青岛机场低能见度特征分析

张勇

摘要：本文利用青岛机场2007-2020年地面观测资料，运用数理统计方法，从日变化、年变化、年际变化等多时间尺度分析了低能见度（能见度<1000米）变化特征。结果表明：低能见度主要出现在冬季的清晨，频率极大值为6.0%;低能见度日数的年际变化呈显著减少的趋势;引起低能见度的主要天气现象是雾，其占比高达81.1%，其次是冬季的雪和夏季的雨，分别占比7.3%和5.5%;低能见度不同持续时间出现次数的峰值均在冬季。

关键词：低能见度;机场;日变化;年变化;年际变化

引言

民航气象中，能见度通常用目标能见的最大距离表示。能见度反映飞行员的视程大小，决定飞机能否正常起飞和着陆，是保障飞行安全的主要气象要素之一。尽管现代化机场和大型喷气式运输机配备有先进的导航、着陆设备，但能见度对飞行的限制仍不可低估，因为恶劣能见度导致机场关闭的事情时有发生。能见度是机场制定飞行最低标准的重要气象要素之一，当能见度恶劣时，会直接影响飞机起降，甚至危及飞行安全。青岛机场因天气原因致使航班延误、取消、返航、备降的情况中，低能见度是主要的原因之一。

由于低能见度对飞行安全和正常具有重要影响，因此国内外很多学者对此已有过深入研究[1-2]。沈俊等研究了虹桥机场近18年能见度的年际、季节和日变化特征，指出低于機场着陆标准的低能见度天气年发生频数有减少趋势;袁娴等对浦东机场平流雾的气候特征和天气形势进行了统计分析，发现机场平流雾多发于冬春两季;干新星利用武汉天河机场17年的观测资料，统计了机场低能见度天气的年变化、季节变化、日变化等特征，指出冬季低能见度次数最多、夏季最少，低能见度主要由雾引起;王楠等利用乌鲁木齐机场17年的观测资料，对机场低跑道视程与低能见度进行了对比分析，发现冻雾的日变化呈“两峰两谷”型，基本满足正态分布;陈露等利用成都双流机场13年的观测资料，分析了机场低能见度天气日变化、月变化以及出现时的天气特征，并选取了预报因子，建立了能见度预报模型。本文通过分析青岛机场低能见度的日、年及年际变化等特点，以期加深对机场低能见度发生发展规律的认识，提高航空气象预警和服务保障能力。

一、资料和统计方法

本文选取的资料为青岛机场例行天气报告中能见度数据，根据民航气象中关于大雾的定义，主要分析能见度<1000米的变化特征，将其定义为“低能见度”。资料长度为2007年1月1日-2020年12月31日，时段为每日00：00UTC-23：00UTC整点资料，时间均为协调世界时（UTC），以16：00UTC为日界，季节划分为春季（3-5月）、夏季（6-8月）、秋季（9-11天）和冬季（12-2月）。

由于本文使用的资料具有数目较大、分辨率高、连续性好和稳定性强的特点，所以利用数理统计方法，分析不同时间尺度低能见度出现频次的变化特征，具有较强的代表性。主要的统计方法如下。

（1）低能见度累年某月（某时）出现的平均日数（次数）：G=Σgn/n，其中G为低能见度累年某月（某时）出现的平均日数，Σgn为历年该月（该时）低能见度出现日数（次数）之和，n为有效记录总年数。

（2）低能见度累年某月（某时）出现的频率：H= G=Σhn/n×100%，其中H为低能见度累年某月（某时）出现的频率，Σhn为历年该月（该时）低能见度出现日数（次数）之和，n为有效记录总年数。

（3）年际变化主要采用了一元线性回归方程分析，并通过了显著性检验、计算了误差。

二、低能见度的日变化、年变化和年际变化特征分析

累年各月逐时段低能见度的出现频率如图1所示。频率大值区主要集中于冬季的清晨，其中1月21：00UTC-次日02：00UTC出现频率均在4%以上，峰值为6.0%，出现在00：00UTC，04：00UTC之后，出现频率迅速降低，04：00-11：00UTC频率基本<1%，12：00UTC开始，出现频率又开始增多，至次日清晨达到极大值;此外，春秋两季的凌晨（21：00-00：00UTC）出现频率较多，频率较大值为2.1%，出现在4月22：00UTC和23：00UTC，00：00UTC之后出现频率迅速降低。由此可知，低能见度在冬季出现频率最多，而且出现时间早、结束时间晚，持续时间长，其次春秋两季出现频率较多，但出现时间晚、结束时间早，持续时间较短，其他时段出现频率较少，均<1%。

