溫州機(jī)場大霧氣候特征分析

陳志平

(中國民用航空溫州空中交通管理站，浙江溫州325024)

0 引言

大霧是近地面氣層中懸浮有大量小水滴或冰晶而使能見度小于1 km的天氣現(xiàn)象。大霧對飛行的影響主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：(1)機(jī)場有霧會妨礙飛機(jī)的正常起飛和著陸，當(dāng)能見度只有幾十米時(shí)，根本無法起飛和著陸，甚至無法滑行，處理不當(dāng)極易造成飛行事故。特別是平流霧等具有移動性質(zhì)的霧，生消突然，較難掌握，要特別注意;(2)當(dāng)航線上有霧時(shí)，會影響飛行員按地標(biāo)飛行;(3)霧還可以隨著溫度的升高而形成低碎云。所以霧是一種飛行危險(xiǎn)天氣，機(jī)場一旦被霧籠罩，飛機(jī)起降會有不同程度的危險(xiǎn)。溫州機(jī)場地處東南沿海，其有利的地理環(huán)境使得平流霧時(shí)有發(fā)生。許多研究表明，各地的大霧天氣都有其地方性特征。因此，分析機(jī)場大霧氣候變化特征，對于進(jìn)一步做好大霧的觀測、預(yù)報(bào)和預(yù)警等氣象服務(wù)，減輕大霧對飛行的影響等具有重要意義。

1 大霧年際變化分析

溫州機(jī)場1991—2010年近20 a平均大霧日數(shù)為39．3 d，其年際變化差異較大，最多年份大霧日數(shù)為62 d，出現(xiàn)在2005年;最少年份大霧日數(shù)僅為18 d，出現(xiàn)在2001年，前者是后者的3．4倍。從大霧日數(shù)年際變化圖(圖1)可以看出，其年變化呈現(xiàn)周期性，期間出現(xiàn)5個(gè)峰值點(diǎn)和4 個(gè)谷值點(diǎn)，其中1994，1998，2003，2005 年和2010年是5個(gè)峰值點(diǎn)，大霧日數(shù)分別為43 d，51 d，50 d，62 d 和 48 d，可以看出，平均每隔4～5 a出現(xiàn)一個(gè)峰值點(diǎn);1995，2001，2004年和2008年是4個(gè)谷值點(diǎn)，大霧日數(shù)分別為22 d，18 d，40 d和 48 d。經(jīng)計(jì)算，1991—2000 年 10 a平均大霧日數(shù)為34．2 d，2001—2010年10 a平均大霧日數(shù)為44．3 d，后10 a大霧平均日數(shù)比前10 a多了10．1 d，可見近10 a來，大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢。這與全球氣候變暖趨勢、城市熱島效應(yīng)越來越明顯有關(guān)。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式

可以計(jì)算出溫州機(jī)場1991—2010年大霧日數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差 σ≈11．1。根據(jù)世界氣象組織(WMO)的規(guī)定，大霧日數(shù)距平(△S)的絕對值|△S|達(dá)到1．3σ的事件稱為嚴(yán)重事件，|△S|達(dá)到2σ的事件稱為異常事件。因此，只要當(dāng)距平達(dá)到14．4時(shí)，可稱為嚴(yán)重事件;當(dāng)距平達(dá)到22．2時(shí)，可稱為異常事件。從表1可見，溫州機(jī)場在近20 a中共出現(xiàn)2個(gè)嚴(yán)重事件年份，即1995年和2001年，均為負(fù)距平，說明大霧日數(shù)嚴(yán)重偏少;1個(gè)異常事件年份，即2005年，正距平達(dá)22．7，比年平均大霧日數(shù)增加了57．8%，說明大霧日數(shù)異常偏多。大霧嚴(yán)重偏少事件和 異常偏多事件的原因仍有待于進(jìn)一步分析和研究。

圖1 溫州機(jī)場1991—2010年大霧日數(shù)年際變化圖

表1 溫州機(jī)場1991—2010年大霧日數(shù)距平統(tǒng)計(jì)

2 大霧月際變化分析

分析溫州機(jī)場1991—2010年各月大霧資料，發(fā)現(xiàn)每個(gè)月都有大霧發(fā)生，從圖2可以看出，大霧日數(shù)月際變化曲線呈單峰單谷型，峰值出現(xiàn)在4月份，為8．2 d，占全年平均大霧日數(shù)的20．9%;谷值出現(xiàn)在 9 月份，為 0．3 d，僅占全年的0．8%。從11月份至次年的6月份為大霧的多發(fā)期，共36．6 d，占全年的93．1%，其中尤以3—5月份為高發(fā)期，共21．4 d，占全年的54．5%。

