形成的地面辐合线也是造成此次低空风切变的重要原因。

关键词：低空风切变；动量下传；冷空气

中图分类号： TN959.4 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.12.068

1 低空风切变

风切变最广义的解释是：风速和（或）风向在空间的变化，包括上升气流和下降气流的变化，它可以是单纯的风向切变，或单纯的风速切变，也有风向风速同时出现变化。任何天气系统或是盛行风场受障碍物影响产生的风速和风向的变化，本质上都能导致风切变，它存在于大气的各个高度层。发生在跑道上空500m以下的风切变对航空器的起降影响很大，将发生在这一气层中的风切变称为低空风切变。随着航班量的增长，低空风切变对飞行安全的影响越发凸显，近年来对低空风切变的研究也逐渐增多[1-5]。本文对2014年1月29日发生在兰州中川机场的一次低空风切变天气进行了分析，以期为低空风切变的预报提供借鉴与帮助。

2 过程概述

2014年1月29日，兰州中川机场白天升温异常，加之弱冷空气南下，造成兰州中川机场出现沙尘天气，并伴随出现低空风切变天气，这也是兰州中川机场有记录以来发生日期最早的一次低空风切变。

2014年1月29日16：40（北京时，下同），某航班使用南跑道（36号跑道）降落时因遭遇低空风切变拉升，拉升高度为真高400m。

3 过程分析

3.1中小尺度分析

图1是兰州中川机场跑道中间（MID）、跑道北头（RWY18）和跑道南头（RWY36）三个测风点的瞬时风速在1月29日16：15～16：45的变化曲线。可以看出，三个测风点的风速都呈现出先增大后减小，之后又增大的变化趋势，第二次增大过程中都出现风速的最大值。从16：22开始，跑道北头风速开始突增，过2min后跑道中间风速开始增大，再过2min后，跑道南头风速也开始增大。

图1中方框内是接收到低空风切变报告前10min三个测风点的瞬时风速的变化，可以看出，16：31当跑道北端达到最大值12m/s时，跑道南端的风速为3.3m/s。16：34，跑道中间风速达到最大值12.8m/s，此时南端的风速仅为2.7m/s。由此可以看出，无论风向是否一致，在跑道上空有明显的低空风切变存在。

图1 兰州中川机场跑道中间（MID）、跑道北端（RWY18）和跑道南头（RWY36）三个测风点的瞬时风速在1月29日16：15～16：45的变化曲线（横轴为时间，单位：min；纵轴为风速，单位：m/s）

因为此次是飞机使用南跑道降落时遭遇的风切变，因此着重分析跑道南头的风向风速，图2中WD曲线为风向的变化曲线，为了方便分析，将0°<风向<180°的风向加360°，图2中黑色粗直线为360°分界线，因此360°以上的为偏东风向，360°以下的为偏西风向，可以看出，在飞机遭遇风切变的前20min，风向从西南转为东北，同时风速从2.7m/s，增加至11.6m/s。

图2 兰州中川机场跑道南端测风点的瞬时风向（WD）和风速（WS）在1月29日16：15～16：45的变化曲线（横轴为时间，单位：min；左纵轴为风速，单位：m/s，右纵轴为风向，单位：角度）

从以上分析可以得出，此次低空风切变在风向上是一次西南风与东北风的切变，且风速出现瞬时增长。飞机在南跑道降落过程中逆风突然增大，遭遇逆风风切变。

3.2天气形势分析

3.2.1动量下传 分析1月29日500hPa和700hPa高空图（图略）。1月29日08时～20时500hPa上，兰州中川机场所处的整个西北地区都是一致的西北气流，等压线较密集，风速较大，为动量下传提供了良好的高层天气形势基础。

1月29日08时700hPa上，整个西北地区为西北气流，风速也较大，甘肃河西都≥14m/s，其中风速最大的酒泉达到22 m/s，甘肃河东也都≥12m/s，已达到低空急流的标准。到20时，700hPa上西北地区的风速明显增大，其中风速最大的民勤达到了26m/s。由于兰州及其以北地区的海拔较高，很多地方超过1500m，而兰州中川机场的海拔也达到1947.2m，因此700hPa的急流带为动量下传提供了动力条件。

由图3可见，1月15日～29日兰州中川机场每日最高温度呈现出逐步上升的趋势，特别是29日的最高温度比28日的最高温度增加了5.9℃，达到了13.5℃，短期内如此大的升温幅度和如此高的日最高温度，在兰州中川机场的历史同期是很少见的。短期内的大幅升温会使近地面的热力湍流加强。同时从相对湿度上看，这段时期兰州中川机场的相对湿度都较低，尤其是在24日以后，每日午后14时～17时的最低相对湿度都在20%以下，特别是29日14时～17时的最低相对湿度很低在10%以下，说明近地面很干燥，也有利于热力湍流的加强，为动量下传提供了良好的热力条件。

700hPa的急流带和近地面较强的热力湍流，说明1月29日午后兰州中川机场近地面存在较强的动量下传，从而致使兰州中川机场的风向和风速在短时间内有很大的变化。

3.2.2 弱冷空气 1月29日地面图上（图略），高压中心位于新疆以北的高压不断向东南移动，造成有弱冷空气从河西南下，并且兰州以南也为一高压，其中心位于四川盆地。兰州中川机场29日08时和11时位于两高之间的低值区中，14时～17时随着北面弱冷空气的南移及地面的快速增温，兰州中川机场附近形成明显的地面辐合线，此地面辐合线也使得兰州中川机场的风向和风速在短时间内变化很大。

4 结语

此次低空风切变是飞机在逆风降落的过程中，由于逆风突然增大所遭遇的逆风风切变。

此次低空风切变主要是由午后近地面的动量下传造成，700hPa的急流带和近地面较强的热力湍流为动量下传的产生，提供了有利的动力和热力条件。

由河西弱冷空气和地面快速增温影响形成的地面辐合线，也是造成此次低空风切变的重要原因。

参考文献

[1]党冰，孙伟中，王嘉媛，魏林波，尚可政，李景鑫，王式功.2004-2007年兰州中川机场低空风切变分析[J].兰州大学学报（自然科学版），2013，49（01）：63-69.

[2]张成伟，高雯，李斌.深圳宝安机场近10a低空风切变统计特征[J].科技创新与应用，2016（16）：4-5.

[3]王欢，张磊.西安咸阳机场“8.2”低空风切变天气过程分析[J].科技风，2017（07）：143.

[4]刘伟东，史佩剑.杭州萧山机场“10·22”低空风切变过程分析[J].浙江气象，2018，39（01）：43-48.

[5]张洪玮，王琪超，吴松华.基于相干多普勒激光雷达的北京機场春季低空风切变观测研究[J].大气与环境光学学报，2018，13（01）：34-41.

作者简介：杨建华，助理工程师，研究方向：航空气象预报。