雾是近地面层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体, 当水平能见度≤1 km时称为雾, 当1 km<水平能见度≤10 km时称为轻雾。根据形成过程的不同, 雾可分为辐射雾、平流雾、混合雾, 其中平流雾具有日变化不明显、强度一般比辐射雾大的特征[1]。平流雾因其持续时间较长和强度较强, 往往会造成航班大面积的连锁延误。雷暴泛指深厚湿对流 (DMC) 现象, 狭义上指伴有雷电的深厚湿对流。大气中深厚湿对流的发生需要垂直层结不稳定 (静力不稳定) 、水汽和抬升触发3个条件[2]。
随着我国民航运输业的快速发展, 航班量和旅客吞吐量剧增, 天气成为影响航空安全、正常与效率越来越重要的因素之一。据统计, 约30%的飞行事故与天气原因有关, 其中大雾、低云引起恶劣能见度约占天气原因的40%, 雷暴天气造成的事故约占25%[3]。不利的天气会造成航班延误, 为航空企业和旅客公众带来严重影响和经济损失。因此, 准确提供对不利天气的预报对提升飞行安全、提高空域运行效率以及降低航空公司运行成本具有重大意义。
2014年3月28日, 温州机场发生了一次大雾及雷雨天气过程。大雾天气过程的起止时间为28日19:00—29日01:00 (北京时, 下同) , 持续时间7h;雷暴的发生时间分为两个时段, 分别为29日02:00—03:00、07:22—08:14。此次极端天气过程造成温州机场航班取消33架次, 备降6架次。
28日夜里大雾发生时, 温州机场上空, 500 h Pa (图略) 、700 h Pa (图略) 和850 h Pa (见图1a) 三层为一致西南气流, 高空此形势维持到29日后期随着低压槽东移过境后结束。中低层气流达到急流强度, 西南暖湿气流为此次过程前期大雾过程提供了充沛水汽。锋前暖区潮湿不稳定的西南季风, 为此次过程后期雷暴天气提供不稳定能量以及提供水汽来源。地面处于入海变性高压后部, 气压场较弱, 有弱的辐合 (见图1b) 。
温州机场位于浙江东南部沿海地区, 天气受海陆差异影响十分明显。由于寒、暖流和风场的季节变化, 随之平流雾也出现明显的季节变化。平流雾的生成条件具体分为以下几点:一是暖湿空气与冷下垫面的温差较大;二是有合适的风向和风速 (2~7 m/s) ;三是水汽含量多, 相对湿度大, 比湿或混合比随高度增加;四是层结比较稳定, 有平流逆温层存在。
入夜后由于地表长波辐射, 地面温度下降幅度较底层暖湿空气大, 有利于浅层稳定层结的建立。通过图2a、图2b, 可以看到能见度最低的时次出现在1 100—1 700 UTC (世界时) , 风速维持在1~4 m/s, 此时温度露点差 (T-Td) 维持在0~1℃。这些都符合平流雾形成的条件。
平流雾的消散主要基于以下两点来判断:一是环流形势的改变, 原本的风向风速发生显著的变化;二是系统影响, 如锋面过境破环了逆温层。此次天气过程中, 恰好雷雨的发生破环了原来的稳定层结, 平流雾逐渐消散, 能见度逐渐好转;正好符合第二种情况。但低云仍然存在一段时间之后才渐渐抬升, 这在平流雾天气过程中是比较常见的, 一般来说低云都要比低能见度维持的时间要久一些。
通过以上分析可以得出, 本次大雾天气过程符合最常见的天气形势, 由此做出温州机场晚上有大雾出现的预报, 并提前做好相关服务通知工作, 事实证明对于此次平流雾天气过程的发生及消散把握的比较准确, 也做出了较好的服务工作。
温州机场在此次大雾过程结束后, 紧接着发生了雷雨天气。雷雨的发生时间分为两个时段:29日02:00—03:00、07:22—08:14 (北京时) 。其中前一个时段雷雨持续时间相比于后一个时段长一些, 而且雨量较大。
由于锋前暖区受潮湿不稳定的西南季风气流所控制, 只要在边界层内存在使不稳定能量释放的触发机制, 在一定的环流背景下就会产生暴雨, 这些触发机制大致可分为边界层内侵入的浅薄冷空气、地形对暖区暴雨的作用、海陆分布对暖区暴雨的作用。
我国东南部沿海地区海陆风效应显著, 在某些特殊的海岸地区可以形成辐合中心, 从而使降水加强产生局地暴雨, 并可产生沿海降水的日变化。计算证明, 4-6月由于陆风所形成的辐合中心, 正好与沿海的暴雨中心相符合, 这就说明, 陆风可以使降水加强产生暴雨, 并可形成夜雨。海风所形成的辐合中心都在内陆, 从而产生内陆的白天的暴雨。考虑此次雷雨天气过程属于由于海陆分布差异触发的情形。
分析浙江省联网自动站29日02:00 (北京时) 的风速、降水的逐小时资料 (图2a、2b) 可以发现, 在29日凌晨, 第一次雷雨天气发生时, 温州东部地区地面出现了明显的地面辐合线, 正好对应强降水发生的区域;而且此时雷达回波强度、范围较大, 表明温州机场上空出现大片阵性强降水, 并且持续时间较长。
与第一个雷雨天气过程分析类似, 29日第2次雷雨天气发生时, 地面也出现了明显的地面辐合线, 对应强降水发生的区域 (图略) 。与第一次相比, 雷达回波强度、范围减小, 对应降水区域、强度也减小, 持续时间也比第一次短;这是因为此次雷雨发生时间段刚好在日出前后, 地面辐合线虽有所发展, 但强度不强。
本文通过对2014年3月28日夜间温州机场发生的一次极端天气过程的天气学分析, 得出如下结论:高空三层一致的西南暖湿气流, 地面高压后部存在弱气压场是此次温州机场大雾发生的有利形势;大雾结束是由于雷雨的发生破坏了稳定的层结;雷雨天气的出现是由于地面辐合线的发生发展提供的扰动, 触发了锋前暖区积累的不稳定能量。
同时, 通过对此次天气过程的总结分析, 笔者也深刻认识到, 在气候变暖背景下, 极端天气发生的频率有所增大, 以后类似于此次复杂和多种灾害天气共同发生的情况也会越来越常见, 这在今后预报工作中需要重视的地方。
摘要：利用常规站点观测资料、天气雷达产品等资料, 对温州机场一次极端天气过程进行天气学分析。结果表明:高空三层一致为西南暖湿气流, 地面为高压后部弱气压场是大雾发生的有利形势;海陆差异形成的地面辐合线是雷雨天气发生的触发机制, 也是大雾消散的原因。
关键词：平流雾,雷暴,地面辐合线,极端天气
[1] 姚学祥.天气预报与技术方法[M].2011 (8) :162-163.
[2] 俞小鼎, 周小刚, 王秀明.雷暴与强对流临近天气预报技术进展[J].气象学报, 2012, 70 (3) :311-337.
[3] 吴风波, 李岩松.白云机场一次大雾伴雷暴天气数值模拟[J].气象科技, 2016, 44 (2) :297-304.
推荐阅读：
基于Bowtie模型的机场安全风险分析06-30
机场工作报告05-28
温州实验小学语文试卷05-24
智慧机场解决方案06-22
成都双流国际机场解析05-27
首都机场信息化06-05
机场安检员辞职报告06-11
机场对标活动方案06-18
温州生态园导游词07-02
机场运营与管理思考题整理06-30
