时间:2016-07-02 08:52 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:张成伟 高雯 李斌 点击次数:
3低空风切变的气候统计特征
利用2001年至2010年间宝安机场每月出现低空风切变的日数统计分析,得到年变化曲线图(图1)和多年累积月变化图(图2)。从年变化曲线图中发现,伴随航班量的迅速增长,机组遭遇低空风切变的频次逐步增加,基本呈现同步增长趋势。这除了遭遇几率随航班密度增加的客观原因,与近些年民航加大重视低空风切变的通报和服务也是密不可分的。
图2深圳宝安机场低空风切变2001~2010年累积日数月变化
从多年累计月变化图中,发现宝安机场每月都有可能发生低空风切变,但基本集中在3~9月份,即春季和夏秋季节是深圳机场低空风切变多发季节,冬季发生的概率较小。有两个明显的峰值,分别出现在3~4月份和7~9月份。主要是因为3~4月份,深圳地区的冷空气活动开始减弱变性,南方暖湿气流逐渐北上,常在华南沿岸形成静止锋,产生带有雷暴,阵雨,阵风的对流性天气;7~9月份深圳已完全进入夏季多雨季节,常受热带气旋和局地热对流等天气的影响,雷暴大风和强降雨天气频繁。回顾低空风切变日数的波谷,一个出现在5~6月份,因为此季节西太平洋副热带高压脊线仍位于20°N以南地区,南部的热带气旋较少影响华南地区,而北方的冷空气,除有明显的高空槽配置或强冷空南下影响华南沿海地区之外,一般的冷空气往往停滞在南岭山区就逐渐减弱变性了,较少在深圳地区引起大面积的锋面天气。另一个波谷出现12~2月份,是因为此时深圳为东北季风控制,对流性天气甚少。
综上所述,深圳低空风切变的产生与对流活动关联密切。尤其台风及外围造成的剧烈天气过程直接影响着宝安机场的正常营运和飞行安全[10]。
4低空风切变的背景天气分析
分析深圳国际机场出现低空风切变时的主要环流背景,归纳出三个主要天气背景:热带气旋,雷暴和其他(包括近地面层逆温辐射、地形、海风、锋面等)。其中,热带气旋占45%,雷暴占33%。晴空辐射对深圳国际机场低空风切变的影响,主要出现在冬季无降水的天气下,常见的天气表征如:锋面过境,机场处于锋线或锋后,地面风向为东北风,风速大于4米/秒,或有短时阵风。
4.1雷暴与低空风切变的关系
统计深圳国际机场2001年至2010年的雷暴和低空风切变多年累计日数,如图3所示,在10月出现雷暴和低空风切变的日数相当,而在4~9月雷暴日数远远多于低空风切变日数。根据统计数据,影响深圳国际机场的雷暴中,有17.7%会产生低空风切变。我们认为发生雷暴时,实际发生的低空风切变应该远不止目前统计的报告数目。这可能是因为机场发生雷暴时,实际进出的航班数量会急剧减少、放行间隔会拉大,导致机组遭遇风切变的几率反而减少。
图3深圳宝安机场2001~2010年雷暴和低空风切变
逐月多年累计日数
4.2热带气旋与低空风切变的关系
从影响深圳宝安机场的热带气旋个数和风切变日数多年变化曲线图中可见(图4),2001~2009年间,热带气旋个数与低空风切变日数是正相位的,也就是热带气旋多值年份,低空风切变出现的频率也增加,反之亦然。2010年出现了风切变日数和热带气旋个数的反向位配置,主要是因为影响深圳的热带气旋个数偏少,强度偏弱;其次从2010年起,民航进一步完善了机场低空风切变天气的通报标准和流程,机组报告明显增加,因此出现了2010年低空风切变日数的陡增。但综合10a的样本中还是不难发现,当热带气旋对深圳国际机场有严重影响时,基本都会伴随出现低空风切变,可见,热带气旋是引起低空风切变的一个重要天气系统。
图4深圳宝安机场2001~2010年影响热带气旋个数
和低空风切变日数
5地理环境的影响
如图5所示,深圳宝安机场地处华南南部沿海,位于珠江口东岸,西临珠江口宽阔的水面,东面是南北向绵延数里的山脉,南面有大南山,北面有几座高几百米的小山(图中山高等值线间隔100m)。
在这种地理环境下,海陆风、山谷风、不同的下垫面产生的热力对流不均匀都会对环境风场产生不同的影响。统计宝安机场发生低空风切变时的地面主导风向,发现东风和东北风一共占了78%。这与山体对气流的作用不能忽视,当气流从东面山体越过时,在背风坡产生气流振荡扰动,从而在机场产生不同尺度、不同强度的湍流或低空风切变。具体效应如何,有待下一步研究分析。
6结束语
(1)随着深圳宝安机场航班量的迅速增长,机组遭遇低空风切变的几率递增。机组报告是研究机场风切变特征的宝贵资料,需要继续加强协同通报工作。(2)因气候特征,深圳宝安机场发生低空风切变主要集中在对流活动较为旺盛的3~9月份。(3)雷暴和热带气旋是导致深圳宝安机场产生低空风切变的主要天气系统,其中热带气旋的影响与低空风切变的发生频率有很好的对应关系。(4)深圳国际机场西面临水,东面靠山的地理环境,有利于在东北风下产生湍流和低空风切变。
参考文献
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