淺談幾種主要影響麗江機場航班運行的氣象要素

王琦

（云南機場集團有限責任公司麗江機場 云南麗江 674100）

淺談幾種主要影響麗江機場航班運行的氣象要素

王琦

（云南機場集團有限責任公司麗江機場 云南麗江 674100）

航空器飛行安全受飛行質量、飛行技術和氣象因素等影響。本文圍繞對流云，雷暴，地形風，低能見度等主要影響麗江機場航班運行的天氣現象進行分析統計，總結各類天氣現象對航班運行的影響，季節性特征以及基本預報思路。本文首先對氣象要素進行介紹，再分別探討具體的氣象要素對飛行安全的影響途徑。最后圍繞幾種主要影響麗江機場航班運行的天氣現象進行探討。

航空；飛行安全；氣象要素；麗江機場

引言

飛機在進近著陸過程中通常要減速飛行，飛機飛行高度較低，機動性能差，易受外界力量的影響，幾乎所有氣象要素在這個階段都會對飛行造成嚴重影響。麗江市地處云南省西北部，屬青藏高原與云貴高原交界的橫斷山脈地區，平均海拔超過2000m。最高處玉龍雪山扇子陡海拔高度為5596m，最低處金沙江河谷為1027m，海拔高差達4569。麗江機場位于麗江市西南，與大理和鶴慶縣北部相毗鄰，海拔2242.6m，跑道長為3km，呈東北西南走向，處于一個倒V字型的小盆地中，在機場北面，距其約47km處為海拔5596m的玉龍雪山，東西兩側的山脈海拔約為3600M，凈空條件較差，冬季多大風，夏季多雷雨。由于麗江機場獨特的地理條件形成其特殊的氣候環境，因此有必要對影響航空飛行安全的各種氣象要素進行探究。

1 氣象要素對航空飛行的影響

造成航空器飛行事故的主要影響因素之一就是惡劣的飛行條件引起的航空器飛行受限，主要表現為飛行事故和航班延誤。

（1）由于惡劣的氣象條件極易造成的飛行隱患，甚至于飛行事故。而飛機著陸階段是飛行過程中最容易發生事故的階段，此類事故占總飛行事故的61.7%。造成這類現象的主要原因是飛機著陸階段，不斷降低的動能迫使飛機機動性能降低，容易受到外界隱患力量的干擾造成危險。

（2）盡管機場的助航設施和飛機的性能日益完善，但是惡劣氣象條件和局地小氣候仍然不同程度的影響著機場和航路，會迫使航班延誤，從而引起大量的旅客滯留。特別是雷暴、強降水、低能見度、大風等不利飛行的天氣，是迫使航空器飛行延誤的主要因素。

