杭州萧山机场台风影响分析

何 群 范 强

(中国民航华东地区空中交通管理局浙江分局，浙江 杭州 311207)

0 引 言

台风是在热带或副热带海洋上生成的一种强而深厚的大尺度天气系统,往往引发所经之地大范围地面大风和强降水等恶劣天气。在台风系统影响下，近地面大风层会产生低空风切变,给航空安全带来极大影响,严重影响航空旅客的正常出行。2021年7月25日第6号台风“烟花”先后登陆浙江舟山和平湖两地,周边的上海、杭州、宁波、温州机场关闭，大量航班延误、取消、备降和返航,给民航运输造成了严重影响。在西太平洋生成、登陆我国或沿海北上的台风很多,登陆华东沿海或紧擦沿海北上的台风对杭州机场影响最大。本文分析2001—2020年20 a间登陆或经过华东沿海的台风,找出影响杭州萧山机场(以下简称杭州机场)的台风个例共35个[1],详细分析其路径特点和天气形势特征,为以后在类似路径台风影响下的航空气象安全保障提供借鉴。

1 影响台风的气候特征

1.1 资料来源和入选标准

本文采用中国气象局热带气旋年鉴资料[2]、杭州机场24 h地面气象观测资料,结合机场实际运行时的气象条件,设定以下3个条件:(1)日降水量或过程降水量≥50 mm;(2)地面平均风速≥8 m/s;(3)地面极大风速≥17 m/s,将满足上述条件之一的台风认定为对杭州机场运行有影响的台风。统计2001—2020年20 a间满足以上条件的台风资料进行分析,找出影响杭州机场台风的气候特征和典型的天气形势特征。

1.2 年际变化特征

2001—2020年20 a间影响杭州机场的台风有35个,影响台风数量的年际变化如图1,年均有1.75个台风影响,最多有4个台风影响,出现在2018年,最少没有台风影响,20 a间有5 a没有台风影响。

图1 影响台风数量的年际变化

1.3 月际变化特征

影响杭州机场的台风集中出现在夏季7、8、9月,8月最多,有13个,占37.1%;9月次之,有9个,占25.7%;7月有7个,占20.0%;6月和10月最少,各有3个,均占8.6%。图2为影响台风数量的月分布。

图2 影响台风数量的月分布

1.4 登陆特点

分析台风登陆地点可知,在35个影响杭州机场的台风中，有14个在福建登陆,有14个在浙江登陆,有2个在上海登陆,有5个未登陆,未登陆台风沿浙江近海或东海北上。在华东中南部沿海登陆的台风有可能对机场造成影响,影响最多的是在闽浙登陆的台风。

分析台风登陆时间可知,在30个登陆台风中，于后半夜登陆的最多,有11个,占36.7%,登陆时间多数在03—04时。

分析台风登陆次数可知,在30个登陆台风中,2次登陆的台风有9个,3次登陆的台风有1个。大多数2次登陆的台风是先后在台湾和福建沿海登陆,只有2个台风是在浙江中南部沿海登陆后转向东北,并在浙中北沿海出海后再次登陆舟山、杭州湾附近。

2 台风造成的大风

根据民用航空气象行业标准可知,瞬时风速≥17 m/s为大风。统计35个台风影响期间杭州机场出现的大风日共有14日,在14日中极大风的平均风速为22 m/s,极大风速最大值为34 m/s。在半数以上的个例中大风持续时间在1 h之内。近半数台风在影响机场时,产生了17～25 m/s，甚至>25 m/s的大风,对航空运行影响较大。

采用台风影响期间的大风资料,统计14个极大风的风向,根据12风向划分方法可知，台风影响期间机场地面大风的风向集中在西北至偏东方向,东北偏东风出现频次最多,偏东风次之,偏北风和西北偏北风较少,东北偏北风出现最少。根据航空器起降标准可知,逆风超过25 m/s、正侧风超过15 m/s的大风不符合落地标准。杭州机场跑道磁方向为250°～70°,340°风对杭州机场跑道而言属于正侧风。在14个台风中,有5个台风大风正侧风超标,风向为320°～20°,占35.7%;有3个逆风超标,风向为50°～80°，占21.4%。风力影响航空运行的台风有8个,占大风台风数的57.1%,占全部影响台风总数的22.9%。

3 台风造成的强降水

降水是影响民航正常运行的重要气象要素。在20 a间杭州机场受影响的35个台风中，有34个台风影响机场时出现小到中或大阵雨,只有1个台风未造成机场降水,有降水的台风占97.1%。

过程降水量≥50 mm的台风有18个,占所有影响台风的51.4%。日降水量≥50 mm的台风有12个,占所有影响台风的34.3%。其中日降水量达50 mm的暴雨天气有5日,大暴雨天气有2日,特大暴雨天气有5日。如2013年10月7日强台风“菲特”登陆前和登陆当日,杭州机场出现约14 h大雨,过程降水量和单日降水量分别达305.6 mm和283.0 mm。

