2024年3月9日发(作者：华山海拔)

上海虹桥机场低能见度天气过程中的气象要素特征分析

胡伯彦;陈志豪;冯雷

【摘 要】利用上海虹桥机场1986-2014年地面例行观测报告结果对机场低能见度天气下的多种气象要素特征进行了统计和分析.研究发现:虹桥机场低能见度天气下气温处于10-15℃之间的概率最高,在气温≤0℃或＞ 20℃时基本不会有低能见度天气发生;近五年来机场低能见度天气有在“更暖”的背景环境下发生的趋势.低能见度天气下机场主导风向在近年来以偏北风和西南风为主,强度较强的低能见度天气主导风向多集中于偏北和偏南两个方向;风速为0-2 m/s.的概率最大,且具有风速越小能见度数值越低的特征.机场低能见度天气下相对湿度为90％-95％的出现比率最高,随着能见度的降低相对湿度处于这一区间的概率增大,且近五年来机场发生低能见度天气的背景环境趋于“更加干燥”.

【期刊名称】《中国民航飞行学院学报》

【年(卷),期】2017(028)002

【总页数】6页(P49-54)

【关键词】低能见度;气温;风向;风速;相对湿度

【作 者】胡伯彦;陈志豪;冯雷

【作者单位】民航华东空管局气象中心 上海200335;民航华东空管局气象中心 上海200335;民航华东空管局气象中心 上海200335

【正文语种】中 文

自改革开放以来，我国民航业取得了快速发展。但与此相对的是我国航班运行正常性在近十年来却持续下行，由2005年的80%以上降到2014年只有68.4%。造成航班延误的原因众多，这其中天气原因所占比例超过20%，在所有天气原因中，低能见度天气对航班运行正常性及安全性的影响又尤为显著[1]。

气象学中将由降水、雾、霾、沙尘等过程引起的水平能见度＜1 000 m的天气现象称为低能见度天气，在航空气象领域则依照主导能见度作为决定航班能否正常起降的主要标准之一。主导能见度指观测到的达到或超过四周一半，或机场一半的范围（这些区域可连续，也可不连续）所具有的能见度的值。当主导能见度＜1 000

m时，即为航空气象领域所指的低能见度天气。

冯彦华等[2]对广州白云机场低能见度天气的气候特征进行统计，发现机场低能见度天气具有季节变化和日变化特征，其出现次数与持续时间成反比。张美平等[3]进一步指出白云机场≤1 000 m的低能见度天气具有明显的8年周期变化，≤0.8

km和≤0.55 km的低能见度天气主要震荡周期是6~10年。李秀连等[4]和陈露等[5]则对首都机场大雾天气的气候特征进行了研究，给出了各类大雾出现的时序特征、背景场特征、物理场特征，还对大雾形成、持续和消散阶段的天气形势进行了归纳。相关学者对上海地区机场低能见度天气的特征也进行过研究。袁娴等[6]对浦东机场平流雾的气候特征和天气形势进行了统计，发现机场平流雾多发于冬、春季，发生的频次及持续时间有增多趋势，发生时的天气背景为特定的5类。沈俊等[7]则给出了虹桥机场近18年来能见度的年际、季节和日变化特征，指出低于机场着陆标准的低能见度天气年发生频数有减少趋势。

上述研究多集中于机场能见度本身变化特征的统计和分析，对低能见度天气下气象要素所具有的特征研究不足。本文将利用上海虹桥机场长期地面观测资料对低能见度天气过程中的多种气象要素特征进行统计和分析，统计时段分为近五年、近十年、全时段。通过对比不同时期统计结果，重点得到近五年要素分布特征，以期作为低

能见度天气业务预报工作中的参照。此外，不同强度的低能见度天气对机场运行正常性的影响也不同，为使业务预报工作中的统计参照更为精细化，本文还进一步将主导能见度划分为＜1 000 m、＜500 m、＜200 m 3个等级分别进行统计分析。

本文所用资料来自上海虹桥机场例行观测报告结果，资料间隔为1小时，选取时段为1986年1月至2014年9月，所选要素包含机场主导能见度、气温、风向、风速、相对湿度。考虑到虹桥机场低能见度天气的出现具有一定季节特征[8-9]，因此仅选取当年9月至次年5月资料作为一个年统计周期。所要进行统计的时段具体为2009年9月至2014年5月（近五年）、2004年9月至2014年5月（近十年）、1986年9月至2014年5月（全时段）。所选资料中均剔除了因降雨或降雪所造成的低能见度时次。

