西安咸陽機場雷暴天氣統(tǒng)計分析及其觀測方法

周線婭，胥 潔，楊海蓉

(民航西北空管局氣象中心，西安 710082)

西安咸陽機場雷暴天氣統(tǒng)計分析及其觀測方法

周線婭，胥 潔，楊海蓉

(民航西北空管局氣象中心，西安 710082)

利用西安咸陽機場1997—2012年的地面氣象觀測資料，對本場近16 a雷暴發(fā)生情況進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：咸陽機場夏季雷暴最為頻繁，高峰期在7—8月，而且持續(xù)時間也較長；雷暴發(fā)生時間有明顯的日變化特點，晚上多于白天，前夜多于后夜；西方、北方、西北方向是機場產(chǎn)生雷暴最多的區(qū)域，其余方位的雷暴概率較小。雷暴過境時氣溫普遍下降，平均氣溫下降2.1 ℃，1 h氣壓平均上升約1 hPa，風(fēng)速驟增，小時平均風(fēng)速的平均值為5.1 m/s，日降水量平均為8.1 mm。

雷暴天氣；地面觀測方法；咸陽機場

雷暴是指積雨云云間、云中、云地之間發(fā)生激烈的放電現(xiàn)象，表現(xiàn)為一種局地強對流天氣現(xiàn)象，常伴有強烈的降水、大風(fēng)、冰雹、風(fēng)沙等災(zāi)害性天氣，往往造成地面設(shè)施、導(dǎo)航設(shè)備破壞，甚至干擾無線電通訊。由于雷暴中有強烈的湍流、結(jié)冰、閃電、顛簸和大風(fēng)，并伴有低云，常嚴重危及飛行安全，是造成飛機返航、備降、延誤和飛行事故的重要因素[1-2]。西安咸陽機場位于西安市西北45 km，咸陽市東北12 km處，南有秦嶺山脈，北臨渭北平原，四季分明，春夏季雷雨天氣較多，據(jù)統(tǒng)計資料表明，西安咸陽機場春夏季雷暴天氣是造成航班不正常的第二大天氣原因，嚴重影響飛行安全，同時給空中流量管理及交通管制工作帶來很大壓力。高維英等[3]對陜西雷暴時空分布規(guī)律及其天氣特征進行了分析；高菊霞[4]等研究了陜西大范圍雷暴850 hPa能流場特征，張靜芳[5]等研究了榆陽機場雷暴特征及雷暴對飛行的影響。利用西安咸陽機場1997—2012年地面氣象觀測資料，對本場近16 a雷暴發(fā)生情況進行統(tǒng)計分析，掌握咸陽機場雷暴天氣特征，做好雷暴的觀測和服務(wù)，有助于空中交通管制部門和飛行部門掌握氣象信息，對避開或飛越雷暴天氣區(qū)，確保飛行安全具有重要意義。

1 雷暴概況

1.1 年際、月際變化及初終日特征

西安咸陽機場1997—2012年總共有雷暴日163 d，年平均約10 d。雷暴日年際變化較大(見圖1)，最多為15 d，分別出現(xiàn)在2006年和2012年；最少為4 d，出現(xiàn)在1997年。

圖1 咸陽機場1997—2012年雷暴日變化

雷暴集中出現(xiàn)在4—8月，高峰期為7—8月(見表1)。從各月的分布情況來看，7月雷暴發(fā)生最多，平均2.6 d，其次為8月，平均為2.4 d,3月最少，16 a只出現(xiàn)1次。

表1 1997—2012年咸陽機場各月雷暴日分布 d

初雷多出現(xiàn)在4月，占初雷月的80%，最早出現(xiàn)在3月(1997年3月12日)，最晚出現(xiàn)在6月(2004年6月15日)；終雷最早出現(xiàn)在7月9日(1997年)，最晚出現(xiàn)在10月30日(2009年)；雷暴初終日之間年平均約有143 d，最短86 d(2008年)，最長197 d(2006年)。

1.2 日變化

雷暴是一種與中小尺度天氣系統(tǒng)關(guān)系密切的天氣現(xiàn)象，只有在強對流條件下才會發(fā)生，出現(xiàn)時間有明顯的日變化規(guī)律。西安咸陽機場雷暴多出現(xiàn)在午后至傍晚，此時段的雷暴占總雷暴日的68.7%；其中高峰期為10—16時(世界時)，占總雷暴日的45.4%，午夜之后概率開始下降，清晨至中午概率最低，只有9.2%(見表2)。

