蘭州機場1996-2010年夏季最高溫度變化特征分析

摘 要：本文主要利用中川機場1996-2010年夏季6、7、8月份的日最高溫度資料分析其變化特征，結果表明，中川機場近15年夏季年平均最高氣溫呈上升趨勢，最高溫度與最低溫度相差1.2度，且存在4-6年的周期振蕩變化特征;夏季日平均最高溫度峰值主要在7月下旬和8月上旬。

關鍵詞：中川機場;最高溫度;變化特征

氣溫對飛機的飛行性能和航空的經濟效益的影響是多方面的，特別在海拔高于1500米的高原機場和高高原機場更為明顯。蘭州中川機場標高1947.20 m，作為中西部地區高原機場的典型代表，[1]2016年夏季高峰日保障架次突破300架次，且日高峰起降時段集中在中午前后，氣溫對飛機性能及經濟效益的影響尤為顯著。ICAO建議在飛機起飛前2h對發動機進氣口高度的氣溫預報要精確到±2℃，突顯了氣溫預報的重要性。因此，本文利用中川機場夏季最高氣溫資料對中川機場15年來夏季最高氣溫的變化及其相關特征作了研究，從氣溫角度出發，探索中川機場夏季最高溫度的變化趨勢，為保障飛行安全和提高航空公司的經濟效益提供一定的參考。

1 溫度對飛行的影響

飛機在飛行過程中，首先考慮的是飛機的起飛和著陸，然而飛機的起飛和著陸在很大程度上取決于大氣狀態的物理特性。溫度是影響大氣氣壓和大氣密度變化的決定因素，進而影響飛行活動。首先，飛機的載重量受氣溫變化的影響，氣溫高于標準大氣溫度時，空氣密度變小，產生的升力也小，因而載重量減小，反之低于標準大氣溫度時，載重量增加。再次，氣溫影響飛機起降時的滑跑距離和起飛時的離地速度，主要表現在：氣溫增加10℃，起飛時滑跑距離增長11%，氣溫降低10℃，起飛時滑跑距離減少10%;而根據實驗在海平面附近溫度偏差±10℃，著陸時的滑跑距離變化±5%;同時氣溫偏差10%，飛機的離地速度變化1.75%，在高海拔地區氣溫變化的影響會相應的增大。[2]最后，氣溫對飛行速度、飛機升限、飛機的氣壓高度表和空速表都有很重要的影響。

2 中川機場夏季最高氣溫的年平均變化特征

中川機場1996-2010年夏季最高氣溫的年最大值和年平均值變化見圖1。近15年中川機場夏季最高氣溫的最大值均在30℃以上，平均值為32.92℃;2010年為最高，達36.5℃，最低出現在1998年，達30.8℃，兩者相差 5.7℃，年際變化較大，存在4個極大值，3個極小值，且年極大值和極小值不是連續出現，有周期振蕩的特點，振蕩周期約為3-6年。中川機場夏季最高溫度的年平均值在近15年的變化趨勢與最高溫度最大值的變化趨勢基本一致，存在4個峰值，3個谷值，平均值為250℃;年平均值的最高值為26.6℃，出現在2006年，最低是23.5℃，出現在1999年，二者相差3.1℃，說明夏季最高氣溫的年平均值變化振幅小;但最高氣溫的最大值與年平均值的峰值和谷值并不完全對應，即1998年最大值為谷值，1999年年平均值為谷值，2000年最大值為峰值，而平均值并不是峰值，這與馬鵬里等得出的高原山地氣溫變化特征一致。[3]同時可以看到夏季最高氣溫的年最大值和年平均值兩者相關性較好，相關系數為0.65，通過了顯著水平α=0.05的顯著性檢驗（rc=0.5）。

