三亞鳳凰機場2020年9月18日臺風“紅霞”天氣過程觀測質量分析

高敬悅

摘要：本文利用三亞鳳凰機場2020年9月18日當天17時-16時（文中所述時次均為協調世界時）的風向風速、溫度、相對濕度、場面氣壓、以及能見度的AWOS數據與人工觀測數據的對比來進行臺風“紅霞”天氣過程中出現的雷暴、大風和強降水的觀測質量分析，從而能夠了解到在此類天氣保障中的工作難點以及不足之處，進而從中汲取相關經驗和方法，使得氣象觀測員的技能水平以及保障服務質量得到提升。

關鍵詞：AWOS;人工觀測;觀測質量

引言

三亞鳳凰機場地處于低緯地區南海的海岸邊，受熱帶氣旋的影響次數較多，全年平均為5-6次，最多可達11次。9-10月由于副高中心位置北抬，本機場處于副高南側或西南側的偏東氣流中，此時熱帶天氣系統仍很活躍，易出現對流性天氣，甚至產生大風和強降水天氣[1]。臺風“紅霞”發生于秋季的9月，由于受到其外圍云系的影響本機場出現了復雜的天氣過程，對航班影響明顯。本文將結合AWOS數據與人工觀測數據進行對比分析來復盤觀測員的觀測工作，從而了解到此類天氣過程中的工作難點和需要進一步改進的地方，為后續應對該類天氣過程的觀測保障工作提供相應的經驗和參考。

1 天氣過程簡述

2020年9月18日，三亞鳳凰機場受到臺風“紅霞”外圍云系的影響，三亞終端內有長時間大范圍系統性對流天氣，本機場出現了雷暴、大風和強降水的天氣過程。當日上空的降水云系使得本機場長時間持續著小到中或大雨的天氣狀態，并伴隨短時大風和短時強雷雨。當日共有四段降水過程達到中等強度以上的降雨相繼出現，但是持續時間較短，最長持續時間為37分鐘，其中23：09-23：59時段出現一次雷雨天氣過程。19：41-22：58時段出現了三段大風天氣過程。日累計降水量達80.2mm;積雨云云量變化較小均為0-1個量;能見度在四段中等強度以上降水過程出現明顯的驟升驟降，甚至在早晨發生的雷雨過程中低至700米，同時陣雨的強度、風以及溫度的起伏變化較為波動，甚至出現雷雨、雨勢較弱以及大陣雨等轉折天氣。當日值班觀測員共發布10份特殊報，通報管制用戶達30余次之多，由此可見受到臺風外圍云系的影響時所出現的天氣過程是惡劣復雜又存在多變性。

2 AWOS數據與人工觀測數據對比分析

受到臺風“紅霞”外圍云系影響的天氣過程中各氣象要素多變，紀要欄的演變記錄主要集中于雷暴、大風和強降水上，現根據《民用航空氣象地面觀測規范》特殊報發報標準以及氣象臺與管制部共同擬定的工作協議，結合天氣過程中涉及的AWOS數據及人工觀測數據，針對風向風速、能見度、溫度、相對濕度、場面氣壓以及降水量等氣象要素進行對比分析。

2.1 雷暴天氣分析

本機場當日正處于臺風“紅霞”外圍云系，造成本次雷暴的主要天氣形勢是熱帶氣旋外圍雷暴。

在雷暴來臨前后以及過境時，各個氣象要素都會發生劇烈變化。對鳳凰機場2020年9月18日22：30-00：30期間瞬時觀測資料進行分析，其中對風向風速、相對濕度、溫度和場面氣壓的觀測資料的分析結果見圖1-3，結合當日氣象觀測薄紀要欄內雷暴的演變記錄內容：TS23：09SE-23：14E-23：19S-23：25SW-23：28W-23：59W

通過AWOS風向風速資料的分析（圖1）可見，雷暴來臨前風向變化平緩且較小，風速相對較小且有減弱的趨勢;雷暴發生時風向變化較大且會出現明顯的轉折，風速也相對較大高達15m/s，常常稱此為雷暴大風;雷暴發生一段時間瀕臨消失后風向又趨于平緩，風速又逐漸減弱。

根據圖2AWOS相對濕度變化資料可見，雷暴未來臨時相對濕度較小，隨著雷暴云團的逐漸逼近隨之而來的暖濕氣流使得濕度開始上升，到雷暴發生期間相對濕度一直維持在98%-99%之間。而在雷暴消失后相對濕度存在一個恢復期，而后才開始逐漸下降回彈。

