蕭山機(jī)場寒潮分析與飛行保障探討

畢志剛

摘 要：寒潮天氣過程除了劇烈降溫之外，常常伴隨著多種惡劣天氣現(xiàn)象。這些惡劣天氣現(xiàn)象通常有大風(fēng)、低空風(fēng)切變、強(qiáng)度較大的低溫雨雪甚至凍降水、積冰，沙塵等，對飛行的威脅很大。該文對寒潮的概念、判定方法、引起的天現(xiàn)象以及對飛行的影響和保障要點進(jìn)行了較為詳盡的分析探討。對提高飛行保障水平有一定促進(jìn)作用。一旦爆發(fā)寒潮，航空氣象工作者們會有一個成熟的思路和嫻熟的措施去應(yīng)對。

關(guān)鍵詞：寒潮；大風(fēng)；降水；沙塵；低溫；保障

中圖分類號：P458.122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0253-02

1 概念闡述

2016年1月下旬，一場霸王級的寒潮襲擊了杭州，大風(fēng)和低溫雨雪天氣持續(xù)了數(shù)日，并產(chǎn)生了積雪和冰凍，浙江省幾十年都未曾遇到過這樣的極端低溫。2018年1月24日起，杭州也是受寒潮影響下起了2018年以來的第一場雪。寒潮使蕭山機(jī)場的航班受到很大影響。那么寒潮到底是什么呢？所謂寒潮，是指來自高緯度地區(qū)的寒冷空氣，在特定的天氣形勢下迅速加強(qiáng)并向中低緯度地區(qū)侵入，造成沿途地區(qū)劇烈降溫、大風(fēng)和雨雪天氣。這種冷空氣南侵達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的就稱為寒潮。寒潮出現(xiàn)的時間一般是秋季，冬季，和春季。影響我國的寒潮主要來源于西西伯利亞和蒙古地區(qū)。

2 寒潮的分析和判斷

2.1 寒潮判斷標(biāo)準(zhǔn)

我國氣象部門對寒潮是這樣規(guī)定的：某一地區(qū)冷空氣過境后，氣溫24小時內(nèi)下降8℃以上，且最低氣溫下降到4℃以下；或48小時內(nèi)氣溫下降10℃以上，且最低氣溫下降到4℃以下；或72小時內(nèi)氣溫連續(xù)下降12℃以上，并且最低氣溫在4℃以下的天氣，則稱此冷空氣爆發(fā)過程為一次寒潮過程。所以，降溫幅度大小是判斷寒潮的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 寒潮天氣特征

寒潮天氣過程是一種大規(guī)模的冷空氣活動過程。寒潮天氣的主要特點是劇烈降溫和大風(fēng)。驟然的大幅降溫，往往會帶來嚴(yán)重的降雪、冰凍天氣。在我國北方，寒潮過境所帶來的大風(fēng)掃過大片裸露的地表和沙漠，還會引起強(qiáng)烈的沙塵天氣。所以，除了雨雪冰凍之外，大風(fēng)、沙塵也是我國北方寒潮過境的標(biāo)志性天氣。

3 寒潮伴隨的主要天氣現(xiàn)象及其對飛行的影響

受寒潮影響，多種惡劣的天氣現(xiàn)象常常伴隨而至。會有大風(fēng)，低空風(fēng)切變，氣壓陡升、氣溫劇降，沙塵以及強(qiáng)降水甚至威脅更大的凍降水等天氣現(xiàn)象。

寒潮經(jīng)過不同的地域環(huán)境，天氣特點也不盡相同。杭州蕭山機(jī)場地處江南水鄉(xiāng)，植被豐富，距離寒潮發(fā)源地路途較遠(yuǎn)，所以北方沙漠和黃土高原的沙塵暴天氣以及吹雪天氣一般不會發(fā)生。在杭州地區(qū)一般就是大風(fēng)和低溫雨雪，冰凍等，有時會有浮塵，降雪量也不會很大。

下面主要分析一下寒潮過程對杭州蕭山機(jī)場的不利影響。這些影響主要有四種：大風(fēng)的影響，沙塵的影響，降水的影響，低溫的影響。

3.1 寒潮大風(fēng)

當(dāng)有寒潮過境時，寒潮大風(fēng)首當(dāng)其沖。寒潮大風(fēng)的風(fēng)向一般都是西北風(fēng)向，平均風(fēng)速一般可達(dá)15米/秒以上，陣風(fēng)多數(shù)可達(dá)25米/秒以上，維持的時間也較長。