表2 咸陽機場1997—2012年各時段雷暴出現(xiàn)頻次和概率

1.3 持續(xù)時長及連續(xù)出現(xiàn)時間

咸陽機場單次雷暴持續(xù)時長多為2 h之內(nèi)，占總雷暴日的86%，其中1 h之內(nèi)101 d，占62%；1～2 h的39 d，占24%。持續(xù)2～3 h的16 d，占總雷暴日的10%；持續(xù)3 h以上的7 d，占4%。持續(xù)較長時間的雷暴多出現(xiàn)在夏季，最長持續(xù)時長為5 h 39 min，出現(xiàn)在2007年7月26日；最短持續(xù)時長不足1 min，分別出現(xiàn)在2001年5月12日和2004年7月15日，屬熱力性雷暴，即由于氣溫升高，局地?zé)崃α鳟a(chǎn)生對流云，進而發(fā)展產(chǎn)生雷暴，故持續(xù)時間很短。

咸陽機場多為單日雷暴，共105次，占總雷暴日的65%；連續(xù)2 d出現(xiàn)雷暴有19次，連續(xù)3 d的 4次，最長連續(xù)時間4 d，共2次，分別出現(xiàn)在2012年6月21—24日和8月25—28日，夏季出現(xiàn)連續(xù)雷暴的概率較大。

1.4 出現(xiàn)和消失方位

由表3可看出，咸陽機場雷暴出現(xiàn)的方位最多為NW，概率28%；其次為W，概率18%。NW、N和W共占61%，是機場雷暴產(chǎn)生的最多方位；最少為E，概率4%。雷暴消散的方位最多為E，概率21%；其次是N，概率為17%。這與關(guān)中平原大部分天氣系統(tǒng)自西北向東南方向移動相符。

表3 咸陽機場1997—2012年各方位雷暴出現(xiàn)和消失頻次及概率

2 雷暴過境時氣象要素變化特征

強雷暴經(jīng)過測站時，地面氣象要素會有劇烈的變化，普通雷暴強度相對較弱，引起氣象要素的變化相對較小。

2.1 氣溫

根據(jù)資料統(tǒng)計，西安咸陽機場雷暴過境前，氣溫高，濕度大，天氣悶熱。雷暴過境時，氣溫普遍下降，平均氣溫下降2.1 ℃，其中1 h氣溫下降0.1～2.0 ℃的占56%,下降2.1～4.0 ℃的占26%，下降4.1 ℃以上的占18%。1 h氣溫降低最多為8.2 ℃，出現(xiàn)在2012年6月18日。雷暴過境或消失后，氣溫逐漸恢復(fù)正常。

2.2 氣壓

雷暴發(fā)展階段，地面氣壓略有下降。到成熟階段，受冷空氣影響，在雷暴云的下方形成一雷暴高壓，因此，地面氣壓突然上升。西安咸陽機場雷暴過境時，1 h氣壓平均上升約1 hPa，最高上升3.9 hPa，出現(xiàn)在2011年6月9日。雷暴過后，氣壓即恢復(fù)正常。

2.3 風(fēng)

雷暴過境前，地面風(fēng)常較弱，小時平均風(fēng)速的平均值約為2.3 m/s。雷暴來臨時，風(fēng)速驟增，小時平均風(fēng)速的平均值為5.1 m/s，有時會出現(xiàn)陣風(fēng)，陣風(fēng)風(fēng)速多在10～17 m/s，歷史最高達29 m/s，出現(xiàn)在2011年8月15日；風(fēng)向也劇烈變化，小時平均風(fēng)向變化的平均值約70°，有時甚至急轉(zhuǎn)為相反方向。雖然維持不長，但嚴重威脅著航空器起飛、著陸和地面設(shè)施的安全。

2.4 降水

雷暴大風(fēng)到達后幾分鐘，常產(chǎn)生較強的降水。西安咸陽機場雷暴伴降水天氣的日降水量平均為8.1 mm，日最大降水量為49.8 mm，出現(xiàn)在2007年7月26日；雷暴過后，降水減小或停止，降水量和降水時間取決于雷暴的強度、移速以及測站與雷暴的相對位置。

3 雷暴過境時伴隨的天氣現(xiàn)象狀況

雷暴出現(xiàn)時，多伴有降水，有時還伴有其他天氣現(xiàn)象，如大風(fēng)、冰雹、塵暴、揚沙等(見表4，雷暴伴隨大風(fēng)、冰雹和/或降雨同時出現(xiàn)時，大風(fēng)、降雨、冰雹各統(tǒng)計1次)。只出現(xiàn)雷電現(xiàn)象的僅有23 d；伴有降水的雷暴日為135 d，其中伴有中/大降水的雷暴日為63 d，占總雷暴日的38.4%；冰雹天氣很少，16 a來，僅在2012年4月20日初雷日產(chǎn)生了冰雹。

