胡業驍
摘要:颮現象按定義可理解為一種突然發生持續時間短暫的強風,颮往往帶來多種氣象要素的劇烈變化,對飛機的起降等危害較大。準確的對颮現象進行判定對航空安全意義重大,但在實際工作中,觀測員往往因對颮現象的認知不足或存在偏差等導致漏、誤記颮現象。本文主要從天氣學和實際工作角度對颮現象進行了分析,提出了參考觀測方法,并根據颮現象的特征對其對航空安全的意義進行了總結。
關鍵詞:民航;颮;觀測
對颮現象的判定和記錄,在實際氣象觀測工作中普遍反映容易出現漏記或誤記等現象,容易將颮現象與一些天氣過程混淆。颮現象是一種對航空安全影響十分重大的重要天氣現象,漏記或誤記此現象都有可能對航空安全造成重大影響。
1 颮
1.1 定義
《民用航空氣象地面觀測規范》(AP117TM02R1)中颮定義為:突然發生的持續時間短促的強風。常伴隨雷雨出現。出現時常伴有風向突變、氣溫劇降、氣壓急升等現象。颮是強對流天氣系統附帶的一種天氣現象,它的產生與強冷鋒過境或積雨云強烈發展有關。判定標準為:當觀測到的風速急劇增大了至少8米/秒,風速達到8米/秒或以上,且至少維持一分鐘時,應所使用簡語SQ編報颮(當風速達到大風標準時,紀要欄還應當加記大風現象)。[1]
《民用航空氣象地面觀測技術手冊》(以下簡稱《手冊》)中對颮定義為:突然發生的持續時間短促的強風。常伴隨雷雨出現。出現時常伴有風向突變、氣溫劇降、氣壓急升等現象。判定標準為:當觀測到的風速急劇增大了至少8米/秒,風速達到8米/秒或以上,且至少維持一分鐘時,應所使用簡語SQ編報颮(當風速達到大風標準時,紀要欄還應當加記大風現象)。 [2]
《中國民航行業標準 民用航空氣象第6部分:電碼》MH/T 4016.62007(以下簡稱《標準》)中5.2.8.19中規定“當觀測到的風速急劇增大了至少8米/秒,風速達到8米/秒或以上,且至少維持一分鐘時,應所使用簡語SQ編報颮” [3]。
1.2 成因
颮現象經常發生于穩定性及其不穩定的大氣團中,向上攀升的氣流經常產生于這種不穩定的大氣團中,并由此演變為具有強對流性質的積雨云(CB),在這種強對流云中云滴通過碰并等相互作用體積不斷增加,當增大到一定程度時,不斷下沉的云滴通過摩擦等作用力使氣團中的上升氣流逐漸轉變為下沉。當氣流不斷下沉至地表時就會由下沉轉變為向四周擴散,這股氣流的的垂直方向位能也就轉化為水平方向的地表氣流;風向便突然改變,風速也立即增大,陣風風速可達20米/秒以上,這就是颮現象。
因為颮現象是強對流性天氣產生時經常附帶的天氣現象,所以經常在積雨云或者冷鋒來臨之前出現,以3~9月居多。
1.3 特征
根據文獻中對多地歷史記錄進行樣本采樣后的統計結果顯示,采集樣本中颮現象出現時氣壓升高的極大值為3hPa左右,氣溫下降的極大值為10 ℃左右,濕度上升的極大值為40%左右,平均風速增加的極大值為13米/秒左右,風向變化的極大值為180°左右。
根據定義及統計結果可知颮現象主要以“突然發生”、“持續時間短促”及“強風”為特征,風向突變、氣溫劇降、氣壓急升等亦是颮現象常伴隨發生的氣象要素變化,但并非決定性要素。
2 颮現象的判定
鑒于觀測員對于颮現象和颮線等天氣過程的混淆,為了進一步明確如何判定颮現象,我們先對幾種天氣過程過境時地面測站天氣現象的變化情況進行一定的了解。
雷暴單體在經過站點時,在對流強盛的積雨云下方,由于強對流云中下降的雨滴,在云層底部由于冷卻作用組成了具有較高比重特征的冷氣流,當這些高密度冷空氣下降到近地表面不斷沉積成為冷性中高壓,其中向外溢出空氣在水平方向產生了較大的水平氣流,因此在地表附近造成風向突然轉變,風速突然增加的大風。這種雷暴單體過境時常出現颮現象。單體積雨云的演變歷程和組成特點也是其經過站點時出現氣壓突然升高,溫度劇烈下降并且一般伴隨閃電、陣性降水、冰雹等天氣現象。
鋒面是冷氣團和暖氣團交界區域的一個面,鋒面經過站點時經常會附帶很多短暫發生的天氣現象,并且溫度、氣壓、風向風速等肯定會產生很大的差值。颮線也經常發生在冷鋒的前方或暖鋒的后方。當積雨云單體凝聚成團時則組成雷暴群,雷暴帶(颮線)則為積雨云單體呈帶狀排列。雷暴群、颮線與單體的區別只存在于形成的程序和組成的方式中,在這些天氣系統從站點移過時出現的天氣現象卻是大同小異。要在經過站點的剎那間判斷出是否為颮線是很難的,并且颮線從天氣系統的尺度上來講,一個中尺度的天氣系統理論上是不能由一個單獨站點的資料來確定的。綜上所述,民航地面氣象觀測中所規定記錄為天氣現象記錄的颮和颮線并不能混為一談。颮現象只是天氣現象,而颮線則是一種中尺度天氣系統。有颮線經過站點時經常會出現颮現象,個別站點受到地形等各種復雜因素的影響也有可能不出現颮現象,但是有颮現象出現時卻有很多情況都不是颮線經過站點。
根據以上內容,可以推斷在鋒面和雷暴單體以及颮線經過站點時颮現象的特征都有可能出現。在決定是否記錄颮現象時我們的首要根據是風速增加的幅度是否達到了相關規范標準的要求,并且符合颮現象的定義。對于此次颮現象是什么天氣過程產生的或者此次颮現象是否與颮線有關,則是在日常觀測工作中遇到颮現象時沒有辦法也沒有必要考慮的。
以保障航空安全的角度來看,風速的突增是颮現象最直接的反應,其他包括溫、壓、濕等颮現象常伴的漸變天氣要素均需要一定時間才可以體現,由于颮現象持續時間短促當從這些漸變的要素中判定出颮現象時,颮現象可能已經在本場結束,此時判定颮現象就也失去了對保障航空安全意義上的時效性。
3 小結
根據颮現象的定義,結合颮現象的特征,可知《民用航空氣象地面觀測規范》(AP117TM02R1)中對颮現象的判定標準是在充分考慮到航空安全的需要和機場氣象臺的實際情況進行制定的,完全適用于機場氣象臺觀測員對颮現象的判定,其他氣象要素的變化及當時的天氣形勢可在此次天氣過程結束后對比颮現象的出現終止時間進行延伸研究而不宜作為機場氣象臺觀測員在颮現象出現時作為判定其存在的依據。
參考文獻:
[1]周建華.民用航空氣象地面觀測技術手冊[Z].北京:中國民航總局空中交通管理局,2007
[2]沈太林.颮與颮線[J].干旱氣象,1989,(2):33.
[3]于瑞波,尹新燕,安冬亮.颮的判定技巧與莫索灣地區颮的變化趨勢分析[J].石河子科技,2009,(5):3637.