2020-02-13冬季强初雷雨天气的观测研究

梁 越，裘锦华

（民航珠海空中交通管理站，广东 珠海519040）

1 2020-02-13 珠海机场冬季初雷天气的演变过程和对飞行的影响

珠海机场位于珠海市金湾区三灶镇西南端，北纬21°～22°，东经113°～114°之间，属于亚热带地区，平均初雷日期为03-17 前后[1]，本次冬末初雷比以往平均时间提前近一个月。

北京时间2020-02-13，受高空南支槽影响，珠海机场西北方向上游70 km 地区有大片的雷雨云带自西北向东南以30 km/h 的速度移动，2020-02-13T08：18 前后珠海机场范围开始出现雷雨天气，08：26 本场雨势加强并伴有雷暴。本次雷雨过程持续近7 h，最大降水时段在08：00—09：00之间，之后持续中等强度降水，雷暴持续或间歇存在近4 h，北京时间14：40 前后，雷达回波完全移出本场，本次天气过程结束。北京时间08：16 本场听到第一声雷，并伴随中等强度的阵雨，至08：32 前后，雨势加强为强阵雨，主导能见度下降至1 000 m 以下，落雨如倾盆，模糊成片，雨声如擂鼓[2]，持续至08：54 前后；之后降水维持在中等强度至强阵雨之间，整个降水过程在北京时间11：20 前后逐渐减弱，在13：15 前后，本场迎来第二波较强降水，维持中等强度至强阵雨强度，14：00 之后，雨势减弱，结合雷达回波强度显示，主体云团向东移出本场，只有外围较弱回波覆盖。直至14：40 前后，回波完全移出本场，雷雨天气过程结束。

2 2020-02-13 珠海机场冬季初雷天气的形势分析

2.1 2020-02-13 冬季初雷雨天气的形势分析

图1 是2020-02-12T20：00 的500 hPa 的高空天气图，在珠海上游1 100 km 有发展中的南支槽东移。图2 是2020-02-13T08：00 的500 hPa 的高空天气图，南支槽移至珠海上游450 km。从图1 与图2 的比较中可以得出，上游的南支槽有加强发展趋势，南支槽东移速度约为60 km/h，预计于13日上午开始影响珠海机场，并于14：00 前后移过珠海机场。2020-02-13T08：00 的850 hPa 低空天气图上，珠海机场位于西南切变线东南部外围，华南沿海受8～10 m/s的西南气流影响，且西南气流有加强趋势。同时在珠江三角洲一带有一暖舌西南向东北方向发展，低空暖湿水汽发展加强中；在高空冷槽的配合下，有利于珠海机场持续性雷雨的发生发展。西南切变线受南支槽引导，也将南支槽同步影响珠海机场。将2020-02-13T08：00 各层图叠加天气地面图，可以发现珠海机场地面位于脊后槽前，未来逐渐受低压槽影响，且有一片东北西南向的雷雨区。

从2020-02-13T11：00 的K 指数及850 hPa 风场的预报图中可以看到2020-02-13T11：00 珠海机场位于K 指数35～40 ℃线高值区的南部边缘；预计珠海机场于13日中午前后不稳定能量值最大，可以分析出珠海机场的雷雨过程从08：30—14：30，中午前后相对较强。

图1 2020-02-12T20：00 的500 hPa 高空天气图[3]

图2 2020-02-13T20：00 的500 hPa 天气图[3]

2.2 2020-02-13 冬季初雷雨天气的雷达图和闪电雷达图

从2020-02-13 珠海气象局雷达图上可以看出2020-02-13T06：54 在珠海机场西北偏西方向有大片系统性的中等偏强的对流天气性云团，向东移动并发展，强中心距离珠海机场西部上游100 km。从图3 香港天文台闪电图可以看出07：35 上游的对流云团已快速向机场发展了50 km，快速接近珠海机场，闪电分布紧密。按照线性外推于08：20，珠海机场开始雷雨天气。从图4 香港天文台闪电图可以看出08：35，闪电已经完全覆盖珠海机场。从珠海气象局雷达图中可以看出14：42 大片对流云团主体已经距离珠海机场以东100 km 以外，只是在珠海机场东部遗留一窄条东北西南向的中等偏弱的回波。实际珠海机场于2020-02-13T08：26开始闻雷，间歇雷雨至13：43 结束；间歇小到中阵雨从08：26 开始，于14：46 结束，共录得降水量38 mm。

图3 2020-02-13T07：35 香港天文台闪电图[4]

珠海机场的初雷日平均在03-17，持续时间1～2 h。像2020-02-13 这样的冬季里的初雷，强度、间歇持续时间达6 h20 min 的初雷十分罕见，在珠海机场开航至今的26年中，还是第一次。

