影响飞行的航空气象要素特征研究

李新芳 郭双蕾

摘 要 本文通过对洛阳邙山北郊机场近些年，航空气象要素地面观测资料相关统计，分析气象要素风、雷暴、温度、湿度，气压、气温分布特征，及年变化，日变化特点，揭示其变化规律，了解机场气候特点，使得有计划安排飞行训练任务和航班运输生产，保障飞行安全，提高经济效益。

关键词 气象要素;气候特征;可飞天气

前言

洛阳北郊机场，是一个集训练和航班为一体的一个双重任务的机场，同时承担高强度的飞行训练和航班运输保障任务，航班和飞行训练起降架次连续多年在全民航排名前四，训练飞机机型较小对天气敏感度高，而使得气象保障工作相当困难，训练飞机对天气条件要求严格，所以天气对飞行安全至关重要，统计可飞天气，避让危险天气，根据天气特点及规律合理调配飞行计划，提高可飞天气效率，掌握航空气象要素规律，高效安排飞行计划，提高经济效益具有十分重大意义[1]。

1洛阳北郊机场形特点

洛阳北郊机场位于N 34°44′29″， E 112°23′16″，属于中纬度内陆性季风气候，四季分明，春季和秋季天气更替变化幅度大、春秋季咋寒还暖，温度变化幅度较大。冬季和夏季天气变化缓慢。冬季降雪，夏降水，洛阳处于河南省西部，地势西高东低，境内山川丘陵交错，地形复杂多样，洛阳市位于暖温带地带，气候具有春季多风、气候干旱，夏季炎热、雨水集中，秋季晴和，日照充足，冬季干冷、雨雪稀少的显著特点北面是太行山，南面是伏牛山，西面是秦岭，东面是黄河河谷，形成“马蹄形”特殊地形，地势西高东低洛阳西部为山区，机场处在山区的背风坡，中纬度西风带上的天气系统翻山后移速加快，造成洛阳天气过程发生、发展、消亡较快，因而雨雪天气一般持续时间较短，转睛较快，少连阴雨天。

2要素特征分析

2.1 温度、湿度、气压

表1 北郊机场累年各月平均气温、湿度、气压

表1气温数据说明全年平均15.3度，冬季1份温度最低，1.2度，7月份最高27.8度，最高最低相差26.6度。整体温度分布冬季夏季逐渐上升，春季过渡阶段温度变化幅度较大，3月份10.8度，5月份21.8度相差幅度10度左右，夏季温度变化较小，秋季9月份16.3度，10月份温度8.2度相差8度。洛阳季节特点，春天和秋天气候短暂，春天温度升温快达到夏天温度。秋季也是一样，秋风扫落叶，一场秋雨一场寒，很快降温到冬天温度。极端最高气温为41.7℃，出现在2014年7月21日;极端最低气温为-10.5℃，出现在2016年1月24日。7月份最热，1月份最冷。最高和最冷温度差51.2度，春夏交替期间温度、气压要素变化剧烈，会出现飑线、冰雹、风切变等现象天气对航空安全影响较大。机场年平均相对湿度为60.1%。属于大陆性偏干气候，整体水汽偏少，降水量小，最低12月份，平均相对湿度为52.6%，最高的为8月份，平均相对湿度为70.9%。夏季湿度相对较大，春冬两季平均相对湿度较小，日变化也比较明显，一天之中相对湿度最高值多出现在早晨北京时06-08时。所以早上容易出现大雾天气。表1气压表说明，机场气压平均修正海平面气压1017hPa，气压全年变化是东高夏低的特点，冬季12月份最高1027.5 hPa，夏季最低1004 hPa，相差23 hPa。全年变化冬季到夏季，是由高到低逐月递减。

2.2 能见度变化特点

表2，能见度低于1公里，对训练飞机影响较大，所以就统计低于1公里的天气变化，全年中，1月份出现最多52天。其次是11月份39天，最少是的是8月份4天。整体分析天气低能见度較少，冬季低能见度较多，春季夏季较好。所以保障训练飞机冬季多考虑低能见度天气现象。统计分析低能度多出现早上（UTC）22：00时。

表2 洛阳北郊机场累年各月要素表

2.3 地面风

表3数据表明累年年平均风速为3.1m/s，各月平均风速差别不大，极大值风速达29m/s，出现在2013年5月22日（310°）。大风日数累年平均6.4天，最多出现于4月份，平均出现1.2天，最少10月份没有出现大风日数。常年盛行风向为东北偏东风，频率为21%;其次为西风，频率为10%;但是西风风速大于东风，东风最大13 m/s（60°），对训练飞行都有一定影响。

表3 洛阳北郊机场风累年各月要素表

2.4 雷暴、冰雹

雷暴是由发展旺盛的积雨云引起的，伴有雷鸣电闪激烈放电现象。雷暴同时伴有强烈的升降气流、狂风暴雨、温度突降、雷电并施、极低的低云、恶劣的能见度、强大的电场，甚至伴有冰雹，是夏季危及飞行安全的主要天气现象。洛阳地区气候温和，但因季风气候显著，所以春夏之交和盛夏常有雷暴发生。由于雷暴是一种生命史短、空间尺度小、突发性强的天气，所以预报难度较大。

