邱春翔
中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心气象台
摘要：2021年春季，锡林浩特机场频繁出现大风天气，本文采用2021年3-6月份机场报文资料，对锡林浩特机场2021年4月15日大风的特征、机场跑道侧风条件进行深入分析，且从中探讨其气候背景、大尺度环流特征等。结果表明：冬季气候异常偏暖致使大风、沙尘天气频发；大风出现时次多集中在4月中旬至5月上旬，主要风向为西南风、西北风和西风；大风多由高空低槽（或高空冷涡）配合蒙古气旋引起，并具备一定的跑道侧风条件；另外，大风过程常伴有沙尘天气，对飞行造成不利影响；沙尘主要来自蒙古国的输送，本地起沙贡献极少。
关键词：气候背景；环流形势；蒙古气旋；跑道侧风；沙尘
1 引言
地面风对航空器的起飞、着陆造成了重要影响，顺、侧风一旦超过标准，极易出现操纵困难、终止进近、复飞、偏出跑道等严重事件。另一方面，我国民用飞机在开展侧风飞行试验时，通常要求在稳定的跑道侧风条件下进行，因此，对地面大风特征进行研究，十分重要且意义重大。
锡林浩特位于内蒙古自治区中部，属中温带干旱、半干旱大陆性气候，具有冬季寒冷、风大及雨少等特点，其中，春季表现为雨少风多、气候干燥、天气变化快等[1]。本文采用2021年3-6月份机场报文资料，对锡林浩特机场2021年春季大风特征、气候背景、大尺度环流特征等内容进行分析，为大风预报积累经验，也为飞行保障提供更为精准的气象服务。
2 气候背景
2021年冬季，我国北方地区“先冷后暖”，而在2月份以后，我国内蒙地区及蒙古国的气温普遍偏高；进入3月后，沙源地偏暖情况加重，与此同时，降水量也偏少，因而更易形成地面暖低压；另外，蒙古气旋的气压更低，和冷高压之间的气压梯度更大，加剧了大风的发生；还需要指出的是，沙源地土壤表层土质疏松，只要出现大风，极易引发沙尘天气[2]，甚至沙尘暴。
3 2021年春季锡林浩特机场大风基本特征
3.1风向风速分析
选取2021年3月1日-5月20日锡林浩特机场METAR报文风向风速信息（提取整点METAR报文的10分钟平均风速风向作为该时刻的风速风向），按照风速≥12m/s进行统计分析。
平均风速≥12m/s共计有149时次，占总样本数的7.8%。3月上旬、3月中旬、4月下旬、4月上旬、4月中旬、4月下旬、5月上旬、5月中旬、5月下旬分别有4时次、12时次、29时次、1时次、35时次、27时次、30时次、11时次。从中得知，4月中旬到5月上旬出现时次较多，见图2。
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在平均风速≥12m/s的时次中，主要风向为西南风、西北风和西风（图4）。其中西南风占比最大，约56.4%（84个时次），次之为西北风28.2%（84个时次）、西风9.4%（14个时次），东北风4.0%（6个时次），北风2.0%（3个时次）。
通过图3中所给出的3月1日-5月20日的风向风速统计信息可知，平均风速＞12m/s的情况，多出现在4月中旬-5月上旬；风向上主要为西南风、西北风和西风，其他风向出现的较少。当风速阈值逐渐增大时，西南风占比增大，西风、西北风占比减小。考虑机场跑道方向（04/22），在阈值达到15m/s时，这三者风向占比达97%以上（图略）。
3.2 大风天数分析
按照持续的时间0-60分钟、60-120分钟、120-240分钟和240分钟以上进行分组，满足条件的时次出现1个时次(前后没有连续)归为0-60分钟，连续出现2个时次以内为60-120分钟，连续出现3-4个时次归为120-240时段，连续出现4个时次以上归为240分钟以上时段。
在平均风速≥12m/s的28天当中，风速持续时间小于60分钟的有12天，60-120分钟的有2天，120-240分钟的有4天，持续时长大于240分钟的有10天。
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3.3 跑道侧风条件分析
在平均风速≥12m/s的28天当中，出现跑道侧风条件的有11天（图表略），其中，有5天伴有的扬沙（BLSA）或沙尘暴（SS），能见度有3天降至5km以下，影响侧风试验的正常开展，由此可见，在大风天气中，沙尘是影响侧风试验的重要因素。
4 2021年4月15日大风过程分析
大风实况：
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4月15日08时，锡林浩特机场平均风速达到15m/s，后续风速继续增大，直至21时风速较弱，大风过程共持续约13小时。风速最大时段出现在16时-19时，平均风速最大为22m/s，阵风28m/s（19时），风向为220°转310°。
大风时段均伴有沙尘天气，能见度最低降至1200m（11-12时），之后续呈缓慢上升趋势。
大尺度环流特征：
4.1 高空形势分析
200hPa高度场有明显的高空急流，急流轴基本呈西-东走向，急流轴中心最大风速值大于80m/s。锡林浩特机场位于高空急流出口区左前侧，为高层辐散区域，强烈的抽吸作用有利于促进低层的辐合，从而促进蒙古气旋的形成。
500hPa、700hPa表现为发展深厚的高空槽，高空槽经向度很大，而且温度场落后于气压场，有较强的冷平流。850hPa形成高空冷涡，等温线密集，锋区很强，加上地面前期受到暖性高压控制，形成“上冷下暖”的不稳定层，因而有利于动量下传，增大地面风速。
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200hPa、500hPa、850hPa、地面天气图
4.2 地面形势分析
大风天气时，地面气压场均表现为发展较快的蒙古气旋，中心气压值低，即小于1000hPa；气旋中心与冷高压之间有极为密集的等压线，气压梯度非常大。气旋过境时，风速增大，加上气旋前部的增温，层结不稳定度增强，有利于垂直方向湍流的发展，加剧动量下传效应。
4.3 物理量场特征
15日08时，在500hPa高空槽附近存在大范围正涡度区（图略），随着高空槽的东移，正涡度区也随之东移，且不断加强。通过对850、200hPa散度场进行分析得知（图略），850hPa为辐合区，200hPa为辐散区，“低层辐合高层辐散”有利于促进气流的垂直上升运动，增强地面气旋。
4.4 沙尘来源
沙尘区域的移动路径和冷空气的移动路径基本一致，均为从西北向东南方向移动（图略），可以得到如下结论：
影响我国尤其是华北地区的沙尘天气，主要从外蒙古传输，本地起沙贡献极小。说明我国的下垫面明显好于蒙古国，同时也间接说明了我国防护林在防风固沙中起到积极作用。
5 总结：
1.冬季气候异常偏暖，更易形成地面暖低压，致使大风天气频发，且加剧了沙尘天气的产生。
2.大风出现时次多集中于4月中旬至5月上旬，主要风向为西南风、西北风和西风；其中，西南风占比最大，次之为西北风与西风。
3.大风过程常伴有沙尘天气，对飞行产生不利影响，沙尘主要来自蒙古国的输送，本地起沙贡献极少。
4.大风主要是由高空低槽（或高空冷涡）配合地面蒙古气旋而形成，且涡度、散度等物理量场对大风有较好的指示作用。
参考文献：
[1]杨晓玲,丁文魁,王鹤龄等.河西走廊东部沙尘暴气候特征及短时预报[J].中国沙漠,2016,36(2):449.
[2]钱莉,姚玉璧,杨鑫等.河西走廊盛夏一次沙尘暴天气过程成因[J].中国沙漠,2016,36(2):459.