福州长乐机场能见度的特征分析

发表时间:2021/7/23   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月8期   作者:黄金丛
[导读] 本文利用1998年至2017年民航福州长乐国际机场地面气象观测资料对福州长乐国际机场的能见度的年、日变化做出分析。
        黄金丛
        中国民用航空华东地区空中交通管理局福建分局,福州,350209
        摘要:本文利用1998年至2017年民航福州长乐国际机场地面气象观测资料对福州长乐国际机场的能见度的年、日变化做出分析。年变化分析表明长乐机场1~5月能见度较差,低能见度出现日数多,7月能见度最好。能见度日变化分析表明各个季节后半夜18—23时段能见度最低,之后能见度逐时上升,午后04—08时段能见度达到最高,傍晚以后又逐渐下降。 能见度地方性特征分析表明长乐机场低能见度天气主要受辐射雾影响 ,春、夏季系统性雷暴也会导致本场能见度突降。
        关键词:能见度 年变化 日变化
        引言
        能见度通常用目标能见的最大距离来表示。能见度反映了飞行员的视程大小,决定着飞机能否正常起飞和着陆,它是保障飞行安全的重要气象要素之一。尽管机场和飞机大都装配了先进的导航、着陆设备,但能见度对飞行活动的限制仍不容低估。在复杂气象条件下的着陆,要求很高的飞行技巧,许多的飞行事故就是在不良能见度和低云下着陆时发生的。
        观测到的至少在四周一半或机场地面一半的范围内所达到的最大能见度值(这些区域可由连续的或不连续的扇区组成)定义为主导能见度,本文中所涉及的能见度均指主导能见度。
        1  资料来源
        本文采用1998年至2017年民航福州长乐国际机场地面气象观测资料。
        2  能见度的年变化
        图1表示了长乐机场平均能见度的逐月变化过程。从图中可以看出,全年长乐机场能见度较好,累年月平均都在7000米以上,1~5月能见度在全年中较低,平均值在7000~8000米,6~10月能见度较好,平均值在10公里以上,7月能见度最好,月平均值12337米。


        机场累年各月各级能见度出现日数变化中(图2),能见度小于1000米出现日数全年平均为19天,上半年出现日数大于下半年,2~4月(冬末春初)出现日数较多(大于3.2天),4月最多为4天,7~12月低于1天,9、10两月出现日数最少(分别为0.4和0.2天);能见度小于1000米出现日数的逐月变化为:1月开始出现日数逐渐增加,4月达到最大值,4月以后出现日数快速减少,到了7月出现日数仅为0.9天,7月之后出现日数继续减小,10月达到全年出现日数的最低值0.2天,10月之后能见度小于1000米的出现日数逐渐增加,到次年4月达到最大值;低能见度出现日数和平均能见度值成反比。能见度小于800米、1500、3000米与能见度小于1000米出现日数在逐月变化趋势和极值上基本一致。能见度小于3000米出现日数上半年(11.9~16.5天)明显高于下半年(4.7~7.9天),3~5月出现日数较多(15.8~16.5天),3月最多16.5天,7~10月较少5.6~4.7天),10月最少4.7天。
        

        从逐月的平均能见度和低于各级能见度出现日数分析得到,1~5月能见度较差,低能见度出现日数多,这是因为冬、春两季冷暖空气活动频繁,机场受冷锋、静止锋影响,辐射雾、锋前雾、平流雾较多,故能见度差。夏、秋季节的低能见度主要由于雷阵雨时降水强度大,导致短时能见度急剧降低。
        3 能见度的日变化
        一年四季中,能见度日变化规律较明显,各季后半夜18—23时段能见度最低,之后能见度逐时上升,午后04—08时段能见度达到最高,傍晚以后又逐渐下降。这种变化特征与太阳高度角的变化及太阳对大气的辐射加热规律相一致,由于太阳高度角的变化造成大气透明度的变化,同时太阳辐射加热增加了午后大气的不稳定性,从而对流加强,有利于近地面污染物、烟尘等的扩散,从而增高了近地面的气象能见度。能见度小于800米、能见度小于1000米、能见度小于1500米、能见度小于3000米的日变化幅度各季并不相同,春季最大,冬季次之,夏、秋两季最小。
        本节以能见度小于3000米为例描述各季能见度的日变化特点(图3)。
        冬季,能见度小于3000米的逐时段频率仅次于春季。一天中能见度小于3000米的频率在14~00时段较高(大于13%),23时频率最大为19%,23时后频率逐渐减小,00~01时频率开始显著减小,06时频率为一天中最低(4%),08时后频率逐渐增加。
        春季,能见度小于3000米的逐时段频率值是四季中最大的。其日变化趋势与冬季基本一致。一天中能见度小于3000米的频率在18~00时段较高(大于20%),22时频率最大为30%,23时后频率逐渐减小,23~00时频率开始显著减小,06、07时频率为一天中最低(6%),08时后频率逐渐增加,14至15时段有一频率激增的过程。对比冬季,春季能见度小于3000米的频率的极大值和清晨频率开始显著减少的时刻均比冬季要早一小时。
        夏、秋两季能见度小于3000米的逐时段频率值较小。夏秋季能见度小于3000米的现象主要出现在后半夜至清晨的20~23时段。夏季最大频率出现在22时(11%),23~00时频率开始显著减小;秋季最大频率出现在22时和23时(8%),23~00时频率开始显著减小。图2是累年逐时段雷暴出现的平均次数。全年逐时段雷暴次数的日变化十分明显,呈双峰型。从02时段开始进入缓慢上升阶段,逐渐从02时段的0.8次增加到05时段的2.5次,06时段后雷暴出现的次数明显增多,至08时段到达全日最高峰值8.4次;08时段后缓慢下降,形成一小低谷,最低为11时段的6.3次,其中09时段雷暴出现次数为7.8次(为全日次高值);之后又进入全日第二次高峰期,12至14时段雷暴出现次数均在7次以上,其中13时更多达7.6次;14时段后迅速下降,降至19时段达全日最低点0.2次。另外,在20至02时段有一雷暴活动的小高峰,峰值为23时段的1.6次。一日当中08时段雷暴出现的平均次数最多,达8.4次,09时段次之为7.8次,19时段雷暴出现的平均次数最少,仅0.2次。