2 分析影響麗江機場航班運行及飛行安全的幾種主要氣象要素

2.1 雷暴對飛行的影響以及雷暴的預報

2.1.1 麗江機場的雷暴特點及其對飛行的影響

雷暴是由對流旺盛的對流云發展而來的伴有閃電雷鳴的局地風暴，發展過程中出現的對流云也是影響航班運行的一個重要因素。麗江機場處于暖溫帶，屬于低緯高原季風氣候，夏秋季節高溫多雨，空氣常處于暖濕不穩定狀態，極易形成雷暴，雷暴分為系統性雷暴和局地性雷暴。系統性雷暴主要有鋒面雷暴、高壓槽和切變線雷暴、低渦雷暴和副熱帶高壓西北部雷暴，還有少見的臺風倒槽雷暴。局地性雷暴主要為熱雷暴、地形雷暴。就影響麗江機場雷暴而言，雷暴活動具有很強的季節性，主要集在夏秋兩季，根據對近5年來雷暴日數統計來看，麗江機場雷暴出現月份為每年3～11月之間，其中2010年8月出現月雷暴日數最大值為20日，2011年出現年雷暴日數最大值為70日，最小年雷暴出現月數為6個月，為2009年5～10月，最大年雷暴出現月數為8個月，為2011年3～10月。（圖1）由于本機場地處山區，南北較為開闊，而東西兩面均是大山阻擋，距離大山最遠距離為4000m，最近僅為2000m，兩山海拔均為3600m左右，因此出現較多的雷暴多為局地性雷暴，雷暴常沿山脈移動，由于抬升作用，會呈現加強趨勢，強盛的對流云越山而過，局地性雷暴持續時間通常較短，一般在0.5～1h之間，此種雷暴形式多出現面積較小，移動較快，出現頻率較多等特點，局地雷暴除了與本地區獨特地理位置有密切關系外，還與熱力因子有密切的聯系，據對近5年來月平均氣溫的統計來看，每年最高月平均氣溫均出現在5～7月間，這段時間也是麗江機場局地熱力性雷暴多發期，其中2013年6月出現5年中月平均氣溫最大值為20.3℃，以2014年6月5日出現的雷暴為例，雷暴出現時間于16時22分至17時05分結束，僅僅持續43min，從實況觀測記錄顯示，當日最高溫度出現在16時01分為30.5℃，14時之前本場均為少云到疏云天氣，對流云出現時次為15時至18時僅僅4h。而由于較大尺度天氣系統的影響出現的系統性雷暴通常持續數小時或十多個小時，系統性雷暴多呈現面積較大、移動較為緩慢、受地物影響較小、持續時間較長等特點。其移動方向一般沿700hpa高空引導氣流移動，并略偏于700hpa高空引導氣流右側。以2014年6月28日出現雷暴為例，雷暴于17時11分至次日00時48分結束，持續時間長達8h之久，從實況觀測記錄顯示，28日到次日16時均為多云到陰天氣，單日14時至次日02時均有對流云存在，當日最高溫度為27.3℃出現在15點49分。此種雷暴形式也是對機場運行影響最為嚴重的一種天氣現象，常常造成大面積航班延誤或滯留機場無法起飛。

圖1 2010～2014年雷暴日數統計

在對流云發展旺盛階段出現的強降水和雷暴大風也是對航班起降影響最為嚴重的兩種天氣現象，由于對流云發展旺盛產生強降水帶動周圍空氣產生強大的下擊暴流（下擊暴流是一種突發性的強下沉氣流），它會改變飛機的正常飛行速度，對飛機的起飛和著陸造成嚴重威脅。由于本機場主降跑道為20號，如雷暴處于本場南面且發展較旺盛時，風向通常會指向雷暴方向，且風速通常較大，飛機無法使用20號進近（如遇特殊情況，飛機將無法復飛）或起飛，雷暴大風通常在5m/s以上而不能正常使用02號進近或起飛，同樣如雷暴在本場北面時飛機也無法正常進近或起飛。

2.1.2 麗江機場雷暴的基本預報方式

由于雷暴對飛行安全的極大威脅，對其準確的預報也就顯的尤為重要，產生雷暴有三個必要條件：充沛的水汽條件，大氣層結不穩定以及必要的觸發機制（足夠的沖擊力）。

水汽條件方面麗江機場一般著重關注孟加拉灣地區的水汽輸送，即南支槽對本地區的影響，以及西太平洋地區水汽通過副熱帶高壓的輸送。

判斷大氣層結穩定度的指數有幾種，如沙氏指數SI，總指數TT，K指數，對流有效位能等，但是麗江機場地處高原，平均海拔都在850hpa等壓面以上，考慮適應于機場的穩定度指數為K指數，以及對流有效位能CAPE。一般K指數≥28℃時，本場出現雷暴可能性較大，并且相對維持時間較長，當K指數在26.5～28℃之間時，有可能產生雷暴，若K≤26.5℃時，出現雷暴可能性較小。Micaps2.0版中正能量面積（即位于狀態曲線左方和層結曲線右方之間的面積）或者說對流有效位能CAPE面積，即從自由對流高度（LFC）至平衡高度（EL）所圍成的區域面積。CAPE的數值越大，則CAPE能量釋放后形成的上升氣流強度越強。

