2020-02-13冬季強初雷雨天氣的觀測研究

梁 越，裘錦華

（民航珠海空中交通管理站，廣東 珠海519040）

1 2020-02-13 珠海機場冬季初雷天氣的演變過程和對飛行的影響

珠海機場位于珠海市金灣區三灶鎮西南端，北緯21°～22°，東經113°～114°之間，屬于亞熱帶地區，平均初雷日期為03-17 前后[1]，本次冬末初雷比以往平均時間提前近一個月。

北京時間2020-02-13，受高空南支槽影響，珠海機場西北方向上游70 km 地區有大片的雷雨云帶自西北向東南以30 km/h 的速度移動，2020-02-13T08：18 前后珠海機場范圍開始出現雷雨天氣，08：26 本場雨勢加強并伴有雷暴。本次雷雨過程持續近7 h，最大降水時段在08：00—09：00之間，之后持續中等強度降水，雷暴持續或間歇存在近4 h，北京時間14：40 前后，雷達回波完全移出本場，本次天氣過程結束。北京時間08：16 本場聽到第一聲雷，并伴隨中等強度的陣雨，至08：32 前后，雨勢加強為強陣雨，主導能見度下降至1 000 m 以下，落雨如傾盆，模糊成片，雨聲如擂鼓[2]，持續至08：54 前后；之后降水維持在中等強度至強陣雨之間，整個降水過程在北京時間11：20 前后逐漸減弱，在13：15 前后，本場迎來第二波較強降水，維持中等強度至強陣雨強度，14：00 之后，雨勢減弱，結合雷達回波強度顯示，主體云團向東移出本場，只有外圍較弱回波覆蓋。直至14：40 前后，回波完全移出本場，雷雨天氣過程結束。

2 2020-02-13 珠海機場冬季初雷天氣的形勢分析

2.1 2020-02-13 冬季初雷雨天氣的形勢分析

圖1 是2020-02-12T20：00 的500 hPa 的高空天氣圖，在珠海上游1 100 km 有發展中的南支槽東移。圖2 是2020-02-13T08：00 的500 hPa 的高空天氣圖，南支槽移至珠海上游450 km。從圖1 與圖2 的比較中可以得出，上游的南支槽有加強發展趨勢，南支槽東移速度約為60 km/h，預計于13日上午開始影響珠海機場，并于14：00 前后移過珠海機場。2020-02-13T08：00 的850 hPa 低空天氣圖上，珠海機場位于西南切變線東南部外圍，華南沿海受8～10 m/s的西南氣流影響，且西南氣流有加強趨勢。同時在珠江三角洲一帶有一暖舌西南向東北方向發展，低空暖濕水汽發展加強中；在高空冷槽的配合下，有利于珠海機場持續性雷雨的發生發展。西南切變線受南支槽引導，也將南支槽同步影響珠海機場。將2020-02-13T08：00 各層圖疊加天氣地面圖，可以發現珠海機場地面位于脊后槽前，未來逐漸受低壓槽影響，且有一片東北西南向的雷雨區。

從2020-02-13T11：00 的K 指數及850 hPa 風場的預報圖中可以看到2020-02-13T11：00 珠海機場位于K 指數35～40 ℃線高值區的南部邊緣；預計珠海機場于13日中午前后不穩定能量值最大，可以分析出珠海機場的雷雨過程從08：30—14：30，中午前后相對較強。

圖1 2020-02-12T20：00 的500 hPa 高空天氣圖[3]

圖2 2020-02-13T20：00 的500 hPa 天氣圖[3]

2.2 2020-02-13 冬季初雷雨天氣的雷達圖和閃電雷達圖

從2020-02-13 珠海氣象局雷達圖上可以看出2020-02-13T06：54 在珠海機場西北偏西方向有大片系統性的中等偏強的對流天氣性云團，向東移動并發展，強中心距離珠海機場西部上游100 km。從圖3 香港天文臺閃電圖可以看出07：35 上游的對流云團已快速向機場發展了50 km，快速接近珠海機場，閃電分布緊密。按照線性外推于08：20，珠海機場開始雷雨天氣。從圖4 香港天文臺閃電圖可以看出08：35，閃電已經完全覆蓋珠海機場。從珠海氣象局雷達圖中可以看出14：42 大片對流云團主體已經距離珠海機場以東100 km 以外，只是在珠海機場東部遺留一窄條東北西南向的中等偏弱的回波。實際珠海機場于2020-02-13T08：26開始聞雷，間歇雷雨至13：43 結束；間歇小到中陣雨從08：26 開始，于14：46 結束，共錄得降水量38 mm。

圖3 2020-02-13T07：35 香港天文臺閃電圖[4]

珠海機場的初雷日平均在03-17，持續時間1～2 h。像2020-02-13 這樣的冬季里的初雷，強度、間歇持續時間達6 h20 min 的初雷十分罕見，在珠海機場開航至今的26年中，還是第一次。