圖2 溫州機(jī)場1991—2010年大霧日數(shù)月際變化圖

各季出現(xiàn)大霧日數(shù)的平均頻率分布，春季最多為21．4 d，占全年平均大霧日數(shù)的54．5%，冬季次之為 9．5 d，占 24．2%，秋季最少為3．0 d，占 7．6%，夏季為 5．4 d，占 13．7%(見表2)。由此看出，春季能見度最差，冬季次之，其次是夏季，秋季能見度最好。大霧日數(shù)的月際變化特征與天氣系統(tǒng)的變化是密切相關(guān)的，春季北方冷空氣頻繁，南方暖濕氣流活躍，機(jī)場常處于鋒前暖區(qū)，當(dāng)遇海上平流至機(jī)場的暖濕空氣，在近地面經(jīng)過冷卻后易形成逆溫層，從而容易形成大霧;冬季由于受大陸冷高壓控制，暖濕空氣相對較弱，大霧多以輻射霧的形式為主;夏季的大霧主要是梅雨、臺風(fēng)等導(dǎo)致的強(qiáng)降水形成的;而秋季天氣穩(wěn)定，淺層不易形成穩(wěn)定的層結(jié)，故不利于霧的生成。

表2 溫州機(jī)場1991—2010年大霧平均日數(shù)月統(tǒng)計(jì)

3 大霧日變化分析

大霧的日變化比較明顯，其變化曲線呈單峰單谷型(圖3)，一天13 h 08—20時(shí)(北京時(shí)，下同)中，峰值區(qū)出現(xiàn)在08—10時(shí)，08時(shí)、09時(shí)和10時(shí)出現(xiàn)頻率分別占 22．8%，10．9%和6．3%，3者頻率之和為 40．0%;13—16 時(shí)均為谷值區(qū)，曲線比較平緩，但可以看出，下午14時(shí)開始曲線呈緩慢上升趨勢。故總體而言，大霧出現(xiàn)頻率為08時(shí)左右最高，之后迅速降低，11時(shí)后逐漸降低，至14時(shí)達(dá)最低，之后又呈逐漸增加趨勢，傍晚17時(shí)后開始出現(xiàn)次高峰。對機(jī)場進(jìn)出港航班而言，除個(gè)別駐場公司航班在本場8時(shí)左右起飛外，其它大多數(shù)航班均在10時(shí)后在本場起降，因此也就避開了大霧的最高峰時(shí)段，但仍需注意傍晚開始后的次高峰時(shí)段。

圖3 溫州機(jī)場1991—2010年各季逐時(shí)大霧發(fā)生頻率

從各季逐時(shí)發(fā)生大霧的頻率看，其變化曲線有明顯不同(圖3)。大霧集中發(fā)生在春季和冬季，夏季和秋季除了早晚略有出現(xiàn)外，基本沒有出現(xiàn)大霧。春季曲線和冬季曲線的區(qū)別主要體現(xiàn)在，前者起伏程度較后者明顯，前者峰值遠(yuǎn)高于后者，但其谷值卻明顯低于后者。春季大霧的逐時(shí)變化曲線呈“兩頭多、中間少”的特征，其中尤以08—10時(shí)最多，占58．7%，10時(shí)以后逐漸減少，13—16時(shí)頻率幾乎為0，16時(shí)以后頻率又逐漸開始增加，17—20時(shí)占30．1%;冬季變化曲線比較平緩，全天各時(shí)次出現(xiàn)頻率較平均，無大起大落現(xiàn)象;夏季09—15時(shí)從未出現(xiàn)過大霧;秋季09—19時(shí)也從未發(fā)生過大霧。

4 大霧持續(xù)時(shí)間分析

溫州機(jī)場各季大霧持續(xù)時(shí)間統(tǒng)計(jì)見表3，表中以1，4，7，10 月份分別代表冬、春、夏、秋季，可以看出，大霧持續(xù)時(shí)間主要集中在0～1 h，共為15．6次，占各季總次數(shù)的60．9%;其次為1～2 h，共為5．6 次，占各季總次數(shù)的 21．9%，其中夏季和秋季的大霧持續(xù)時(shí)間全部集中在2 h以內(nèi);持續(xù)2 ～4 h的為3．7 次，占 14．5%;持續(xù)在4 h以上的僅為0．7次，占年總次數(shù)的2．7%。從表中還可看出，大霧持續(xù)時(shí)間在4 h以內(nèi)的平均次數(shù)，春季要明顯多于其它各季，但持續(xù)時(shí)間在4 h以上的平均次數(shù)，冬季要多于其它各季。

對各季大霧持續(xù)時(shí)間分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以得出，冬季主要集中在0～1 h，為3．4次，占總次數(shù)的 49．3%，其次為 2～4 h，為 1．6次，占23．2%，再次為 1 ～2 h，為 1．3 次，占 18．8%，4 h以上的僅為0．6次，占8．7%;春季主要集中在0 ～1 h，為 10．2 次，占總次數(shù)的62．6%，其次為1 ～2 h，為3．9 次，占23．9%，再次為2 ～4 h，為2．1 次，占12．9%，4 h 以上的僅為 0．1 次，占0．6%;夏季全部集中在2 h以內(nèi)，其中持續(xù)0～1 h的為1．6次，占總次數(shù)的88．9%，1～2 h的為0．2次，占11．1%，;秋季與夏季類似，也是全部集中在2 h以內(nèi)，持續(xù)0～1 h和1～2 h的次數(shù)分別為0．4和0．2次，各占總次數(shù)的66．7%和 33．3%。