雷暴同时伴随大风的天气形势有：西北冷锋，北路冷锋，高空槽型。雷暴伴随强暴雨是有西太平洋高压的配合，或者台风北上和冷锋的耦合作用，洛阳机场会出现雷暴暴雨天气。

洛阳机场雷暴除了单纯的热力雷暴外，大多数是与天气系统相配合。按照引发雷暴的大尺度天气系统可分为四种类型：冷锋型（西路冷锋、北路冷锋）、空中槽和切变线型、辐合低压型、西太平洋副热带高压型。雷暴是最严重的灾害性天气现象之一， 雷暴出现前多为东北风，而后转为西北风，但有时没有大风出现。雷暴出现时温度、气压、湿度一般都有明显的梯度变化。雷暴发生时常常伴随冰雹、风切变。洛阳受地形影响，天气变化突发性强，发展快消失快，春季雷暴，冬季雷暴也都有出现过，最晚11月份有雷打雪天气发生。最早2月份雷暴出现。

（1）雷暴日数的年变化和年际变化特征

2012-2016年，洛阳机场有88天出现雷暴。按月份来计， 7月份出现日数最多，达35天，平均每年7天，最多的一年（2013年）7月出现10天雷暴。其次，6月份平均每年3天，2016年最多，出现6天。雷暴主要集中在6、7、8三个月，达全年雷暴日数的79.7%。而1月份、10月份、11月份、12月份，则没有出现雷暴;2、3月份雷暴也很少出现。见图1。

图1 洛阳机场2012-2016年雷暴日数的年变化特征

图2 洛阳机场 2012-2016年雷暴日数的年际变化特征

（2）雷暴的日变化特点、持续时间以及出现时伴随的天气现象

1）洛阳机场雷暴的日变化特点

如图3所示，雷暴多出现在午后至前半夜，主要集中在UTC08-UTC16时，5年间各时段出现13次及以上。后半夜至中午前后出现雷暴次数较少，UTC17-UTC06时，5年间各时段出现均在5次以下。一天中UTC11、UTC12时段出现次数最多，5年间均出现30次，平均每年6次。

图3 洛阳机场2012-2016年逐时段雷暴出现次数

2）雷暴的持续时间

2012-2016年雷暴持续时间， 0～1个小时为51次，占总次数的48.6%。1～2小时为36次占总次数的34.3%，2～4小时15次，占总时间14.3%，4～6小时出现3次，占总时间2.9%。其中12个月中，8月出现的雷暴持续时间最长，4小时29分，出现在2015年8月23日。其次是7月份，出现的雷暴持续时间为4小时22分，出现在2016年7月31日。见图4。

图4 洛阳机场2012-2016年不同持续时间雷暴的出现次数

3）雷暴出现时伴随的天气现象

雷暴发生时出现多种天气现象，有时伴随大风、强降水、冰雹、风切变、飑线、低云、低能见度等恶劣天气，对飞行安全影响很大。尤其是风切变。如果飞行员的判断操作迟缓，着陆前的风切变就容易引起飞行器硬着陆或者不正确着陆和冲出跑道等事故。

由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点，从而带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系列困难，是一个不易解决的世界航空气象难题。因此，目前对付风切变得最好办法就是避开它。因为某些强风切变是现有飞机的性能所不能抗拒的。进行风切变的飞行模拟训练和飞行操作程序设置，在机场安装风切变探测和报警系统，以及机载风切变探测、告警、回避系统，都是目前减轻和避免风切变危害的主要途径。在茫茫大气层中，有各种各样的风切变经常存在并不断发生、发展、消亡。提醒每个飞行人员时时刻刻警惕，避免各种飞行事故发生。

（3）冰雹日数的变化情况

五年间，洛阳机场出现了两次冰雹，分别出现在2015年5月6日，2016年7月30日。一次出现在UTC12，一次出現在UTC06。还有一次小冰雹，出现在2012年3月21日。

（4）雷暴、冰雹的地方性特征及其对飞行活动的影响

冰雹对飞行威胁极大，对停场航空器和机场设施也有很大的危害，冰雹出现的范围虽然小，时间也比较短，但来势猛强度大。飞机在空中遭遇冰雹，冰雹的冲击力十分强大，对飞机的危害是十分严重的。飞机在地面遭遇冰雹，能使飞机机身多处砸洞，对旅客的生命安全有严重威胁。所以做好冰雹预报提高飞行安全效率至关重要。

3结束语

通过航空要素统计分析，邙山北郊机场可飞天气较多。冬季早晨大雾，春季大风，秋季秋高气爽，温度适宜，能见度大于10公里天气天数较多，是安排飞行训练的最佳时节，是提高效率的最强时段。夏季雷暴天气引起飞行注意，这些天气的频繁出现对飞行训练民航安全有一影响，因此掌握不同季节要素特征，可以使我们的保障更有针对性，更有效果，尤其对于训练飞行，单飞学员天气特点一定要掌握要素变化规律，使得单飞学员有的放矢、心中有数更安全保障训练飞行。同时，由于统计资料的年限较短，连续性不够，有些规律有商榷之处，在今后工作中继续分析更加科学、合理。为更多安全飞行年提供好优质气象服务。

参考文献

[1] 罗台福，胡迪.武汉机场航空气象要素的年变化特征分析[J]. 空中交通管理.2007（4）：26-28.

[2] 李新芳.洛阳机场航空气候[Z].2012-2016.

作者简介

李新芳（1966-），女，河南人;毕业院校：成都信息工程学院，专业：天气动力，学历：本科，现就职单位：中国民用航空飞行学院洛阳机场，研究方向：航空气象研究。