圖4 2020-02-13T08：35 香港天文臺閃電圖[4]

3 2020-02-13 珠海機場冬季初雷天氣的要素變化分析與觀測保障方法

氣象要素在雷雨過程中會出現明顯的波動變化降水量累積增加，氣壓波動幅度較大，風速風向劇烈變化等等，如有下擊暴流等較為極端的天氣，氣壓值會在短時間內波動2 hPa或以上。當氣象要素變化劇烈時，尤其是氣壓數值的波動，會直接造成飛機提前著陸或者沖出跑道。

2020-02-13 金灣機場05 端小時降水量如圖5 所示。

雷雨天氣是一種劇烈多變的復雜過程，本次過程中無論是降水的性狀表現還是如圖5 所示的小時降水量，08：00—09：00 之間小時降水量為18.2 mm，達到強降水且為本次降水過程的峰值。之后降水量逐漸降低，小時降水量維持在中陣雨強度，13：00 前后有一個小高峰，直到14：40 前后，降水過程完全結束。惡劣天氣下觀測時，對于降水強度的判定，重點在于觀察降水在地面形成的雨滴密度和雨線狀態。觀察降水強度時，最易受到風速大小變化的影響，在風速較大時，只觀察空中的雨線會更密集，降水強度看上去會比實際的強度偏強；若只看地面水洼落雨的密度，被風吹散時，降水強度又會比實際偏弱。觀察降水強度，應觀察開闊地帶的降水情況，靠近建筑物時很容易因遮擋而誤判降水強度。

2020-02-13 金灣機場05 端修正海壓變化如圖6 所示。由圖6 可以看出，本次天氣過程的最強對流云團過境是在08：14—08：43 前后，氣壓值波動范圍達到近4 hPa，之后氣壓變化逐漸平穩。在近地面，根據壓高公式靜力平衡方程P2-P1=-△P=-ρg（Z2-Z1） =-ρg△Z[6]，粗略估算氣壓值每變化1 hPa，對應高度變化8 m，本次過程中最大差近4 hPa，高度差32 m，對飛機降落起飛影響巨大。綜合圖5 與圖6來看，本次降水過程主要集中在08：00—09：00 之間，之后在09：30—10：00 以及13：15—13：45 之間，有兩波降水小高潮，對應風速、降水、跑道能見度（VIS）、修正海壓值等要素均有對應的相關性。

圖5 2020-02-13 金灣機場05 端小時降水量

圖6 2020-02-13 金灣機場05 端修正海壓變化

4 2020-02-13 珠海機場冬季初雷天氣過程的觀測保障情況

針對本次降水過程，觀測員提前1～2 d 與預報員溝通，了解掌握天氣形勢以及過程強度。在交接班時，與交班觀測員仔細交接天氣要素的變化，確認本場天氣情況，以便于高效地保障雷雨天氣過程。本次天氣過程中，共加發9 份特殊天氣報告，雷暴的生消2 份，雨勢變化4 份，雷雨同時發生1 份，陣風1 份，降水導致主導能見度變化1 份。

雷暴天氣的保障過程中，觀測員時刻注意雨勢的變化，增加觀測頻次，雨勢強弱波動變化頻繁時，嚴格遵守《民用航空氣象地面觀測規范》的規定，確認天氣穩定后，再發布有效的天氣報告，避免多發多錯的情況。

觀測員與預報員在雷雨天氣過程中，要積極溝通討論天氣實況與預報，掌握天氣過程移動的速度與方向，提升的預報的準確性，提高觀測與用戶的信息通報效率。觀測過程中，降水強度增強，做到最少20 min 觀測一次，密切注意雷暴方位，雨勢變化，結合數值預報產品，高效地為用戶提供實時天氣信息。在戶外平臺觀測時，尤其要注意人身安全，此外也要注意周圍建筑物遮擋可能引起的誤判。

5 總結

通過分析研究，總結如下：①在了解大的天氣背景的前提下，重點關注天氣形勢以及強弱變化。在冬春換季時，溫度逐漸回暖，濕度逐漸增大，低層大片的暖濕水汽輸送區且本場受南支槽低空切變線和地面弱冷空氣的共同作用時，容易引起持續性雷雨天氣過程。②提前做準備，在天氣系統過境前，提前溝通安排副班、主班觀測員與預報員加強溝通，預計天氣過程強弱和到達時間，做好雷雨天氣觀測的準備、設備檢查等工作。③在實際工作過程中，觀測員要及時關注雨勢變化、雷暴方位、風速風向、修正海壓等要素，積極與預報員溝通天氣系統的移動速度與強度，以便及時與用戶反饋實時信息。④惡劣天氣下，應注意不要被外界因素影響自身工作的細節。⑤塔臺以及航空簽派等用戶頻繁電話詢問時，應該注意根據事務輕重緩急合理處理，避免分心過多，影響報文的發布及準確性。