蘭州中川機(jī)場(chǎng)一次低空風(fēng)切變天氣分析

摘要：本文對(duì)2014年1月29日蘭州中川機(jī)場(chǎng)發(fā)生的一次低空風(fēng)切變天氣進(jìn)行分析， 結(jié)果表明：此次低空風(fēng)切變是飛機(jī)在逆風(fēng)降落的過程中，由于逆風(fēng)突然增大所遭遇的逆風(fēng)風(fēng)切變；此次低空風(fēng)切變主要是由午后近地面的動(dòng)量下傳造成的，700hPa的急流帶和近地面較強(qiáng)的熱力湍流為動(dòng)量下傳的產(chǎn)生提供了有利的動(dòng)力和熱力條件；由河西弱冷空氣和地面快速增溫影響形成的地面輻合線也是造成此次低空風(fēng)切變的重要原因。

關(guān)鍵詞：低空風(fēng)切變；動(dòng)量下傳；冷空氣

中圖分類號(hào)： TN959.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.12.068

1 低空風(fēng)切變

風(fēng)切變最廣義的解釋是：風(fēng)速和（或）風(fēng)向在空間的變化，包括上升氣流和下降氣流的變化，它可以是單純的風(fēng)向切變，或單純的風(fēng)速切變，也有風(fēng)向風(fēng)速同時(shí)出現(xiàn)變化。任何天氣系統(tǒng)或是盛行風(fēng)場(chǎng)受障礙物影響產(chǎn)生的風(fēng)速和風(fēng)向的變化，本質(zhì)上都能導(dǎo)致風(fēng)切變，它存在于大氣的各個(gè)高度層。發(fā)生在跑道上空500m以下的風(fēng)切變對(duì)航空器的起降影響很大，將發(fā)生在這一氣層中的風(fēng)切變稱為低空風(fēng)切變。隨著航班量的增長，低空風(fēng)切變對(duì)飛行安全的影響越發(fā)凸顯，近年來對(duì)低空風(fēng)切變的研究也逐漸增多[1-5]。本文對(duì)2014年1月29日發(fā)生在蘭州中川機(jī)場(chǎng)的一次低空風(fēng)切變天氣進(jìn)行了分析，以期為低空風(fēng)切變的預(yù)報(bào)提供借鑒與幫助。

2 過程概述

2014年1月29日，蘭州中川機(jī)場(chǎng)白天升溫異常，加之弱冷空氣南下，造成蘭州中川機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)沙塵天氣，并伴隨出現(xiàn)低空風(fēng)切變天氣，這也是蘭州中川機(jī)場(chǎng)有記錄以來發(fā)生日期最早的一次低空風(fēng)切變。

2014年1月29日16：40（北京時(shí)，下同），某航班使用南跑道（36號(hào)跑道）降落時(shí)因遭遇低空風(fēng)切變拉升，拉升高度為真高400m。

3 過程分析

3.1中小尺度分析

圖1是蘭州中川機(jī)場(chǎng)跑道中間（MID）、跑道北頭（RWY18）和跑道南頭（RWY36）三個(gè)測(cè)風(fēng)點(diǎn)的瞬時(shí)風(fēng)速在1月29日16：15～16：45的變化曲線?？梢钥闯?，三個(gè)測(cè)風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)速都呈現(xiàn)出先增大后減小，之后又增大的變化趨勢(shì)，第二次增大過程中都出現(xiàn)風(fēng)速的最大值。從16：22開始，跑道北頭風(fēng)速開始突增，過2min后跑道中間風(fēng)速開始增大，再過2min后，跑道南頭風(fēng)速也開始增大。

圖1中方框內(nèi)是接收到低空風(fēng)切變報(bào)告前10min三個(gè)測(cè)風(fēng)點(diǎn)的瞬時(shí)風(fēng)速的變化，可以看出，16：31當(dāng)跑道北端達(dá)到最大值12m/s時(shí)，跑道南端的風(fēng)速為3.3m/s。16：34，跑道中間風(fēng)速達(dá)到最大值12.8m/s，此時(shí)南端的風(fēng)速僅為2.7m/s。由此可以看出，無論風(fēng)向是否一致，在跑道上空有明顯的低空風(fēng)切變存在。

圖1 蘭州中川機(jī)場(chǎng)跑道中間（MID）、跑道北端（RWY18）和跑道南頭（RWY36）三個(gè)測(cè)風(fēng)點(diǎn)的瞬時(shí)風(fēng)速在1月29日16：15～16：45的變化曲線（橫軸為時(shí)間，單位：min；縱軸為風(fēng)速，單位：m/s）

因?yàn)榇舜问秋w機(jī)使用南跑道降落時(shí)遭遇的風(fēng)切變，因此著重分析跑道南頭的風(fēng)向風(fēng)速，圖2中WD曲線為風(fēng)向的變化曲線，為了方便分析，將0°<風(fēng)向<180°的風(fēng)向加360°，圖2中黑色粗直線為360°分界線，因此360°以上的為偏東風(fēng)向，360°以下的為偏西風(fēng)向，可以看出，在飛機(jī)遭遇風(fēng)切變的前20min，風(fēng)向從西南轉(zhuǎn)為東北，同時(shí)風(fēng)速從2.7m/s，增加至11.6m/s。