所统计要素及相关描述如表1所示。按照《中国民用航空行业标准》（MH/T

4016.1-2007）的规定，风向要素中“静风”指观测时机场10分钟平均风速＜0.5 m/s；“风向不定”指观测时机场风向变化≥60°，且观测前10分钟内平均风向变化＜180°、风速＜2 m/s，或观测时机场风向变化已≥180°。

3.1 气温

图1给出的是虹桥机场低能见度天气下的气温分布特征。由图可见，近五年来机场各强度低能见度天气过程中气温基本处于5~10 ℃和10~15 ℃两个区间，特别是气温为10~15 ℃的概率均达到或超过40.0%。进一步研究发现低能见度天气的强度越强，气温为10~15 ℃的概率也越高，主导能见度＜200 m情况下气温处于这一区间的概率高达52.0%（图1c）。在气温≤0 ℃或＞20 ℃时，近五年来虹桥机场基本不会有低能见度天气发生。

其他统计时段结果显示，主导能见度＜1 000 m和＜500 m的天气过程中（图1a、图1b）近十年及全时段气温为5~10 ℃的概率最高，而主导能见度＜200 m时近十年来气温为5~10 ℃、全时段气温为0~5 ℃和5~10 ℃的概率最高（图1c），

这些都与近五年来机场低能见度天气过程中气温多为10~15 ℃的结果相比具有一定差异。由此可见虹桥机场近些年来发生低能见度天气的整体环境趋向于“更暖”，这可能与机场周边城市化效应加重、全球气候变暖、低能见度天气本身物理特性改变等多种因素有关。

3.2 风向

虹桥机场低能见度天气过程中的风向分布特征如图2所示。近十年和全时段中主导能见度＜1 000 m时机场主导风向为偏北风和西北风，近五年统计结果中则为偏北风和西南风出现概率较高（分别达到16.8%和11.2%），且近五年中偏北风作为主导风向的出现概率较其他统计时段结果有增多趋势（图2a）。随着低能见度天气强度的增强，虹桥机场主导风向的分布也相应发生变化，在较强的低能见度天气过程中主导风向多集中在偏北和偏南两个方向。当主导能见度＜500 m时近五年来东南、偏南、西南风的出现概率均较高（图2b）；而主导能见度＜200 m时偏南方向中东南风和偏南风的出现概率均达到12.0%，相对较高（图2c）。在所有统计时段中偏西风和偏东风条件下虹桥机场出现较为严重低能见度天气的概率相对较小。

本文还给出了机场低能见度天气下风向为“静风”或“风向不定”的出现概率统计结果。如表2所示，各强度低能见度天气过程中均为静风的出现概率高于风向不定，特别在强度较强的低能见度天气中这种差别尤为明显。对比不同统计时段结果发现，虽然静风的出现概率在近十年来有减少趋势，但在近五年中其概率值较近十年的又有所增大；相对的，风向不定的出现概率在全时段到近十年、近十年到近五年中则呈现“先增多后减少”的趋势。

3.3 风速

图3给出的是虹桥机场低能见度天气过程中的风速分布特征。由图可见，在全时段统计结果中各强度低能见度天气下风速为0 m/s的概率均最大，概率次之的是

风速为2 m/s。这一分布特征在近十年统计结果中有较明显变化，主导能见度＜1

000 m时机场风速为1 m/s和2 m/s的概率较大（图3a），其他强度低能见度天气过程中则风速越小、对应的概率值越高（图3b、图3c）。近五年的风速分布特征更为复杂，主导能见度＜1 000 m时机场风速为0 m/s、1 m/s和2 m/s的概率基本相当，均为25.0%左右（图3a）；随着低能见度天气强度的增强，风速为0 m/s的出现概率随之增高，在主导能见度＜200 m情况下其概率值达最高的52.0%（图3c）；主导能见度＜500 m时，与全时段统计结果类似，风速为2

m/s的出现概率也相对较高（图3b）。

虽然在不同统计时段中得到的低能见度天气风速分布特征相互之间有所差异，但总体来看具有风速越小、能见度越低的特征。袁成松等[10]对沪宁高速公路浓雾特征进行研究发现，该地区浓雾生成前的最大风速在0.4~1.8 m/s之间的比率高达91.9%。邓长菊等[11]也指出北京地区能见度的变化与风速走势一致，即风速减小、能见度降低，风速最小的时段能见度也最低。本文统计结果与前人结论具有一致性。