另外，從歷年資料統(tǒng)計(jì)看，大霧持續(xù)時(shí)間最長的出現(xiàn)在冬季，即2006年1月15日，持續(xù)時(shí)間長達(dá)11 h 50 min;春季次之，最長持續(xù)時(shí)間為6 h 1min，發(fā)生于2004年4月12日;夏季和秋季最長持續(xù)時(shí)間最短，均為1 h 50 min，夏季分別出現(xiàn)在1993年7月4日和1999年7月16日，分別出現(xiàn)在1998年10月30日和1998年10月31日。

表3 溫州機(jī)場1991—2010年大霧持續(xù)時(shí)間的平均次數(shù)

5 大霧天氣背景類型

從近20 a統(tǒng)計(jì)資料看，影響溫州機(jī)場的大霧主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧。輻射霧是冬季影響本場最多的一種霧，它的生消時(shí)間有較明顯的規(guī)律性，多產(chǎn)生于后半夜到早晨，以日出不久為最多，其消散時(shí)間與日出時(shí)間和日出后氣溫升高的快慢有直接的關(guān)系，一般日出后2 h左右即可消散，但在冬季，由于日出后氣溫升高慢，且霧的濃度大，因而持續(xù)時(shí)間較長，往往到10時(shí)后才能消散，最長的可持續(xù)10 h以上;鋒面霧的特點(diǎn)是形成時(shí)間不固定，在一天中任何時(shí)間均可生成，一般維持時(shí)間不長，通常隨鋒面的過境或低壓中心的移出而消散，但靜止鋒附近的霧，常常伴有毛毛雨或低云，且時(shí)好時(shí)壞，維持時(shí)間較長，須引起注意;平流霧是春季影響本場最多的一種霧，它的生消時(shí)間不像輻射霧那樣具有規(guī)律性，一天之內(nèi)任何時(shí)間均可生成，但相對集中在下午到傍晚。消散時(shí)間多集中在晚上，平流霧持續(xù)時(shí)間的長短懸殊很大，短的僅為幾分鐘，長的可維持?jǐn)?shù)小時(shí)，而且有時(shí)霧的濃度大，變化快，來去匆匆，難以把握，對飛行的影響較大，實(shí)際工作中應(yīng)引起高度重視。

6 結(jié)語

(1)機(jī)場平均大霧日數(shù)為39．3 d，年際變化差異較大，共出現(xiàn)2個(gè)嚴(yán)重事件年份和1個(gè)異常事件年份，近10 a來，大霧日數(shù)呈明顯上升趨勢。

(2)機(jī)場大霧日數(shù)的月際變化曲線呈單峰單谷型，峰值出現(xiàn)在4月份，谷值出現(xiàn)在9月份，3—5月份為高發(fā)期。各季出現(xiàn)大霧日數(shù)的平均頻率分布，從高到低依次是春季、冬季、夏季和秋季，大霧日數(shù)的月際變化特征與天氣系統(tǒng)的變化是密切相關(guān)的。

(3)機(jī)場大霧的日變化曲線呈單峰單谷型，峰值區(qū)出現(xiàn)在08—10時(shí)，谷值區(qū)出現(xiàn)在13—16時(shí)。對機(jī)場進(jìn)出港航班而言，除個(gè)別駐場公司航班在本場8時(shí)左右起飛外，其它大多數(shù)航班均在10時(shí)后在本場起降，因此也就避開了大霧的最高峰時(shí)段，但仍需注意傍晚開始后的次高峰時(shí)段。

(4)機(jī)場大霧持續(xù)時(shí)間主要集中在0～1 h，大霧持續(xù)時(shí)間在4 h以內(nèi)的平均次數(shù)，春季要明顯多于其它各季，但持續(xù)時(shí)間在4 h以上的平均次數(shù)，冬季要多于其它各季。夏季和秋季發(fā)生大霧的持續(xù)時(shí)間全部在2 h以內(nèi)。

(5)影響機(jī)場的大霧類型主要有輻射霧、鋒面霧和平流霧。輻射霧生消較有規(guī)律性，鋒面霧和平流霧卻不同，一天之內(nèi)任何時(shí)間均可生成，平流霧有時(shí)具有濃度大、變化快的特點(diǎn)，對飛行的影響較大，實(shí)際工作中應(yīng)引起高度重視。

［1］ 陳廷良．現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)航空氣象學(xué)［M］．北京：氣象出版社，1992：162-168．

［2］ 章澄昌．飛行氣象學(xué)［M］．北京：氣象出版社，2008：83-85．

［3］ 趙樹海．航空氣象學(xué)［M］．北京：氣象出版社，1994：194-201．

［4］ 陳志平．溫州機(jī)場飛行氣象條件分析［J］．浙江氣象，2010，31(3)：23-27．