图4 2020-02-13T08：35 香港天文台闪电图[4]

3 2020-02-13 珠海机场冬季初雷天气的要素变化分析与观测保障方法

气象要素在雷雨过程中会出现明显的波动变化降水量累积增加，气压波动幅度较大，风速风向剧烈变化等等，如有下击暴流等较为极端的天气，气压值会在短时间内波动2 hPa或以上。当气象要素变化剧烈时，尤其是气压数值的波动，会直接造成飞机提前着陆或者冲出跑道。

2020-02-13 金湾机场05 端小时降水量如图5 所示。

雷雨天气是一种剧烈多变的复杂过程，本次过程中无论是降水的性状表现还是如图5 所示的小时降水量，08：00—09：00 之间小时降水量为18.2 mm，达到强降水且为本次降水过程的峰值。之后降水量逐渐降低，小时降水量维持在中阵雨强度，13：00 前后有一个小高峰，直到14：40 前后，降水过程完全结束。恶劣天气下观测时，对于降水强度的判定，重点在于观察降水在地面形成的雨滴密度和雨线状态。观察降水强度时，最易受到风速大小变化的影响，在风速较大时，只观察空中的雨线会更密集，降水强度看上去会比实际的强度偏强；若只看地面水洼落雨的密度，被风吹散时，降水强度又会比实际偏弱。观察降水强度，应观察开阔地带的降水情况，靠近建筑物时很容易因遮挡而误判降水强度。

2020-02-13 金湾机场05 端修正海压变化如图6 所示。由图6 可以看出，本次天气过程的最强对流云团过境是在08：14—08：43 前后，气压值波动范围达到近4 hPa，之后气压变化逐渐平稳。在近地面，根据压高公式静力平衡方程P2-P1=-△P=-ρg（Z2-Z1） =-ρg△Z[6]，粗略估算气压值每变化1 hPa，对应高度变化8 m，本次过程中最大差近4 hPa，高度差32 m，对飞机降落起飞影响巨大。综合图5 与图6来看，本次降水过程主要集中在08：00—09：00 之间，之后在09：30—10：00 以及13：15—13：45 之间，有两波降水小高潮，对应风速、降水、跑道能见度（VIS）、修正海压值等要素均有对应的相关性。

图5 2020-02-13 金湾机场05 端小时降水量

图6 2020-02-13 金湾机场05 端修正海压变化

4 2020-02-13 珠海机场冬季初雷天气过程的观测保障情况

针对本次降水过程，观测员提前1～2 d 与预报员沟通，了解掌握天气形势以及过程强度。在交接班时，与交班观测员仔细交接天气要素的变化，确认本场天气情况，以便于高效地保障雷雨天气过程。本次天气过程中，共加发9 份特殊天气报告，雷暴的生消2 份，雨势变化4 份，雷雨同时发生1 份，阵风1 份，降水导致主导能见度变化1 份。

雷暴天气的保障过程中，观测员时刻注意雨势的变化，增加观测频次，雨势强弱波动变化频繁时，严格遵守《民用航空气象地面观测规范》的规定，确认天气稳定后，再发布有效的天气报告，避免多发多错的情况。

观测员与预报员在雷雨天气过程中，要积极沟通讨论天气实况与预报，掌握天气过程移动的速度与方向，提升的预报的准确性，提高观测与用户的信息通报效率。观测过程中，降水强度增强，做到最少20 min 观测一次，密切注意雷暴方位，雨势变化，结合数值预报产品，高效地为用户提供实时天气信息。在户外平台观测时，尤其要注意人身安全，此外也要注意周围建筑物遮挡可能引起的误判。

5 总结

通过分析研究，总结如下：①在了解大的天气背景的前提下，重点关注天气形势以及强弱变化。在冬春换季时，温度逐渐回暖，湿度逐渐增大，低层大片的暖湿水汽输送区且本场受南支槽低空切变线和地面弱冷空气的共同作用时，容易引起持续性雷雨天气过程。②提前做准备，在天气系统过境前，提前沟通安排副班、主班观测员与预报员加强沟通，预计天气过程强弱和到达时间，做好雷雨天气观测的准备、设备检查等工作。③在实际工作过程中，观测员要及时关注雨势变化、雷暴方位、风速风向、修正海压等要素，积极与预报员沟通天气系统的移动速度与强度，以便及时与用户反馈实时信息。④恶劣天气下，应注意不要被外界因素影响自身工作的细节。⑤塔台以及航空签派等用户频繁电话询问时，应该注意根据事务轻重缓急合理处理，避免分心过多，影响报文的发布及准确性。