表4 咸陽機場1997—2012年伴隨天氣現(xiàn)象的雷暴出現(xiàn)頻次 d

4 雷暴觀測要領(lǐng)

(1)了解不同季節(jié)雷暴的特點。西安咸陽機場秋季雷暴多是由于冷鋒過境，伴隨天氣系統(tǒng)出現(xiàn)，一天中任何時候都可能出現(xiàn)；而春季和夏季的雷暴多為動力和熱力原因共同影響，即熱力原因加劇動力抬升，導(dǎo)致更劇烈的天氣出現(xiàn)，故多出現(xiàn)在午后和傍晚。

(2)注意對流云的觀測。多觀察積雨云的生消演變、存在的方位和移動方向，當(dāng)積雨云正在發(fā)展時，可能出現(xiàn)雷暴，此時，應(yīng)加強連續(xù)觀測，雷暴移動的方向即為積雨云移動的方向；夜間，可憑閃電出現(xiàn)的方位判別雷暴系統(tǒng)移動方向。

(3)根據(jù)氣象要素的變化判斷雷暴。雷暴產(chǎn)生之前，一般為暖濕空氣，氣溫高、濕度大、風(fēng)力微弱、天氣悶熱；雷暴來臨時，氣溫開始下降，短時間后，風(fēng)向急轉(zhuǎn)，風(fēng)速突增，氣溫隨著急降。

(4)正確使用氣象探測設(shè)備。從雷達回波判斷是否為對流云回波；根據(jù)機場氣候特點和雷達實時回波特征的演變加以預(yù)測和判斷；及時和預(yù)報員溝通了解雷暴產(chǎn)生的原因、移動方向、消失方向和出現(xiàn)時間。

(5) 熟悉機場地形特點。雷暴的出現(xiàn)方位及移動路徑受地形影響較大，熟悉地形，掌握規(guī)律，做到心中有數(shù)，減少判斷失誤。

5 結(jié)語

(1) 咸陽機場夏季雷暴最為頻繁，高峰期在7—8月，而且持續(xù)時間也較長；春秋較少且春季多于秋季，多發(fā)生春夏和夏秋之交；11月至來年2月未出現(xiàn)雷暴。雷暴多數(shù)會伴有陣性降水，有時還會伴有大風(fēng)、沙塵等天氣。

(2) 雷暴發(fā)生時間有明顯的日變化特征，晚上多于白天，前夜多于后夜；雷暴多伴隨天氣系統(tǒng)過境而出現(xiàn)，夏季偶爾為局地?zé)崃α鳟a(chǎn)生，且多出現(xiàn)在午后和傍晚，上午較少。雷暴持續(xù)時間較短，一般在2 h之內(nèi)，連續(xù)時間多為1 d。

(3) 西、北、西北方向是機場產(chǎn)生雷暴最多的方位，這與關(guān)中平原大部分天氣系統(tǒng)自西北向東南方向移動相符，因此觀測員應(yīng)嚴密監(jiān)視本場西、北、西北方向?qū)α髟茍F的發(fā)生發(fā)展。

(4) 準(zhǔn)確觀測雷暴，不但要了解雷暴形成機制、特性和雷暴的地方性特點，還要熟練掌握雷暴活動規(guī)律及其伴隨的天氣現(xiàn)象，不斷積累觀測經(jīng)驗，更好地為飛行提供準(zhǔn)確的氣象信息。

[1] 中國民用航空局空中交通管理局.民用航空氣象地面觀測技術(shù)手冊[Z].北京：中國民用航空局空中交通管理局，2007.

[2] 民航西北地區(qū)氣象中心.西安咸陽機場氣候志[G].西安：民航西北地區(qū)氣象中心，2013.

[3] 高維英,何曉嬡,李明.陜西省雷暴時空分布規(guī)律及其天氣特征分析[J].陜西氣象，2001(6)：33-35.

[4] 高菊霞,龐亞峰,梁生俊. 陜西大范圍雷暴850 hPa 能流場特征分析[J].陜西氣象，2007(2)：29-32.

[5] 張靜芳,康磊.榆陽機場雷暴特征及對飛行的影響[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2013 (18)：22-24.

周線婭，胥潔，楊海蓉.西安咸陽機場雷暴天氣統(tǒng)計分析及其觀測方法[J].陜西氣象，2014(3)：23-25.

1006-4354(2014)03-0023-03

2013-10-24

周線婭(1967—)，女，漢族，陜西西安人，工程師，從事民航氣象地面觀測。

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