在民航运行中，航空公司将起降时刻的雨强作为起降依据之一。分析杭州机场35个台风影响过程可知,出现大阵雨的台风有19个,其中出现1日大阵雨的有11个,出现连续2日大阵雨的有8个。有10个台风给机场带来持续时长小于1 h的大阵雨,占总数的52.6%;有6个台风给机场带来持续1～2 h的大阵雨,占总数的31.6%;有3个台风给机场带来持续2 h以上的大阵雨,占总数的15.8%。

4 台风登陆后的路径走势分析

分析台风登陆后的路径走势,根据台风中心与杭州机场相对位置及影响程度等,将路径分为6种类型:I、II、III、IV、V、VI类。I类为穿越杭州型,II类为浙中北转向出海型,III类为西行消亡型,IV类为西行转向北方出海型,V类为30°N以北登陆北上型,VI类为沿海北上型。各类路径的台风数量见表1。

表1 各类路径的台风数量 个

I类包括穿越杭州市以及机场东南半径为30 km范围的台风。统计发现20 a间有9个台风属于该类型。9个台风中以在8月生成的台风居多,有6个,在9月生成的有3个。统计台风最大强度可知,级别从强热带风暴到超强台风都有。分析台风登陆地点可知,在浙江中部沿海登陆的台风有6个,在福建中、北部登陆北上的台风有3个。分析台风影响程度可知,造成8级及以上(≥17 m/s,下同)大风的台风有7个,其中5个台风在影响期间持续8级及以上大风数小时,最长持续时间约12 h。造成暴雨级别的强降水台风有7个,同时兼有大风和强降水的台风有6个，出现概率约为66.7%。

II类为浙中北转向出海型。该类型路径偏东,共有6个台风属于该类型，其中有2个台风在舟山登陆并转向东北,其余4个台风在闽北至浙中南沿海登陆后沿浙闽东部海岸北上,然后转向出海,最后消失在朝鲜半岛或日本附近洋面。II类台风中有3个造成暴雨,有2个造成短时间(1 h以内)8级以上大风。没有大风兼强降水的台风出现。

III类为西行消亡型,该类台风登陆位置偏南,登陆浙闽沿海后向西移动,在内陆消亡。有10个台风属于该类型,是数量最多的类型。其中2个在浙江南部沿海的温岭和苍南登陆,其余8个在福建沿海登陆。此类台风的最大强度以强台风和超强台风为主。造成暴雨的有4个,造成8级以上大风的有4个,持续数小时大风的只有2个,没有大风兼强降水的台风。

IV类为西行转向北方出海型,该类台风登陆位置更南,该类型台风在闽中部沿海登陆后由西北转东北走向,经闽、赣、皖、苏,出黄海到韩国附近海域消亡。该类型和I类路径类似,路径偏西。因相对距离较远,杭州机场受台风外围影响,地面风力小,但台风外围云系也可造成暴雨。20 a间有2个台风属于IV类,都是超强台风级别,其中一个台风给杭州机场带来大暴雨。

V类为30°N以北登陆北上型,有3个台风分别在浙江平湖、上海浦东和崇明登陆,穿过江苏、安徽北上。此类台风登陆前后与机场距离较近,登陆前机场处于台风的第二象限,杭州湾东面水气充沛,在有其他天气系统配合下,偏东气流往往给机场带来较大降水。V类有2个强热带风暴和1个强台风,其中2个带来强降水,分别是大暴雨和特大暴雨。

VI类为沿海北上型,该类型台风不登陆,多数在菲律宾以东洋面生成,向西北移动靠近海上24 h台风警戒线后转偏北方向,沿东海北上，最后在韩国附近洋面消亡。20 a间有5个台风属于该类型。VI类台风对机场影响较小,风雨都弱,5个台风中有2个造成机场短时间地面大风，有1个造成机场暴雨。

统计分析35个影响台风造成杭州机场出现大风、强降水天气情况可知,I类路径的台风给杭州机场带来大风、暴雨天气的影响最大，带来大风和强降水的台风各有7个。III类路径的台风有9个，其余类型路径的台风给杭州机场带来的影响较小。

5 影响台风的天气形势特征

分析35个台风过程的天气形势,根据地面和500 hPa主要天气系统(包括台风、锋面、副热带高压、西风槽等)的强弱、位置,将35个影响台风的天气形势分为静态和动态两类。静态类是指除台风系统之外的天气系统处于相对稳定的状态类型;动态类反之,指锋面、副热带高压(以下简称副高)、西风槽等系统变化较大的类型。静态类有大陆高压型、北高南低型和台风倒槽型3类;动态类有副高东退型、西风槽东移型、冷空气南压型、穿越副高型4类。表2为各类天气形势的台风数量。

