摘要: 本文利用2018年至2022年茅台机场的基准观测站自动观测系统资料,对茅台机场大雾天气的年、季、月、日变化及其生成、消散特征进行了统计分析,并探讨了与大雾形成相关的气象要素。结果显示,茅台机场大雾主要发生在秋冬季,且以雨雾和云贵准静止锋雾为主,持续时间较长,能见度较低。本文的研究对于提高茅台机场大雾天气预报的准确性、保障飞行安全具有重要意义。
Abstract: This article uses the automatic observation system data of the benchmark observation station at Maotai Airport from 2018 to 2022 to conduct statistical analysis on the annual, seasonal, monthly, and daily changes, generation, and dissipation characteristics of heavy fog weather at Maotai Airport, and explores the meteorological elements related to the formation of heavy fog. The results show that heavy fog at Maotai Airport mainly occurs in autumn and winter, and is dominated by rain fog and quasi stationary front fog, with a longer duration and lower visibility. The research in this article is of great significance for improving the accuracy of heavy fog weather forecasting at Maotai Airport and ensuring flight safety.
1. 引言
大雾是一种常见的天气现象,对民航安全具有重要影响。茅台机场位于贵州省遵义市仁怀市茅台镇,茅台机场位于贵州省仁怀市境内,处于大娄山脉向赤水河谷过渡地带,较高山脉环绕,导致茅台机场地面风速较小。机场周边有许多水源地,长期水汽充沛,湿度条件很好。机场西面、西北面为赤水河,机场的北面、东北面为桐梓河,机场东面紧邻银水水库,机场南面有石板塘水库、茅坝沟水库,其西南、北部、东北部、东部均有水库,因其特殊的地理位置和气候条件,大雾天气将对机场的正常运行和安全飞行构成了严峻挑战。顾雨亭等[1]对2018年2月14~15日茅台机场一次大雾过程进行诊断分析,结果表明:本次大雾是一次典型平流雾天气过程,在北方“西高东低”的环流形势和南方南支槽东移的背景下发生;刘艺等[2]对茅台机场大雾天气的年、季、月、日变化和生成、消散特征,以及与大雾形成相关的气象要素进行了统计分析;结果表明:在气温为0~9℃、温度露点差 < 1℃、平均相对湿度达95%、风向为西~西北风、风速为0~2 m/s和前12 h内有降水发生时,茅台机场出现大雾的频次最多;杨静等[3]对贵州冬春秋三季锋面雾的分布特征、天气形势、温湿特征与静止锋对锋面雾生消的影响进行了分析。结果表明:锋面雾是出现在静止锋后的一类天气,伴有低温阴雨现象,多出现在贵州中西部地区,并伴随锋面弱降水;夏晓玲等[4]针对贵州省内3个较容易出现地形雾的站点进行分析,探究地形雾产生时气温、风速、风向、前6 h降水和气温露点差的特征;胡跃文等[5]统计分析了贵州大雾天气的时空分布特征,结果表明:贵州自西向东有4个多雾区,分别为西南部区域、中部区域、东部边缘区域和北部局部区域,锋面大雾主要出现在贵州中西部,范围最广时可达20个县站左右,持续时长可达10~13 h,单站可持续60 h以上。因此,对茅台机场大雾特征进行深入分析,对于提高天气预报准确性、保障飞行安全具有重要意义。
2. 数据来源与研究方法
2.1. 数据来源
本文数据来源于2018年至2022年茅台机场的地面气象观测资料,包括能见度、气温、相对湿度、露点温度、风向、风速等气象资料。
2.2. 研究方法
本文采用统计分析的方法,对大雾天气的年、季、月、日变化及其生成、消散特征进行了详细分析,并探讨了与大雾形成相关的气象要素。
3. 茅台机场大雾统计特征分析
从各级能见度日数的年际变化(图1)可以看出,遵义茅台机场的各级能见度年际间差异明显,2019年为各级能见度日数均最大,2020年次之;2022年为<3000 m的各级能见度日数为五年期间最低值,为128天。2018年~2021年之间,各级能见度日数差异不大,接近于平均值,但2022年期间,能见度摆动十分显著,与平均值相差较大。
Figure 1. Interannual variation of visibility days at all levels (Unit: m)