3.4 相对湿度

虹桥机场低能见度天气过程中的相对湿度分布如图4所示，全时段统计结果中各强度低能见度天气下空气相对湿度为95%~100%的概率均超过65.0%，为所有统计区间中的概率最大值。这种低能见度天气在空气接近饱和状态下最易形成的特征在近十年和近五年来出现了较明显变化。如图4a~4c所示，近十年来虹桥机场各强度低能见度天气下的空气相对湿度为90%~95%的概率最高，且概率值均能达到50.0%以上，相反相对湿度在95%~100%之间的概率则均低于20.0%。这一变化在近五年统计结果中得到进一步体现，其中主导能见度＜200 m情况下空气相对湿度为90%~95%的概率高达84.0%（图4c），主导能见度＜1 000 m和＜500 m时其概率值也可分别达到64.8%和69.5%（图4a、图4b）。在局地城市化效应日趋严重、人为污染物排放量增加、全球气候变暖等多种因素的共同影响下，

虹桥机场低能见度天气在近些年来趋向于在“更干燥”的背景环境下发生。

本文利用上海虹桥机场长期地面例行观测报告结果统计分析了机场低能见度天气过程中的多种气象要素（气温、风向、风速、相对湿度）特征，得到以下结论：

（1）近五年来虹桥机场低能见度天气下气温基本处于5~15 ℃之间，概率峰值位于10~15 ℃区间，当气温≤0 ℃或＞20 ℃时基本不会有低能见度天气发生。近五年统计结果与全时段及近十年结果对比发现，虹桥机场低能见度天气有在“更暖”的背景环境下发生的趋势。

（2）近五年来低能见度天气过程中虹桥机场主导风向以偏北风和西南风为主，且较近十年和全时段统计结果偏北风的出现概率有增多趋势。强度较强的低能见度天气机场主导风向多集中在偏北和偏南两个方向。低能见度天气下机场为静风的概率高于风向不定。

（3）虹桥机场近五年来低能见度天气过程中风速为0 m/s、1 m/s和2 m/s的概率基本相当，且随着低能见度天气强度的增强，0 m/s风速的出现概率也随之增高。近十年和全时段统计结果给出的风速分布特征较近五年的有一定差异，但总体来看仍具有风速越小、能见度越低的特征。

（4）近五年来虹桥机场低能见度天气下的空气相对湿度为90%~95%的概率最高，且强度越强的低能见度天气，空气相对湿度为90%~95%的概率越大。与全时段和近十年统计结果对比发现，机场低能见度天气在近些年来趋向于在“更干燥”的背景环境下发生。

本文统计结果对上海虹桥机场低能见度天气的业务预报工作具有一定指导意义，但对于气象要素特征的研究仍较为简略，特别是对不同统计时段气象要素分布差异原因的探究有所不足，这将成为今后研究工作中的一个重点。

[1] 陆瀛州. 高空高速飞行气象条件[M]. 北京: 气象出版社, 1994: 153-155

[2] 冯彦华, 邓文珍. 白云机场低能见度气候的统计特征[J]. 热带气象学报, 1998(4)

[3] 张美平, 敖淑珍. 广州白云机场低能见度气候特征[J]. 气象科技, 2003(3)

[4] 李秀连, 陈克军, 王科, 等. 首都机场大雾的分类特征和统计分析[J]. 气象科技,

2008(6)

[5] 陈露, 顾雷. 首都机场雾过程的气候特征分析[J]. 气候与环境研究, 2008 (6)

[6] 袁娴, 陈志豪. 上海浦东机场平流雾的统计和监测分析[J]. 气象科学, 2013 (1)

[7] 沈俊, 阎凤霞, 王燕雄. 虹桥机场能见度变化特征分析[J]. 热带气象学报, 2008 (1)

[8] 胡伯彦, 冯雷, 陈志豪. 1996-2013年上海虹桥机场低能见度及低跑道视程特征分析[J]. 气象科技, 2015 (1)

[9] 周巧兰, 束炯, 王坚捍. 上海地区低能见度特征分析[J]. 气象与环境科学, 2009 (2)

[10] 袁成松, 梁敬东, 焦圣明, 等. 低能见度浓雾监测、临近预报的实例分析与认识[J]. 气象科学, 2007 (6)

[11] 邓长菊, 丁德平, 韩超, 等. 2007-2010年北京自动站浓雾特征分析与临近预报初探[J]. 气象科技, 2013(1)