地理因素和熱力條件是麗江機場局地性雷暴產生的主要觸發機制，此類雷暴持續時間較短，對流云影響范圍較小。局地性雷暴形式應著重關注本場熱力條件（通常在14～18時前后發展到成熟階段），水汽條件以及對雷達圖的連續監控。一般局地性影響時間為30～60min之間。系統性雷暴的預報主要關注影響麗江機場產生雷暴的天氣系統，主要包括地面鋒，高空槽、切變線，低渦（西南渦）以及副熱帶高壓系統，還有高空急流，臺風倒槽等，系統性雷暴持續時間較長，影響范圍較大。在判斷對流云及雷暴性質的同時還應考慮其移動方向，麗江機場較常用的一種方式是在考慮中低空引導氣流的同時參考多普勒雷達強度圖和速度圖，對照相應顏色可判斷強度，移向和移速，有時正速度區內會出現少量負速度區，如（圖2d）中顯示冷暖色調間分界較明顯，對流云系自西北向東南方向移動，且移動速度較明顯，對流云系影響本場時間則較短，如（圖2c）中顯示，對流云系正速度區域出現負速度，且強度圖顯示強度較強區域剛好位于本場20號進近方向，這種情況下通常移動較緩慢，對本場航班起降影響時間也較長。

圖2 多普勒雷達圖

2.2 風對飛行的影響變化規律以及造成此種風向變化的成因分析

2.2.1 風對飛行的影響

風影響飛機起飛和著陸的滑跑距離和時間。著陸時逆風便于修改航向，對準跑道，減少對地的沖擊力。順風起降時飛機空氣動力性能減小，增加了滑跑距離，處理不當會造成飛機沖出跑道。側風過大時可能導致飛行員操作困難，嚴重時可能導致飛機偏離跑道。

2.2.2 風向變化規律以及變化成因分析

由于麗江機場特殊地理環境因素，形成獨特的地形風，根據麗江機場氣象臺常年總結分析每日風向變化規律為19時至次日11時多為東北風，11時至19時多為西南風，（圖3）形成這種獨特的變化主要還是由于麗江機場獨特的地理位置造成的，麗江城區海拔2418m，麗江機場海拔高度為2242，海拔高差達176m，麗江玉龍雪山距離麗江城區約26km，成為一個冷源，城區由于海拔和雪山共同影響夜間地面降溫比機場區域快，氣壓升高也快，氣流由氣壓較高處向氣壓較低處流動，形成夜間偏北風的風向特點，清晨由于太陽輻射作用，氣溫逐漸升高，兩地地表溫度到11點左右逐漸趨于平衡，風向又轉為西南風。

圖3 2010～2014年累年風向風速變化頻率統計

2.3 能見度對飛行的影響以及對低能見度天氣預報

能見度與飛行活動關系很密切，惡劣的能見度是航空的障礙，嚴重威脅飛機起飛著陸的安全，也會給目視飛行造成困難。就本機場而言，造成低能見度的原因主要由于輕霧、霾、霧、以及中等強度以上的降水等天氣現象造成，其中降水現象造成長時間低能見度的的情況較少，出現霾時空氣濕度略低，造成能見度較低的情況也較少，由于本機場最低能見度標準為2000m（02號跑道）和1600m（20號跑道），據近五年歷史數據分析當能見度影響航班正常運行時均由輕霧或霧現象造成，在2010～2014年五年間，霧現象僅出現過12次，（圖略）而麗江機場出現的霧主要為輻射霧，輻射霧是由于地面輻射冷卻使地面氣層水汽凝結而形成的霧，（圖4）而出現此類霧主要有四個必要條件：氣層穩定、充沛的水汽、微風、逆溫層。所以在霧的消散時間的預報方面，主要考慮太陽輻射對地面升溫導致逆溫層瓦解，一般在日出后2～3h后消散。

圖4 2010～2014年逐月輕霧日統計

3 總結語

航空安全領域對航空氣象要素影響的研究才剛剛開始，各項技術手段和研究方向都處于探索階段，為了提高航空氣象預報的準確率和精度，提升航空飛行的安全度，作為民航技術人員，需要繼續的探索新的技術手段和管理模式，不斷降低航空氣象要素給航空飛行安全造成的影響。

[1]朱乾根.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，2005.

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