图1. 各级能见度日数的年际变化(单位:m)
Figure 2. Cumulative annual and seasonal changes of visibility < 800 m (Unit: day)
图2. 能见度 < 800 m累年各季变化(单位:天)
四季中,如图2所示,冬季能见度<800 m的频率最高,平均为19.3天,秋季次之,为14.9天,夏季最少,为7.0天。季变化特征:秋、冬季节大雾日数多且持续时间长,其中以10月份至次年2月份大雾日数最多,占全年总数的58%。
Figure 3. Monthly changes of visibility < 1000 m over the years (Unit: day)
图3. 能见度 < 1000 m累年各月变化(单位:天)
遵义茅台机场累年各月能见度 < 1000 m的日数(图3)变化曲线呈“V”型分布,1月出现日数最多,为23.2天,12月次之,为18.6天,8月出现天数最少,为3.6天;1月~7月呈现下降趋势,8月~10月呈迅速上升趋势;从季节变化来看,如图3所示,冬季出现日数最多,平均为19.6天,秋季次之,为15.1天,夏季出现日数最少,为7.5天;遵义茅台机场能见度 < 1000 m的日数全年为165.2天,月平均值为13.8天,全年能见度 < 1000 m的日数占45.3%,而在冬季能见度<1000 m的日数有58.8天,占冬季总日数65.3%,可见在遵义茅台机场冬季低能见度是其主要影响天气。
Figure 4. Average daily variation of visibility < 1500 m
图4. 能见度 < 1500 m的平均日变化
对于能见度<1500 m的平均日变化(图4)而言,能见度<1500 m可出现在一日中的任何时次,其出现频率大于能见度 < 800 m的频率。一日中20UTC~次日00UTC能见度 < 1500 m的出现频率最高,达到14%,09UTC~12UTC出现频率最低,为4%,06UTC~09UTC出现频率略有波动。与能见度 < 800 m变化规律相同的是,高频率出现在夜间至凌晨,而午后至傍晚出现频率很小。
4. 茅台机场大雾生成、消散特征分析
4.1. 生成特征分析
在平均气温为2~14℃之间、温度露点差 < 0.5℃、平均相对湿度达97%以上、风向为西~西北风、平均风速为1~3 m/s,大雾发生前或发生时有降水。
消散特征大雾最易在8:00~12:00消散,占总数的48%,且持续时间主要集中在0~6小时,占总数的93.5%。
4.2. 气象要素分析
能见度:大雾天气下,茅台机场的能见度显著降低,最低能见度低于其他类型的雾。
气温与湿度:良好的温度和湿度条件有利于大雾的形成,在平均气温为2~14℃之间、温度露点差 < 0.5℃、相对湿度大于97%时,大雾出现的频次最高。
降水与大雾:刘开宇等[6]观点认为,起雾前和起雾时有降水,茅台机场起雾前12 h降水或起雾时为小雨或毛毛雨时有利于湿度到达饱和,为大雾天气提供了充足的水汽。
风向与风速:风向以西~西北风为主,夏晓玲等[4]风速在0~3 m/s时,利于冷空气引起地形雾,大雾出现的频次最高。这可能是由于该风速范围内,空气流动较弱,有利于水汽的凝结和雾的形成。
天气形势与大雾:影响遵义茅台机场的主要天气系统有冷锋、西风带槽、切变线、云贵准静止锋、西南热低压、地面辐合线等系统,天气系统多样且复杂,它们通过引起气温、风向风速、降水、相对湿度等气象要素变化引起茅台机场大雾。
5. 茅台机场低能见度天气的航班运行建议
茅台机场低能见度天气过程的生消预报难度较大。然而,在面对大雾突发情况时,茅台机场气象台迅速做出了反应,及时发布了机场警报、机场预报修订报、重要天气提示,并启动了大雾天气预警。同时,他们还通过电话和其他方式通知了管制用户,确保了气象预报结论的实时更新和沟通顺畅。各运行部门根据气象部门提供的最新实况和预报结论,及时进行了安排部署和运行调控,最大程度上保证了航班的安全运行和经济效益。这表明,在应对突发气象事件时,及时、准确的信息传递和有效的沟通协调机制是至关重要的。因此,对于航空气象部门来说,当有大范围危险天气发生、发展或结论改变时,他们应该及时通知管制用户并发布气象预警产品。这样可以为航班提前决策调整提供有力的支持,确保航班的安全运行和经济效益。同时,这也提醒我们,在面对突发气象事件时,各部门之间需要加强协作和配合,共同应对挑战。
6. 结论
本文通过对2018年至2022年茅台机场大雾天气的统计分析,得出了茅台机场大雾的主要特征及其与气象要素的关系。研究结果显示,茅台机场大雾主要发生在秋冬季,以云贵准静止锋雾、雨雾为主,持续时间较长,能见度较低。在气温较低、湿度较高、风向为西至西北风且风速较小时,大雾天气容易出现。本文的研究结果对于提高茅台机场大雾天气预报的准确性、保障飞行安全具有重要意义。未来,应进一步加强对茅台机场大雾天气的研究和监测,提高预报精度,为机场的正常运营提供有力保障。