         
        综上所述,福州长乐机场能见度小于3000米的逐时段频率值和其变化幅度春季最大,冬季次之,夏秋季较小。其日变化特征是:低能见度频率值较大值出现在前半夜至清晨的12~00时段,而午后04~08时频率值较低;冬季频率极大值出现在23时,春夏季出现在22时,秋季出现在22时和23时;上午低能见度频率开始显著减小的时间冬季为00~01时,春夏秋三季为23~00时。四季中极值出现时间的差异和日出时间季节差异相一致。
        4能见度地方性特点及其对飞行活动的影响
        福州机场地处福建东北部沿海,北有闽江口,东、南濒临台湾海峡,这种三面环海的半岛地形对福州机场的气候有很大影响,表现在能见度上则具有显著的地方性特点。
        福州机场地处海边,海陆风明显,常年能见度较好。全年低能见度天气之中辐射雾占90%以上,其它天气现象影响能见度仅占10%。
        一年四季中,数夏、秋两季能见度最好,对飞行影响最小。秋季主要表现为辐射雾,当夜间晴空、风小、湿度增大辐射冷却强烈时,易于清晨形成辐射雾,日出后稍加浓,22~01时能见度要比其它时段差,但低能见度持续时间短,日出后,随着气温升高,辐射雾很快消散,对飞行基本无影响。
        夏季7月,当西太平洋高压脊北跳,本场处于其南侧偏东气流中,偶尔有平流雾形成。
        春季本场能见度最差,对航班影响也最大,主要表现为平流雾和锋前雾。春季冷锋过境前,锋前暖区若强烈回暖,易出现锋前雾。另外,春季机场处于入海变性高压西部、西南倒槽东部、准静止锋或冷锋前部时,由于机场特殊的地理位置,当海上有雾,且风速较小,海雾则随偏北或偏南气流很快平移到机场,且下毛毛雨,并常与平流碎云一起出现,严重影响飞机的起降。有时平流雾与锋前雾同时出现,严重时机场能见度只有几十米,持续时间长,最长达14小时以上,引起航班大面积延误。此外春季静止锋降水,降水持续时间长,使地面湿度大,水汽接近饱和,造成本机场低能见度,能见度维持在1500~3000米之间,有时雨雾与碎雨云相接。飞行时需用倾斜能见度,锋面雾的倾斜能见度常常要低于水平能见度,飞行时要特别注意。
        春、夏季节午后的系统性雷雨,能在短时间内使能见度骤减至2000米以下,有时甚至低于1000米,对起飞、着陆影响较大。
        5 结论
通过本文对1998年至2017年民航福州长乐国际机场观测资料的分析,我们得到如下结论:
(1)机场1~5月能见度较差,7月能见度最好。
(2)机场各个季节后半夜18—23时段能见度最低,之后能见度逐时上升,午后04—08时段能见度达到最高。
(3)机场低能见度天气主要受辐射雾影响。

参考文献
[1] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文等.天气学原理与方法. 气象出版社,2000,507~541
[2] 赵树海.航空气象学.北京:气象出版社.1994.218~240
[3] 朱炳海,王鹏飞,束家鑫.气象学词典.上海:上海辞书出版社,1985.261.
[4] 秦超 黄宗萍  丁紫允丁江钰 陈沐晨 陈诚等.福州长乐国际机场气候志.


作者简介:黄金丛(1984.08),男,汉族,福建福州人,本科,工程师,主要从事航空气象工作。
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