寒潮大風(fēng)對飛行的影響：

首先，飛機(jī)在大風(fēng)中順風(fēng)起飛著陸的話，上升率和下滑率減小，滑跑距離會延長，當(dāng)風(fēng)速超過規(guī)定數(shù)值時，沖出跑道或撞擊障礙物的概率就會大大增加。尤其是單向起降的機(jī)場，這種風(fēng)險概率就更大；一般情況下航空器均采用逆風(fēng)起降，因為逆風(fēng)起降可以縮短滑跑距離，但如果逆風(fēng)風(fēng)速超過規(guī)定數(shù)值的話，也會使飛機(jī)操縱困難，著陸下滑角和下滑率加大，有可能使飛機(jī)在跑道頭提前接地。在滑跑過程中，側(cè)風(fēng)對飛機(jī)垂直尾翼的施加的側(cè)壓力，會使機(jī)頭向側(cè)風(fēng)方向偏轉(zhuǎn)，造成飛機(jī)偏離跑道或打地轉(zhuǎn)等不良后果。

其次，由于飛行器一般會逆風(fēng)起降，大風(fēng)會給相向運(yùn)動的飛行器施加一個強(qiáng)大壓力，所以在寒潮大風(fēng)當(dāng)中起飛著陸的飛行器，輪胎破裂和起落架折斷等事故發(fā)生的概率會大大增加。

另外，寒潮大風(fēng)極不穩(wěn)定，擾動氣流很強(qiáng)，風(fēng)速忽大忽小，極易產(chǎn)生顛簸和風(fēng)切變，尤其是低空風(fēng)切變，會給飛行帶來嚴(yán)重威脅，影響飛行器和乘客們的安全。

3.2 寒潮降水

杭州地區(qū)處于我國南方，氣候比較溫暖，水汽比較充沛。寒潮期間，北方強(qiáng)冷空氣長驅(qū)直入，猛烈沖擊前方的暖濕空氣團(tuán)，在寒潮的前鋒與暖濕空氣的交匯地帶往往會出現(xiàn)強(qiáng)度較大的雨雪甚至凍降水。

寒潮降水對飛行的影響：

降水過程中會產(chǎn)生云量較多的低云。由于降水的緣故，低層空氣濕度急劇增大，很容易產(chǎn)生低碎云，這種低碎云云底高起伏很大，有時最低一層僅有幾十米，而且云量較多，對飛機(jī)的起飛和著陸影響很大，尤其是對飛機(jī)著陸的威脅非常大。

寒潮降水會引起跑道面結(jié)冰，危及飛機(jī)起降安全。由于寒潮前鋒與暖濕氣團(tuán)交匯帶會產(chǎn)生較強(qiáng)降水，隨后強(qiáng)冷空氣趕到，氣溫就會劇降，形成寒潮低溫，跑道面上會迅速形成冰層。由于飛機(jī)輪胎與冰層間的摩擦力會明顯變小，起飛降落的飛機(jī)在有結(jié)冰的跑道面上滑跑時，不論加速還是減速，操作均十分困難，容易沖出跑道或者偏出跑道，造成事故。

降水還會引起低能見度。由于寒潮雨雪強(qiáng)度一般較大，來得也很迅速，這種情況下大氣低層的能見度會迅速變差。當(dāng)能見度低于起飛和著陸標(biāo)準(zhǔn)時，飛機(jī)就無法起飛和著陸。此外，紛飛的雨雪也會粘附在飛行器駕駛艙玻璃上，影響飛行員看清跑道。所以，這期間機(jī)場往往被迫關(guān)閉，航班被延誤甚至被取消，嚴(yán)重影響了人們的出行。

積雪影響飛行。積雪使跑道摩擦系數(shù)大大減小，飛行員操作變得困難，飛機(jī)容易打滑或沖出跑道。另外，積雪白茫茫一片，也會令飛行員產(chǎn)生錯覺，影響飛行員看清跑道。

凍降水威脅飛行安全。寒潮期間的降水由于低溫的影響會形成凍降水，凍降水會引起雨凇，從而在機(jī)身上或者跑道面上引起嚴(yán)重積冰，使飛行器操作困難，威脅安全。積冰還會壓斷電線，通信線路，造成飛行通信中斷，后果十分嚴(yán)重。

飛機(jī)在低溫雨雪中飛行，或在有過冷水滴的云層中飛行時，機(jī)翼、螺旋槳也會積冰，影響飛機(jī)空氣動力性能造成失事。另外，附著在飛機(jī)表面的冰、雪、霜會嚴(yán)重影響飛機(jī)的空氣動力效果和操縱性能。

3.3 寒潮會引起沙塵天氣

沙塵天氣是沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵天氣的統(tǒng)稱。寒潮發(fā)生時伴隨大風(fēng)，我國北方地區(qū)干旱少雨，土質(zhì)疏松，所以當(dāng)寒潮爆發(fā)時，北方就容易產(chǎn)生沙塵暴或者揚(yáng)沙天氣。大風(fēng)又會把細(xì)小沙粒帶到高空長途運(yùn)輸?shù)侥戏?，一路形成浮塵天氣。