1996-2010年夏季最高氣溫平均值距平上2000年后負距平值出現明顯的減小趨勢，正距平值出現上升趨勢。2000年以后夏季最高溫度平均值主要表現為增暖趨勢，15年來增溫趨勢線斜率達0.13，只有在2003年、2004年和2007年表現的相對冷。對近15年夏季最高氣溫平均值距平進行顯著性檢驗，通過了信度α=0.05的顯著性檢驗（Fα=9.33>4.67），說明中川機場夏季最高溫度平均值增暖趨勢是顯著的，此結論和多位氣象工作者關于西北地區極高氣溫的變化趨勢研究結果是一致的。[4]

3 中川機場夏季日最高氣溫的變化特征

中川機場1996-2010年夏季日最高氣溫的平均值變化趨勢如圖2所示，近15年中川機場夏季日最高氣溫的平均值極大值為28.2℃（7月23日），極小值為21.2℃（6月7日），變化趨勢呈雙峰值特征，5日滑動平均表現更加明顯;且前期溫度升高緩慢，呈波動上升趨勢，后期溫度降低迅速，呈線性下降趨勢。夏季日最高溫度平均值雙峰出現在7月下旬和8月上旬，出現大于27℃的極高溫度的時間主要集中在此時段內，此外，在此時段內存在一明顯的低值區，特別是7月26日日最高溫度平均值只有25.3℃，這主要與7月下旬后期出現的天氣事件概率大有關。[5]

4 中川機場夏季最高氣溫大于30℃的日數變化特征

夏季高溫對飛機限載的影響由機型及飛機性能等條件制約，一般溫度在25℃或26℃開始限載較嚴重，當溫度高于30℃飛機限載特別嚴重，因此分析高于30℃日數變化特征有重要的實際意義。1996-2010年間，中川機場夏季最高氣溫大于30℃的日數平均為9.6日，出現天數最多在2006年，為21日，最少出現在2003年，僅為5日。年均日數呈現出寬幅振蕩特點，特別在2000年以后，大于30℃的平均日數增大為10.8日，較15年平均天數多了1.2日，高溫日數的增加也說明了2000年以后中川機場的氣溫有增暖趨勢。

通過分析統計6-8月各旬高于30℃日數及其所占比重得出，中川機場夏季高溫日數主要集中在7月各旬和8月上旬，占79.86%，特別在7月下旬和8月上旬高溫日數達到71日，占到49.3%，幾乎占到高溫日數的一半，說明中川機場夏季高溫主要發生在這段日期，與4.1得出的結論相符;6月上、中旬與8月中、下旬出現高溫日數的頻次較低，只占到總數的13.19%。

5 總結及討論

通過對蘭州中川機場夏季最高溫度年際變化特征和日變化特征分析，同時考慮氣溫對航空器的影響，得出以下主要結論：

（1）中川機場夏季最高氣溫的年平均值有周期振蕩特點，振動周期約3-6年;夏季最高氣溫的極大值變化特征與其有很好的相關性。年平均值的距平變化表明，2000年以后中川機場夏季最高溫度平均值有顯著增暖特征。

（2）中川機場夏季日最高溫度極值變化無明顯特征，日最高溫度平均值呈現雙峰值特征，分別在7月下旬和8月上旬;五日滑動平均顯示期溫度升高緩慢，呈波動上升趨勢，后期溫度降低迅速，呈線性下降趨勢。

（3）中川機場夏季高溫日數主要集中在7月各旬和8月上旬，其中7月下旬和8月上旬高溫日數占了總數的49.3%。

參考文獻：

[1]蘭州中川機場航空氣候志（修訂版）.

[2]民航西北地區航空氣象預報專業培訓教材（第二分冊）.

[3]馬鵬里，等.我國西北地區地面最高和最低氣溫變化及分布的特征.高原氣象，2002，21.（5），209-213.

[4]楊寶玲，等.西北地區夏季極端高溫異常特征及其成因.農業科學研究，2014，1，20-28.

[5]李棟梁，等.蘭州溫度變化的氣候特征.高原氣象，1993，12（1），18-26.

作者簡介：曾祥耀（1982-），男，山東鄆城人，研究方向：航空氣象預報。