圖2 蘭州中川機(jī)場(chǎng)跑道南端測(cè)風(fēng)點(diǎn)的瞬時(shí)風(fēng)向（WD）和風(fēng)速（WS）在1月29日16：15～16：45的變化曲線（橫軸為時(shí)間，單位：min；左縱軸為風(fēng)速，單位：m/s，右縱軸為風(fēng)向，單位：角度）

從以上分析可以得出，此次低空風(fēng)切變?cè)陲L(fēng)向上是一次西南風(fēng)與東北風(fēng)的切變，且風(fēng)速出現(xiàn)瞬時(shí)增長。飛機(jī)在南跑道降落過程中逆風(fēng)突然增大，遭遇逆風(fēng)風(fēng)切變。

3.2天氣形勢(shì)分析

3.2.1動(dòng)量下傳 分析1月29日500hPa和700hPa高空?qǐng)D（圖略）。1月29日08時(shí)～20時(shí)500hPa上，蘭州中川機(jī)場(chǎng)所處的整個(gè)西北地區(qū)都是一致的西北氣流，等壓線較密集，風(fēng)速較大，為動(dòng)量下傳提供了良好的高層天氣形勢(shì)基礎(chǔ)。

1月29日08時(shí)700hPa上，整個(gè)西北地區(qū)為西北氣流，風(fēng)速也較大，甘肅河西都≥14m/s，其中風(fēng)速最大的酒泉達(dá)到22 m/s，甘肅河?xùn)|也都≥12m/s，已達(dá)到低空急流的標(biāo)準(zhǔn)。到20時(shí)，700hPa上西北地區(qū)的風(fēng)速明顯增大，其中風(fēng)速最大的民勤達(dá)到了26m/s。由于蘭州及其以北地區(qū)的海拔較高，很多地方超過1500m，而蘭州中川機(jī)場(chǎng)的海拔也達(dá)到1947.2m，因此700hPa的急流帶為動(dòng)量下傳提供了動(dòng)力條件。

由圖3可見，1月15日～29日蘭州中川機(jī)場(chǎng)每日最高溫度呈現(xiàn)出逐步上升的趨勢(shì)，特別是29日的最高溫度比28日的最高溫度增加了5.9℃，達(dá)到了13.5℃，短期內(nèi)如此大的升溫幅度和如此高的日最高溫度，在蘭州中川機(jī)場(chǎng)的歷史同期是很少見的。短期內(nèi)的大幅升溫會(huì)使近地面的熱力湍流加強(qiáng)。同時(shí)從相對(duì)濕度上看，這段時(shí)期蘭州中川機(jī)場(chǎng)的相對(duì)濕度都較低，尤其是在24日以后，每日午后14時(shí)～17時(shí)的最低相對(duì)濕度都在20%以下，特別是29日14時(shí)～17時(shí)的最低相對(duì)濕度很低在10%以下，說明近地面很干燥，也有利于熱力湍流的加強(qiáng)，為動(dòng)量下傳提供了良好的熱力條件。

700hPa的急流帶和近地面較強(qiáng)的熱力湍流，說明1月29日午后蘭州中川機(jī)場(chǎng)近地面存在較強(qiáng)的動(dòng)量下傳，從而致使蘭州中川機(jī)場(chǎng)的風(fēng)向和風(fēng)速在短時(shí)間內(nèi)有很大的變化。

3.2.2 弱冷空氣 1月29日地面圖上（圖略），高壓中心位于新疆以北的高壓不斷向東南移動(dòng)，造成有弱冷空氣從河西南下，并且蘭州以南也為一高壓，其中心位于四川盆地。蘭州中川機(jī)場(chǎng)29日08時(shí)和11時(shí)位于兩高之間的低值區(qū)中，14時(shí)～17時(shí)隨著北面弱冷空氣的南移及地面的快速增溫，蘭州中川機(jī)場(chǎng)附近形成明顯的地面輻合線，此地面輻合線也使得蘭州中川機(jī)場(chǎng)的風(fēng)向和風(fēng)速在短時(shí)間內(nèi)變化很大。

4 結(jié)語

此次低空風(fēng)切變是飛機(jī)在逆風(fēng)降落的過程中，由于逆風(fēng)突然增大所遭遇的逆風(fēng)風(fēng)切變。

此次低空風(fēng)切變主要是由午后近地面的動(dòng)量下傳造成，700hPa的急流帶和近地面較強(qiáng)的熱力湍流為動(dòng)量下傳的產(chǎn)生，提供了有利的動(dòng)力和熱力條件。

由河西弱冷空氣和地面快速增溫影響形成的地面輻合線，也是造成此次低空風(fēng)切變的重要原因。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：楊建華，助理工程師，研究方向：航空氣象預(yù)報(bào)。