各月变化来看，从9月开始，低能见度出现频率于清晨开始增加，到冬季1月达到最大值，之后开始减小，4月之后，出现频率在各时次均<1%。由此可知，低能见度对飞行影响最大的时段为冬季的夜间至上午，其次为春秋两季的凌晨，而其他月份对飞行影响较小。

通过对2007年至2020年共14年的能见度资料进行统计，利用一元线性回归分析低能见度年出现日数的年际变化情况，结果表明，低能见度出现日数有显著减少的趋势，通过了99%的显著性检验。2007年，低能见度出现日数为28天，而2020年仅为8天（图2）。此外， 6月、10月均有相同的减少趋势（图略），而其它月份、季节则没有通过显著性检验或没有明显的年际变化。

三、各季低能见度日数及影响因素

全年平均低能见度的日数为15.2天，各月情况如图3所示。12月至次年2月，低能见度日数相对较多，其中12月为2.4天，1月为3.4天，2月为2.4天，其他各月日数较少，9月低能见度日数最少，为0.3天。全年低能见度日主要由雾造成（表1），由雾引起的低能见度占全部影响因素的81.1%，其次分别为雪和雨，占7.3%和5.5%。雪主要影响冬季能见度，雨是夏季影响能见度的除雾之外的另一种主要天气现象，6月-8月雨引起的低能见度日数分别占低能见度总日数的14.3%、50.0%和66.7%，其中8月引起低能见度的日数所占比例比雾（33.3%）要高。

四、低能见度不同持续时间的出现次数

如图4所示，各月低能见度持续时间越长，出现次数越少。全年低能见度持续时间为1小时以内、1-2小时和2-4小时出现次数分别为5.8次，3.6次和3.2次，频率分别为33.1%、20.6%和18.3%。持续时间1小时以内的年变化呈“单峰”分布，峰值出现在冬季，1月和2月出现次数分别为0.8次和1.1次，其次夏季和春季分别出现1.4次和1.3次，其中初春和夏季出现次数较多，3月和8月出现次数分别为为0.7次和0.6次，而初秋出现次数最少;持续时间为1-2小时、2-4小时、4-6小时和6-12小时的年变化均呈现“单峰”型分布特点，峰值均出现在冬季，其他季节较少出现，但持续时间为2-4小时的10月出现0.5次，仅次于12月和1月，这一点值得注意。

由此可知，冬季由于辐射雾的原因，各个不同持续时间的低能见度天气都可能出现，尤其长时间的低能见度天气，冬季出现频率最高;夏季出现持续时间小于1小时的低能见度天气次数比春秋季节多，通过前面分析可知，这是由于夏季短时强降水所致。

五、结论

本文利用青岛机场2007-2020年共14年的能见度资料，统计分析了机场多时间尺度的能见度变化特征，主要结论如下。

（1）低能见度主要出现在冬季的清晨，频率极大值为6.0%，其次春秋两季的凌晨出现次数较多，频率较大值为2.1%。

（2）低能见度日数的年际变化呈显著减少趋势，2007年出现日数为28天，2020年只有8天，冬季出现日数呈相同的变化趋势。

（3）引起低能见度主要天气现象是雾，其占比高达81.1%，其次是冬季的雪和夏季的雨，分别占比7.3%和5.5%。

（4）低能见度不同持续时间出现次数的峰值均在冬季，夏季持续时间小于1小时的低能见度天气次数比春秋季节多。

参考文献：

[1]钟家杰，刘峰.华南春季一次锋面大雾的边界层特征[J].广东气象，2000，29（1）： 2-4.

[2]敖淑珍，张美平.近31年广州白云机场低能见度的气候特征[J].民航科技，2003，（4）：2-30.