沙塵天氣對飛行的影響：

沙塵天氣中，跑道面上會集聚大量沙塵顆粒，造成跑道面與飛機(jī)輪胎間摩擦力減小，引起操作困難。沙粒碰撞機(jī)身面會破壞機(jī)身光滑度甚至形態(tài)，增大飛行阻力。沙粒摩擦機(jī)身還會產(chǎn)生靜電對無線電通訊和無線電羅盤產(chǎn)生干擾，影響飛機(jī)操縱。如果飛機(jī)發(fā)動機(jī)不慎吸入了沙粒，大量細(xì)小沙粒會磨損機(jī)件、堵塞油路或破壞儀表，影響飛行安全。另外，嚴(yán)重的沙塵天氣還會引起低能見度，也會影響飛機(jī)正常起降。

3.4 寒潮會引起低溫

飛機(jī)在萬米高空低溫飛行時，外邊的溫度零下三四十?dāng)z氏度。所以單純的普通低溫本身對飛行的影響不是很大。但是出現(xiàn)極端低溫時，航空器容易出現(xiàn)跑、漏油等情況，對油氣系統(tǒng)危害較大；低溫飛行，電子設(shè)備可能會降低適應(yīng)溫度的能力。低溫對飛行的影響主要是和水汽相結(jié)合在一起的，伴隨氣溫的降低，可能會產(chǎn)生凍霧、凍雨以及大雪、冰、霜等天氣，影響飛行。

綜上所述，寒潮是一個惡劣天氣的綜合體，會給飛行帶來比各分解天氣更為嚴(yán)重的影響。

4 寒潮過程的飛行保障

寒潮過境對飛行的影響，嚴(yán)重且復(fù)雜。下面從氣象角度談?wù)労边^程中的飛行保障。

首先，各地區(qū)民航氣象部門建立氣候志，分析可能出現(xiàn)寒潮的季節(jié)及地區(qū)寒潮天氣特征，做到先知先覺，天氣信息服務(wù)準(zhǔn)確到位。

其次，在預(yù)報寒潮到來之前，各單位就應(yīng)該進(jìn)行災(zāi)害天氣應(yīng)急演練。待寒潮來臨，應(yīng)及時啟動災(zāi)害天氣應(yīng)急預(yù)案。

再次，做好氣象服務(wù)工作。當(dāng)班氣象人員要預(yù)先了解天氣形勢，預(yù)報部門要做到預(yù)報準(zhǔn)確、預(yù)警及時。觀測員的記錄、編發(fā)報和通報要準(zhǔn)確及時。下面是從觀測角度講解一下：

大風(fēng)：只要瞬間風(fēng)速≥17米/秒（或目測估計風(fēng)力≥8級）就可以判斷為大風(fēng)。紀(jì)要欄按格式：“GA（不留空格）開始時分─終止時分極大風(fēng)速（出現(xiàn)時分）風(fēng)向度數(shù)”記錄。達(dá)到特殊報告標(biāo)準(zhǔn)的還要及時編發(fā)特殊報告并按規(guī)定通報，但是解除報告不用發(fā)布。

風(fēng)切變的保障。寒潮大風(fēng)極不穩(wěn)定，會造成低空風(fēng)切變。如果接到預(yù)報員或者機(jī)組通報有低空風(fēng)切變，觀測員應(yīng)該馬上發(fā)布風(fēng)切變特殊報告，風(fēng)切變解除報告不用發(fā)布。

分清浮塵和霾的區(qū)別。因為寒潮爆發(fā)時，北方就容易產(chǎn)生沙塵暴或者揚(yáng)沙天氣。大風(fēng)又會把細(xì)小沙粒帶到高空長途運(yùn)輸?shù)侥戏?，一路形成浮塵天氣。

下雪時的能見度和雪的強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)，但是一定要區(qū)分能見度是否是由降雪還是霧引起的。有積雪的還要按規(guī)定記錄積雪。

凍雨，凍毛毛雨和凍霧是嚴(yán)重影響飛行的惡劣天氣。一旦發(fā)生就應(yīng)該及時準(zhǔn)確地發(fā)布特殊報告通知各相關(guān)單位。它們的的判定也要注意：凍霧是以氣溫是否降到0℃來判定的；而凍降水的定義則是：過冷雨滴與地面或地物、飛機(jī)等相碰而即刻凍結(jié)的雨。顯然凍降水以是否立即凍結(jié)為標(biāo)準(zhǔn)。有凍雨即必然有有雨凇。雨凇記錄和霜一樣只記天氣現(xiàn)象，不記起始時間。

5 結(jié)語

本文通過層層分解的方法分析了寒潮過程中可能產(chǎn)生的各種惡劣天氣，并探討總結(jié)了保障措施。對氣象人員在寒潮過程中的氣象保障會起到促進(jìn)作用。但是寒潮是一個惡劣天氣的綜合體，會給飛行帶來比各分解天氣更為嚴(yán)重的影響。所以，氣象人員在寒潮天氣過程的保障當(dāng)中不應(yīng)該把各種惡劣天氣割裂開來，而應(yīng)該當(dāng)成互相影響的整體來保障，否則會顧此失彼。

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