桃仙机场灾害性天气过程的预报思路与保障服务探讨

【摘 要】摘选桃仙机场大雾天气与切变线雷暴天气，针对机场保障与预报服务做出总结与归纳。利用常规观测资料、雷达数据和卫星数据，就大面积大雾天气延误与长时间机场及航路雷暴云团覆盖的情况下，如何更好地为管制、机场现场和航空公司签派提供区域预警与机场警报。通过归纳复杂天气过程保障要点，梳理预报思路，构建服务新意识。在保障安全的前提下，减少航班延误，提升预报服务能力。

【关键词】大面积大雾；切变线雷暴；机场警报；保障服务

0 引言

随着航班量不断增加，飞行范围逐渐扩大，空域飞行流量迅速增加[1]，2012全国民航运输机场完成旅客吞吐量6.8亿人次，比2011年增长9.5%，全国运输机场完成起降架次660.32万架次，比2011年增长10.4%，因天气原因而导致航班不正常约占总体的21.9%，相比增长1.9%，详见表1。面对有限的空域资源、飞行流量的不断增加和天气原因激增等不利因素，只有加强民航气象预报能力和改进复杂天气过程保障预警服务模式，贴近航空气象服务用户的业务需求，提升人性化服务，才能保障飞行安全，达到节能减排的成效。为此，摘选两次严重影响飞行安全和航班正常运行的灾害性天气过程，针对不同类型的天气过程，分析其预报思路与保障服务。

1 桃仙机场持续性混合型大雾天气过程的预报思路

1.1 天气实况

2011年冬季，辽宁省内19个指标站同时出现大雾天气（如图1），其分布位置自西南向东北方向蔓延。2011年11月26日21：21时-28日05：50时，沈阳桃仙机场出现大雾，持续32小时，期间最低能见度达50m，低于机场Ⅰ类精密进近能见度（800m）标准的时长占大雾天气总时长的93%，机场暂时关闭。此次大雾天气造成13架次航班返航、备降，42架次航班被取消。

1.2 环流形势

大面积、长时间的大雾天气与对流层高空、地面的环流形势关系紧密。25日，沈阳桃仙机场处于蒙古高原与日本海面高压之间的低压带中，气压梯度弱，地面风速小。26日，受到水汽输送和当日的弱降水天气过程的叠加影响，配合低层的辐合流场，桃仙机场出现大雾。27日500hPa冷平流中心位于贝加尔湖北部，沈阳桃仙机场位于高空槽前西南气流控制（如图2）。850hPa以下，辽宁地区存在一支西南低空急流。850-700hPa之间弱的正散度区，促进了上升运动区与下沉运动区的界面中的逆温层的维持，有利于桃仙机场出现持续大雾天气。28日06时沈阳地区上空的偏西气流转为西北气流，随着冷空气的侵入，逆温层遭到破坏，桃仙机场大雾迅速消散。

1.3 建立大雾预报思路

1.3.1 预先6-12小时，建立大雾天气预判思路

结合高（低）空环流、地面气象要素、远处上游指标站的数据和卫星资料，预判本场是否受到上游天气系统影响出现大雾天气，以及大雾天气类型与后续发展趋势。若趋势表现为增强则提前发布区域预警、制作低层重要天气预告图、启动相关预警措施。

1.3.2 预先3-6小时，建立大雾天气预警思路

根据最新的卫星资料、数值预报产品、常规观测资料和近处上游指标站的数据，结合桃仙机场倒U型地形特征，分析影响本场的大雾天气的形成原因，辨别大雾类型。判断本次大雾天气为本场辐射雾与上游平流雾相互混合而成，针对辐射雾和平流雾的生成因素与消散条件，做出准确的机场航站预报、机场警报、区域预警、短信机场重要天气警报。

1.3.3 预先1-3小时，实施大雾天气机场保障措施

针对大雾天气特点，研究本场近地面温度场变化、湿度场变化、风场变化、低空逆温层结状态、低空湍流、卫星水汽图像上黑色暗区变化与上游平流雾的综合影响，判断大雾的转折时段。向驻场各级服务部门发布大雾天气电话机场警报、加发着陆趋势报，并且密切关注东北区域内其他航站的实况变化，为管制部门、航空公司签派员提供更加全面的空间气象服务。

1.4 气象要素分析总结

雾是近地面空气由于降温或水汽含量增加而达到饱和，水汽凝结或凝华而形成的[2]。通过对925hPa的相对湿度与流场分析（如图3），桃仙机场位于高湿区内，相对湿度在80～90%之间。桃仙机场受到来自渤海海面上自西南向东北方向的暖湿气流输送，暖湿空气以适当的流速来到相对冷的下垫面，相对湿度增大，水汽凝结，形成大雾，具备平流雾的生消特征。

通过925hPa高度层上的垂直速度场分析（如图4），在桃仙机场西北部存在一个强垂直运动区，其下沉气流的中心最大速率达27m/s。强下沉气流导致近地面空气增温，使得水汽呈非饱和状态，近地面相对湿度下降。下沉气流的辐散作用，可破坏低空逆温层，增大地面风速，促进低层热量与水汽交换，大气湍流运动增强，有利于大雾天气的消散。

2 桃仙机场冷涡雷暴天气过程保障服务

2.1 天气实况与环流形势

夏季沈阳桃仙机场受冷涡影响，2013年6月3日01：25时—06：15时出现雷雨天气，日降水量达28mm，达到大雨量级。沈阳市气象局当日共发布2份雷电黄色预警，1份雷电橙色预警。图5，沈阳桃仙机场及进近区域均处于雷电密度区域范围内，大量且密集的雷电对航路飞行与航站起降均造成严重影响。