表2 各类天气形势的台风数量 个

各类台风路径与天气形势类型对应表如表3。

表3 各类台风路径与天气形势类型对应表 个

在I类穿越杭州型台风中,大部分天气形势属于西风槽东移型,西风带有高空槽东移,使得西伸大陆的副高脊东退,台风登陆后的路径为自西北转北或东北。少部分天气形势属于副高东退型,西伸河套地区的副高脊受到副高北侧西风带低槽影响而东退。只有一个台风因为台风和副高都强,成为穿越副高型的特例。

在II类浙中北转向出海型台风中，大多数天气形势类似I类台风的,西风槽和西伸大陆的副高位置差异造成两类路径有所不同。

在III类西行消亡型台风中，天气形势类型比较集中,大多数属于北高南低型,在地面形势中南方有台风倒槽,北方有稳定的高压带。个别台风强度大、范围广,台风倒槽牢牢控制大陆,在北方稳定西伸的副高脊南侧偏东气流引导下,台风登陆后路径偏西。北方冷空气南压导致台风转向西或西南。

IV类西行转向北方出海型台风比较少,地面台风倒槽控制大陆大部分地区,北方高压弱,副高东退至125°E以东洋面,在此过程中台风转向,先西北转北再转东北。

V类30°N以北登陆北上型的台风天气形势都属于北高南低型,台风在30°N以北的上海、杭州湾北岸登陆,副高脊西伸至京津、河套等北方地区,随着副高的进退,在其南侧东南气流引导下，台风向西北或北移动,在内陆或北方海域消亡。

VI类沿海北上型台风的天气形势都属于大陆高压型,比较简单,台风中心在东海东部距大陆约200～400 km处沿海北上,大陆为高压控制,副高东退至130°E以东洋面,呈两高一低的东西向气压分布,台风沿着东海北上或转向消失在朝鲜、日本附近海域。

分析14个造成机场大风的台风路径与天气形势类型的配置情况发现，造成大风的台风路径类型集中在I、II、III类，极个别擦沿海北上、远离机场的IV类和V类路径台风对杭州机场影响小。I、II类路径的台风与西风槽、副高相互作用，在副高南侧东南气流引导下，登陆浙闽沿海后北移靠近杭州机场所在的浙北地区。部分III类路径台风登陆后西移，其造成机场大风的原因，一是台风中心气压低、范围大；二是地面北方高压的存在，与南方台风倒槽在浙北形成较大的气压梯度，给机场带来大风。

分析18个强降水台风路径与天气形势类型的配置情况发现，I类穿越杭州型最多，占近4成，其余路径也有一定比例。绝大多数天气形势类型属于副高东退型和西风槽东移型，占比为72%，大陆高压型、北高南低型和冷空气南压型占比较少。台风造成强降水的原因复杂，不在此论述。台风造成的机场强降水与台风路径相关性不大，远距离台风也可能造成机场强降水。其配置的天气形势类型集中在北高南低型、副高东退型、西风槽东移型3类，少数属于大陆高压型和冷空气南压型。

综上分析可知，副高东退型、西风槽东移型是影响台风中最多见的天气形势，副高东退型和西风槽东移型影响台风登陆后的走势，给机场带来大风天气；在大陆高压型、北高南低型等较为稳定的静态类天气形势背景下，若台风登陆华东中部沿海或擦边北上，则对杭州机场影响很小，但如果台风登陆位置偏南并西行，机场处于台风北侧偏东气流中，充沛的东风气流会给机场带来较大风雨；冷空气南压型发生在秋季，台风影响个例极少，有可能产生强降水；台风倒槽型和穿越副高型个例极少，影响小。

6 结 语

(1)影响杭州机场的台风年际变化大，相对影响时间集中，根据对机场实际影响程度，发现在华东中南部沿海登陆的台风可能对机场产生影响，其中影响最多的是在闽浙登陆的台风。

(2)统计分析表明，在影响杭州机场的台风中，有近半数的台风产生了17～25 m/s，甚至>25 m/s的大风。其中，造成机场侧风和逆风风速超标的台风约占57.1%，给航空运行造成严重影响。约有半数的台风在影响期间过程降水量≥50 mm，约有三分之一的台风造成日降水量≥50 mm的强降水天气，给航空器的起降和航路飞行安全造成一定的影响。

(3)分析台风登陆后的路径及其产生的大风、强降水天气，发现I类穿越杭州型路径的台风对杭州机场的影响最大，暴雨伴大风的出现概率约为66.7%。

(4)分析台风各路径类型对应的天气形势发现，副高东退、西风槽东移直接影响台风路径，与台风相互作用使得台风登陆后北移靠近杭州机场所在的浙北地区，给机场带来大风天气，同时其也是造成机场强降水的重要天气形势。大陆高压型、北高南低型是较为常见的天气形势，在此类天气形势下台风自身结构、强弱和登陆位置决定了其登陆后的移动路径以及对机场产生的影响。