由圖3AWOS場面氣壓和溫度變化資料可見，雷暴來臨前天氣悶熱氣溫高，當雷暴云團逼近時伴隨而來的冷空氣使得溫度驟然降低以及場面氣壓升高;而后在雷暴發生時，能量的聚集使溫度又開始升高，場面氣壓突降，沒多久又突然驟升呈現遞增狀態，這種氣壓突變形勢就是所謂的雷暴高壓，一次連續的雷暴過程每次所產生的場壓增加幅度并不大。

通過對處于臺風“紅霞”外圍云系影響下產生的雷暴天氣過程中這幾個氣象要素AWOS數據的分析，可以得出它們在不同時段的變化情況與本機場受到秋季熱帶氣旋外圍雷暴影響的天氣過程特征非常吻合。

2.2 大風天氣分析

根據圖4 9月18日AWOS瞬時風速日變化資料，以及大風的定義：大風是瞬間風速≥17m/s的風。圖中紅線標注處為達到大風的標準線。由圖中可以得出達到大風標準的天氣過程有三段，其大致分布的時段在19：40-23：00之間，最大風速達到20m/s。結合當日氣象觀測薄紀要欄內大風的演變記錄內容如下：

GA19：41-19：53 19（19：44）60 ?20：59-21：09 20（20：59）80 ?22：48-22：58 19（22：48）80

由此可見紀要欄記錄的演變內容與AWOS數據一致。

根據氣象觀測通報記錄本的記錄內容以及氣象臺與管制部共同擬定的工作協議，值班觀測員在20：11通報飛行服務室本場進入八級風圈，20：12向塔臺通報風速大于15m/s，由于夜間值班的疲勞困頓，值班員在大風的通報工作中稍有偏差，沒做到及時性，但這也因此能夠反映出復雜天氣保障工作在夜間的難處。

2.3 能見度分析

根據圖5 9月18日AWOS能見度10分鐘平均值變化資料，結合當日氣象觀測薄紀要欄內陣雨的演變記錄內容如下：

SHRA（2800）22：55-（2000）23：01-+SHRA（1400）23：09-（700）23：16-（1200）23：28-

-SHRA（4000）23：32-00：35

-SHRA00：54-SHRA01：21--SHRA01：26-SHRA01：36-（2500）01：40--SHRA（5000）01：43-02：18

？02：29-SHRA（2500）02：38-（2800）02：43-（2500）02：55-（1500）02：57-（1800）02：59-

（2500）03：00--SHRA（4000）03：02-03：12

08：48-SHRA（2000）09：05--SHRA（7000）09：15-09：50

圖5中紅線標注處為本機場主導能見度特殊天氣報告發布標準值3000m，同時也是地面觀測薄紀要欄內主導能見度演變記錄的標準值。由圖中可以看出臨近23：00-23：30與02：00-03：00時段主導能見度是低于3000米，其中23時16分能見度為最低值700m，與紀要欄①和③的記錄內容非常的一致，由此能夠呈現出觀測員的技能水平是過硬的;在01：00-02：00時段紀要欄②只記錄在01：40能見度為2500m;在09：00-10：00時段紀要欄④記錄在09：05能見度為2000m。②④段記錄的能見度演變與AWOS數據略有偏差，反映出在復雜天氣保障工作時由于天氣變化多端易出現疏漏點。

2.4 降水量分析

根據《民用航空氣象地面觀測規范》里關于降雨強度的定量標準：降雨強度≤2.5mm/h為小雨，降雨強度在2.6-8.0mm/h為中雨，降雨強度≥8.1mm/h為大雨[2]。圖6中綠色線代表達到中雨降水標準，紅色線代表達到大雨降水標準。結合當日觀測員發布的氣象報文所示，中陣雨降水報文的時次為01時23分和41分、02時38分、03時與09時10分，對比圖6可以所見02時、03時與10時為達到中雨的降水量;大陣雨降水報文的時次為23時09分和16分，對比圖6可看出00時是達到大雨的降水量;不足之處是04時的中陣雨在氣象報文中沒有相應的呈現，偏差之處也正是反映出在復雜天氣保障工作時觀測員沒有很好的利用自觀設備界面顯示的AWOS數據作為參考。

3 觀測過程

當日值班觀測員交接班完畢后，詢問預報值班員臺風“紅霞”目前動向以及后續動態，得知本場將會受到其外圍云系的影響，后續會出現雷暴、大風、強降水等惡劣天氣，觀測員便做好萬全準備來應對復雜天氣的保障工作。在值班期間實時跟蹤其移動路線以及發展動態，多加查看衛星云圖以及雷達回波，嚴密監控自動觀測設備各個氣象要素的變化情況，同時增加戶外觀測實況天氣的次數。

