南京祿口國際機(jī)場(chǎng)2015年1月28日降雪過程分析

張巖

摘 要：利用常規(guī)觀測(cè)資料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析資料對(duì)南京機(jī)場(chǎng)2015年1月28日降雪過程的成因進(jìn)行分析，結(jié)論表明：該次降雪過程是北方冷空氣活動(dòng)引起，橫切的加強(qiáng)東伸帶來暖濕氣流對(duì)其有增強(qiáng)作用，但對(duì)降水性質(zhì)造成了一定的影響。

關(guān)鍵詞：降雪 航班延誤 暖平流

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）01（c）-0099-04

降雪是冬季影響航班正常運(yùn)行的主要災(zāi)害性天氣之一，一般會(huì)造成低能見度、跑道積冰等，嚴(yán)重時(shí)可能還會(huì)損壞地面設(shè)備。目前，國內(nèi)降雪的研究相對(duì)于降雨等偏少，而且中國的降雪形勢(shì)和歐美相比多數(shù)時(shí)候還有所差異[1]，所以國內(nèi)對(duì)于降雪的認(rèn)識(shí)還不深。

南京機(jī)場(chǎng)地處江寧區(qū)祿口街道西南方向約4 km，座標(biāo)北緯31°44′31″，東經(jīng)118°51′40″，海拔高度14.6 m。周圍為丘陵地貌，丘陵高度一般在15～20 m之間，從西南向東北逐漸由山地轉(zhuǎn)化為秦淮河漫灘區(qū)，就地勢(shì)而言，無高山阻隔冷暖空氣的活動(dòng)[2]。在2015年1月28日，南京祿口國際機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)降雪天氣，造成了大面積航班延誤，江蘇空管分局還啟動(dòng)了MDRS應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。該文利用常規(guī)資料對(duì)發(fā)生于該次降雪過程進(jìn)行分析研究，了解其成因、演變規(guī)律等。

1 天氣實(shí)況

1.1 資料來源

該文利用的資料主要來自于民航江蘇空管分局氣象臺(tái)人工觀測(cè)記錄、自觀系統(tǒng)、micaps和NCEP/NCAR逐日6 h再分析資料。28日夜間，07號(hào)跑道自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)降水量測(cè)量?jī)x器由于冰凍損壞一段時(shí)間，為保證準(zhǔn)確性，降水量也未使用06號(hào)自觀數(shù)據(jù)，只參考人工對(duì)于降雪實(shí)況的觀測(cè)。

1.2 天氣實(shí)況

該次天氣過程最早在27日上午開始有小雨，之后本場(chǎng)溫度明顯下降，在午后下降到1℃以下（如圖1（a）所示），變成雨夾雪，后轉(zhuǎn)為降雪天氣，但當(dāng)天夜間無明顯積雪或積冰。28日，為連續(xù)性降雪，其中18：20到20：43時(shí)（北京時(shí)間，以下均同）為小雨夾雪，在15：51到17：43時(shí)和20：43到22：45時(shí)出現(xiàn)有短時(shí)的中雪天氣，且后半夜地面積有薄冰。28日近地面溫度如圖1（b）所示，日變化不太顯著，溫差不大，但在19時(shí)到21時(shí)左右，有一次比較明顯的反常波動(dòng)；夜間最低溫度在03時(shí)到05時(shí)最低，為0 ℃，未達(dá)到冰點(diǎn)以下，比27日夜間（未發(fā)生積雪）最低溫度高。

2 環(huán)流形勢(shì)分析

如圖2（a）所示，500 hPa上總體呈現(xiàn)兩槽一脊的形勢(shì)，但槽底位置都比較偏北，在北緯30度附近，氣流偏平。對(duì)比圖2（b），有一個(gè)淺槽自西向東移動(dòng)，并對(duì)本場(chǎng)帶來影響，但可以看出從08時(shí)到20時(shí)沒有劇烈的冷空氣活動(dòng)，反而是暖濕氣流有所增強(qiáng)，在圖2（b）上，南京上空已經(jīng)轉(zhuǎn)為暖平流。

在圖3中，在長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)可以比較明顯地看到等溫線的密集帶，緯向分布。沿長(zhǎng)江南岸，有一條切邊分布，冷暖空氣在南京上空附近交匯，和08時(shí)相比（圖略），切變線的位置變化不大，但有所東伸，海上的高壓環(huán)流152線被切割，切變南側(cè)的西南氣流明顯增強(qiáng)，隨之而來的是水汽輸送的增加，南京站58238上空850 hPa的溫度由08時(shí)的-8 ℃上升到-6 ℃，暖平流的效果比較明顯。

圖4為1 h變溫的填色圖（來源于江蘇預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)一體化平臺(tái)），從中可以看到有一條0變溫線恰好壓在南京機(jī)場(chǎng)（北緯31°44′31″，東經(jīng)118°51′40″，大概位置為馬鞍山右側(cè)紅點(diǎn)處）附近，和850 hPa上暖平流位置對(duì)應(yīng)關(guān)系較好。

圖5是28日兩個(gè)時(shí)次的探空?qǐng)D，從圖中可以看到水汽都非常充沛，且20時(shí)的濕度層相對(duì)更厚，兩個(gè)時(shí)次的溫度層結(jié)曲線都具有降雪的典型逆溫特征[3]。在20時(shí)（小雨夾雪時(shí)間為18：20～20：43），850 hPa溫度為-6 ℃，地面溫度0.7 ℃，而以往的經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)中降雪的臨界條件一般為850 hPa溫度為-4 ℃，地面溫度1 ℃，實(shí)際溫度都在臨界值以下，和經(jīng)驗(yàn)相悖。

