桃花源機場閃電活動分析

楊 瓊

湖南機場股份有限公司常德桃花源機場分公司，湖南常德 415134

0 引言

閃電是大氣中的一種放電現象，假如放電發生在云與云之間，通常叫做云間閃電；假如云與地之間發生強烈放電現象，通常叫做地閃。閃電的實質是大氣中的脈沖式的放電，通常一次閃電由多次放電脈沖組成，這些脈沖之間的間歇時間都很短，只有百分之幾秒。閃電對飛行的影響較大。閃電通常與強烈的湍流、結冰、閃電、雷雨大風等天氣相伴。閃電發生時大氣中必然有強烈的上升和下沉氣流，這種風向的驟然變化忽大忽小，這種強烈的風切變對飛機的飛行干擾很大。另外，其次，閃電發生的高度必然在0℃層高度以上，這個高度的云中水滴呈過冷卻狀態，而且云水例子的尺度半徑很大，當飛機進入雷暴區時，常常因為機體結冰而造成飛行員操作困難，有時會造成飛機失速或解體。因此飛機誤入閃電活動區域很容易發生安全事故，其是航空界和氣象界公認的對飛行安全威脅最大的災害性天氣之一。本文分析桃花源機場的閃電活動特征，旨在為機場飛機的安全飛行提供科學依據。

1 桃花源機場與資料簡介

湖南常德的桃花源機場建于1958年，位于常德市西南方的斗姆湖鎮，距市區12.2km。飛機場地處雪峰山脈的東北區域，其東銜洞庭湖、西接張家界、南臨長沙、北枕三峽，地理位置十分重要。機場附近的年平均氣溫在17℃左右，每年的降雨量大約為1 420mm。由于飛機場屬亞熱帶季風濕潤氣候，每年春、夏和秋季均有閃電活動，尤其是夏季的閃電活動十分頻繁。本文所用閃電資料由美國NASA衛星上搭載的閃電成像儀和光學瞬態探測器所獲資料組合而成。其空間分辨率氣候資料是2.5°×2.5°。本文所用資料由這兩種資料進行質量控制后形成的格點化資料。資料的時長為1995年～2006年，缺測的月份利用同期平均值進行補替。

2 分析結果

2.1 桃花源機場附近閃電的年變化特征

利用1995年～2006年閃電活動的資料分析可以發現，桃花源機場的閃電活動呈緩慢增加的變化趨勢：在1995和1996年，機場附近的閃電活動相對很少；在 1997年和1998年，收ENSO事件的影響，機場附近的閃電活動相對頻繁；從1999年～2002年的4年間，桃花源機場的閃電活動相對比較平穩；到了2003年和2004年，閃電活動又開始緩慢回升，到2005年和2006年，閃電活動達到全部閃電活動的30%左右。從整體上看，桃花源機場這12年來的閃電活動呈現逐漸增加的變化趨勢。

2.2 桃花源機場附近閃電的季節變化特征

為進一步分析桃花源機場閃電活動的季節變化特征，按照北半球的季節（春季為3月～5月，夏季為6月～8月，秋季為9月～11月，冬季為12月～次年2月）分別探討各個季節的閃電。分析發現，桃花源機場春季有一定的閃電活動，閃電活動大約占全年的9.7%左右；夏季是桃花源機場全年閃電活動最多的季節，其閃電活動約占全年的75.3%；秋季桃花源機場仍有一定量的閃電活動，這個季節的閃電活動約占全年的13.9%；桃花源機場冬季的閃電活動最少，僅僅只占全年的1.1%。

2.3 桃花源機場附近閃電的月變化特征

通過分析桃花源機場閃電活動的月變化可以發現，桃花源機場的閃電活動主要分布在6月～8月，其它月份的閃電活動相對較少。桃花源機場1月幾乎沒有閃電活動，2月的閃電活動占全年的0.8%，3月和4月的閃電依然很少，分別只占全年的1.1%和1.2%。的從5月開始，桃花源機場的閃電活動開始增多，其大約占全年的6.4%，6月是全年閃電活動較為頻繁的月份，當月閃電活動超過全年的1/4；7月是全年的閃電活動的峰值月份，占全年總閃電的37.2%。8月閃電活動開始有所減少，只占全年的12.3%；9月閃電約占全年的6.8%；10月閃電活動持續減少到4.5%，11月和12月的閃電很少，分別占全年的2.6%和0.3%。

2.4 日變化

從桃花源機場閃電活動的日變化可以發現，在當地時間14：00h～20:00h是閃電活動最多的時段，這一時段的閃電活動超過全天的56.3%。到了前半夜晚上20:00h～02:00h，桃花源機場的閃電活動依然十分頻繁，這一時段的閃電活動達到全天總比例的21.4%。后半夜02:00h～08:00h桃花源機場的閃電活動相對較少，只有大約12.7。早晨桃花源機場的閃電活動約占全天的9.6。

3 結論

利用桃花源機場附近的閃電活動資料，統計分析了桃花源機場附近閃電的時間分布特征，得出如下主要結論：桃花源機場閃電的日變化表明，下午是桃花源機場閃電活動最頻繁的時段，前半夜的閃電活動也較多；季節變化分析表明夏季6月～8月是飛行最危險的月份；而年變化則表明，在全球變暖的背景下，桃花源機場附近的閃電活動呈現逐年增加的變化趨勢。由于雷暴是由于云中、云間、云地之間放電產生的，而且它是積雨云發展旺盛的產物。因此檢測閃電可從觀測雷暴云開始。當出現積雨云時，應特別注意對雷暴的觀測。經驗表明，當早晨有堡狀高積云或絮狀高積云時，表示這個高度上氣層不穩定，潮濕氣層中存在強烈的亂流混合。當上升氣流沖破穩定層時，就會形成對流天氣。此時應特別關注天氣發展，航班進出港應盡量避免在閃電高發時段。

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