夜間17時本場已經是氣壓值為1000hPa的低氣壓狀況;17時21分本場下起了小陣雨，18時陣風已達到12m/s，氣壓開始低于1000hPa;19：41-19：53時段出現了一段大風天氣，其最大風速為19m/s，對應的風向為60度;20：59-21：09時段又有一段大風天氣，其最大風速為20m/s，對應的風向為80度;21時整點實況為小雨，風速為12m/s，陣風達到20m/s，至22時35分本場下了三段時長20-30分鐘的弱降水;22：48-22：58時段又出現大風天氣，其最大風速為19m/s，對應的風向為80度;22時19分，本機場南面有帶狀對流云團的強度加強且向西北方向移動;22時55分，對流云團覆蓋本場，出現中陣雨天氣，23時整點實況：中陣雨，能見度為2800米，云況為：3個450m碎雨云量，0個800m積雨云量，7個1200m層積云量;23時09分，覆蓋本場的對流云團上岸，下墊面改變后加強，中陣雨加強至大陣雨，東南面聞雷，本場出現強雷雨天氣，積雨云量增加至1個，能見度下降至1400米，觀測員立即發布特殊報并電話通報管制用戶天氣實況;然而7分鐘后能見度變差低至700米，但只持續了12分鐘隨后能見度便有所好轉至1200米，23時32分，對流逐漸遠離本場，雨勢減弱，本場實況轉為弱雷雨，能見度上升至4000米;23時59分西面響起最后一聲雷，十分鐘后，觀測員發布了雷暴解除的特殊報并電話通報管制用戶天氣實況。至00時35分降水停止，持續1小時40分鐘的強對流天氣暫時告一段落。

前一波強對流天氣才結束不到20分鐘，00時54分，機場南面和東南面的塊狀回波強度加強且向西北方向移動。01時21分對流云團覆蓋本場，機場出現中陣雨天氣，有0個800m積雨云量，能見度3500米，觀測員即刻發布特殊報并電話通報管制用戶天氣實況;01時40分能見度下降至2500米，三分鐘后雨況轉為小陣雨且能見度上升為5000米，02時18分降雨停止;停歇時間極短，02時29分本場南面對流云團繼續向北移動，02時38分本機場由再次出現中陣雨天氣，有1個800m積雨云量，能見度2500米，觀測員即刻發布特殊報并電話通報管制用戶天氣實況;03時02分轉為小陣雨且能見度轉好為4000米，03時12分降雨停止;除了09：05-09：15時段本場出現了僅持續10分鐘的中陣雨天氣，03時43分直至15時31分本場間歇性出現多段短時的弱降水天氣。

4 總結

本文概述了本機場在受到臺風外圍云系影響時整日的觀測保障工作情況。因觀測員提前做好的多方面充足準備以及與預報值班員的協調配合，按照科室相關的復雜天氣保障流程及時準確的發布了相關氣象報文，提供了較完善的天氣通報服務，做好了各項記錄工作，較好的完成了觀測保障工作。

同時，本次保障工作也存在一些不足之處，由于雷暴、大風、強降水等復雜天氣相繼出現于午夜凌晨至早上時段，且各個天氣過程發生時間相對較長、強度變化快、氣象要素變化多端，加上夜間值班的疲勞困頓，需要通報和記錄的氣象要素比較多，值班觀測員在大風的通報工作中稍有偏差，沒做到及時性，能見度的演變和降水程度的定量與AWOS數據略有偏差，存在疏漏點。間接的反映出復雜天氣保障工作的難處，特別是在夜間困難程度加倍。發現的問題難處我們更應該直面應對。在今后的復雜天氣保障工作中，應多加利用其他輔助備用設備，有大風天氣即將來臨時多加調取查看自觀設備后臺記錄的AWOS數據，有低能見度強降水的天氣時多加參考自觀設備界面顯示的氣象要素值。努力克服外在困難，不斷積累觀測經驗，提高工作技能水平，才能夠及時準確、精準無差錯地完成各類復雜天氣的觀測保障工作，助力空管的飛行安全提供更加完善的氣象服務。

參考文獻：

[1]民航三亞空管站.三亞鳳凰國際機場航空氣候志[G].三亞：民航三亞空管站，2020.

[2]民用航空氣象地面觀測規范，2012.

1034500511258