6月1日，东亚地区上空鄂海一带为稳定的暖高压所盘踞，自贝湖方向冷空气进入东北地区，低槽东移受阻加深，切断形成冷涡。2日夜间，高空有小槽不断经过本场上空，雷暴出现在槽前，3日凌晨1时对流云团移至机场附近，云团覆盖进近区域、机场，雷雨天气持续4小时50分钟。

2.2 强对流天气过程航空气象保障服务措施

2.2.1 提前3小时，进入区域预警阶段

跟踪卫星云图中对流云团发展趋势与移动路径，计算出强对流云团未来影响区域。及时向民航气象中心发布区域预警、机场警报和SIGMET，检查或制作中、低层重要天气预告图，发布短信机场天气警报，向各级相关单位服务部门负责人通报灾害性天气演变内容和变化趋势。在必要的情况下，加强与大连、长春和哈尔滨航站的天气会商。有利于区域内部的气象情报联动性。

2.2.2 提前2-3小时，进入航路预警阶段

密切关注多普勒雷达各类数据产品和东北区域内强对流云团变化（图6）。由雷达反射率因子图像（图7）表明对流云团自西向东移动，覆盖区域逐步扩大，强度逐渐增强。2日，23：08时出现在桃仙机场西部116km处一号空中走廊口，移向桃仙机场。当对流云团进入50km范围内，着重分析以下对流云团：内部结构密实，边缘清晰，黄色和红色区域块状或点状分散在蓝色和绿色区域中的对流云降水回波。在高显上，呈柱状，中间为明亮的红色，垂直高度在6-7km以上的对流云团[3]。这些发展旺盛的对流云团极易产生雷暴、大风和冰雹等强对流性天气。尤其是在雷暴活动区中飞行，除了云中飞行操控困难外，还会遇到强烈的颠簸、积冰、电击，阵雨和恶劣能见度，有时还会遇到冰雹、下击暴流、低空风切变。停放在地面的飞机也会遭到大风和冰雹的袭击，严重影响航路上飞机安全运行。为此，预报部门应提前向管制部门、航空公司签派员和机场现场发布电话机场警报，组织值班人员进行加密会商，及时加发着陆趋势报。

2.2.3 提前1小时，进入航站预警阶段

当对流云团距本场20km时，结合卫星云图、雷达产品、自动观测系统数据和天气图，分析对流云团的后续演变趋势，根据天气变化，加发着陆趋势报。同时，向塔台通报系统发展趋势，为管制员提供准确的气象服务，有助于管制员对不同雷雨天气把握。当收到管制或其他气象部门电话通报机组突遇颠簸、积冰、低空风切变等情况，详细核实信息，填写《语音方式航空器空中报告记录表》，上报民航气象中心。加密组织会商，分析原因，迅速向相关服务部门做出答复，为飞行保障工作提高准确、可靠的气象应急服务。灾害性天气过程结束后，填写气象预报服务保障单，总结天气过程特点，为日后提供更好的服务保障奠定基础。

3 小结与探讨

3.1 对于灾害性天气预报思路与保障服务的小结

3.1.1 持续性混合型大雾预报思路小结

暖湿空气以适当的流速来到相对冷的下垫面，相对湿度增大，水汽凝结，形成大雾，具备平流雾的生消特征；干冷空气的侵入，湍流增强，逆温层遭破坏，大雾消散；倒U型地势配合低空西南急流与冬季西北风，对机场的辐散雾和平流雾的生成起到一定的促进作用。混合型大雾相对持续时间较长，对机场影响较为严重，总结此类天气特征有利于提高预报业务能力。

3.1.2 冷涡雷暴保障服务小结

当冷涡出现在35o～60oN，115o～145oE范围内，高空有小槽不断地经过本场上空时，会造成连续两天以上出现雷暴，雷暴出现在槽前，且持续时间达4个小时以上。长时间、大面积的对流云团对机场、进近区域、航路造成不同程度的影响，导致航班返航、备降、绕飞，飞机无法正常起飞、着陆。为此，总结保障措施是十分必要的。

3.2 关于灾害性天气保障体系的探讨

3.2.1 针对于各相关服务部门的工作需求不同，类似于大雾、雷雨等灾害性天气的预报、预警服务平台建设还需进一步调整与完善。

3.2.2 相对于地方气象部门的灾害性天气评估系统的建设，民航气象部门的灾害性评估处置因不同部门的重视程度不一、评估方法不同这些因素，有时未能做到步调统一与协调配合，无形中影响了服务保障工作的效率。

3.2.3 发展决策气象服务系统，针对不同类型的灾害性天气，整理出与之配套的专项预报思路和保障服务措施。决策气象服务在机场灾害性天气应急服务中起着决定性作用[4]。同时，加强预报、预警模型的综合应用与联动开发，建立东北区域机场灾害性天气决策系统，为灾害性天气影响下的飞行流量控制、飞行绕飞、返航、备降决策提供更加安全、高效的航空预报和保障服务。

【参考文献】

[1]苏艳华，李自鑫.航空气象用户需求和满意度的现状分析[J].中国民航航空，2012，35-37.

[2]顾钧禧，章基嘉，巢纪平，等.大气科学词典[M].北京：北京气象出版社，1994，16-17.

[3]黄仪方，朱志愚.航空气象[M].成都：西南交通大学出版社，2008，225-228.

[4]竺维，李跃春.双流机场灾害性天气应急保障体系建设探讨[J].空中交通管理，2011，29-31.

[责任编辑：陈双芹]