對(duì)比兩個(gè)時(shí)次，升溫最明顯的區(qū)域不是近地面或是850 hPa附近，而是在850 hPa和700 hPa之間，特別是750 hPa附近。為了分析750 hPa等壓面各氣象要素，下面將使用NCEP/NCAR逐日6 h再分析資料。

圖6中陰影填色區(qū)是風(fēng)速大于10 m/s的區(qū)域。和當(dāng)日700 hPa風(fēng)場(chǎng)（圖略）不同，14時(shí)，圖6（a），在32°N有一條非常明顯的風(fēng)場(chǎng)不連續(xù)線，而且此時(shí)，29～32°N之間，風(fēng)向基本和等溫線平行，基本沒有溫度的平流，本場(chǎng)大概位于-4 ℃等溫線附近。而到了晚上20時(shí)，圖6（b），切變北抬到33～34°N，這也和低層850 hPa切變位置的少動(dòng)不太相似，但相同的是在切變南側(cè)都有風(fēng)速的明顯增強(qiáng)。和圖6（a）中風(fēng)向相比，經(jīng)向分量增多，這在31°N（南京機(jī)場(chǎng)啊附近）表現(xiàn)得最為明顯，有偏西風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，出現(xiàn)顯著的暖平流，-2 ℃等溫線移動(dòng)到本場(chǎng)上空。

在圖3中，由于增強(qiáng)東伸的切變切斷，而在東海海面上空所形成閉合高壓環(huán)流在750 hPa等壓面上表現(xiàn)的不明顯，預(yù)想中高環(huán)流外圍風(fēng)場(chǎng)的暖濕輸送加強(qiáng)并沒有出現(xiàn)，對(duì)本場(chǎng)上空750 hPa高度上溫度的上升貢獻(xiàn)不大。

3 溫度與積雪

28日全夜近地面溫度都未能達(dá)到在0℃以下（如圖1（b）所示），相比27日（圖1（a）所示），大氣溫度更高；但結(jié)果相反，在27日夜間未發(fā)生的積雪現(xiàn)象反而出現(xiàn)了28日夜間。這表明積雪現(xiàn)象出現(xiàn)的因素中，大氣溫度不是決定性的，但目前對(duì)于土壤溫度的預(yù)報(bào)很困難，而且在機(jī)場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)中，淺層土壤溫度是不作為必要觀測(cè)項(xiàng)目，所以機(jī)場(chǎng)的淺層土壤溫度數(shù)據(jù)是空白的，這也給預(yù)報(bào)積雪、積冰增加了難度。

土壤溫度受到氣溫和降水的共同作用[4]。從圖1中可以看到，在27日15時(shí)冷空氣控制本場(chǎng)之后，溫度的振幅就很小，在-1℃到1℃之間變化，溫度的影響非常小。從理論上來說，降雪因?yàn)橛邢鄳B(tài)變化吸收潛熱的過程，對(duì)淺層土壤的影響要大于降雨。27日夜間開始就是降雪，但到地面之后基本都變?yōu)樗诖诉^程中，吸收大量潛熱，造成土壤淺層溫度的降低，在28日達(dá)到臨界值。

上述基本上為推測(cè)，無當(dāng)日實(shí)際數(shù)據(jù)檢驗(yàn)（因?yàn)橥寥罍囟鹊木值匦裕覚C(jī)場(chǎng)關(guān)心的是跑道上積雪情況，下墊面也不同，所以沒有參照國家觀測(cè)站數(shù)據(jù)）。

4 結(jié)語

該次降雪是由北方冷空氣入侵，所引起；在此過程中，中低層切變?cè)?8日的加強(qiáng)帶來的暖濕氣流加強(qiáng)了此次降雪，但同時(shí)也在20時(shí)前后短暫影響了降水的性質(zhì)。

根據(jù)此次過程的分析，關(guān)于降雪一般條件的經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)要有所修正；這次轉(zhuǎn)雨夾雪的時(shí)候，850 hPa和近地面的溫度都沒有達(dá)到臨界值，850 hPa～700 hPa之間的異常增溫是主要影響，在今后的預(yù)報(bào)中需要關(guān)注。

在積雪的形成過程中，土壤的淺層溫度影響比較重要，但機(jī)場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)中土壤溫度的空白使得臨近預(yù)報(bào)難度也比較大。而且跑道與觀測(cè)場(chǎng)地下墊面的差異，在以后的工作中還需要進(jìn)一步研究討論。

該次討論的只是單個(gè)降雪過程，而且數(shù)據(jù)收集還不夠多，希望在以后的工作中對(duì)更多個(gè)例進(jìn)行分析，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙思雄，孫建華.北京“12·7”降雪過程的分析研究[J].氣候與環(huán)境研究，2002，7（1）：7-21.

[2] 南京祿口國際機(jī)場(chǎng)氣候志[Z].

[3] 曹晴.上海機(jī)場(chǎng)一次降雪過程數(shù)值模擬分析[C]//第八屆長(zhǎng)三角氣象科技發(fā)展論壇論文集.2011.

[4] 張慧智，史學(xué)正，于東升，等.中國土壤溫度的季節(jié)性變化及其區(qū)域分異研究[J].土壤學(xué)報(bào)，2009，46（2）：227-234.