首都機(jī)場大風(fēng)天氣的統(tǒng)計(jì)特征

趙純子

（民航華北空管局氣象中心，北京 100621）

1 背景介紹

按觀測規(guī)范規(guī)定，瞬時(shí)風(fēng)速≥17m/s的風(fēng)即為大風(fēng)，大風(fēng)對飛行有極大的影響，大風(fēng)會影響航空器在空中的飛行姿態(tài)，造成飛行器顛簸，大風(fēng)多伴隨著風(fēng)切變，使得飛機(jī)瞬時(shí)失速或造成復(fù)飛。此外，大風(fēng)會卷起沙塵，形成沙塵暴等極端天氣影響飛行安全。首都國際機(jī)場共三條跑道，每天約有1500架次航班起降，平均每2分鐘便有1架次航班起降。大風(fēng)是危及飛行安全的氣象要素之一，同時(shí)也會造成國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)的損失[1]。因此作為民航機(jī)場，掌握大風(fēng)的時(shí)間分布特征，有利于合理安排飛行計(jì)劃，做好飛行保障，保障飛行安全。

2 數(shù)據(jù)選取與處理

本文所用統(tǒng)計(jì)資料系2011—2017年7年間觀測數(shù)據(jù)庫中high wind rwy 01的記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)首都機(jī)場出現(xiàn)17m/s以上的大風(fēng)時(shí)，high rwy詞條下便會記錄其對應(yīng)的時(shí)間，精確到秒鐘，17m/s采用四舍五入，即只要風(fēng)速大于16.5m/s都會計(jì)入大風(fēng)。首都國際機(jī)場一共三條跑道，每條跑道3個(gè)風(fēng)向風(fēng)速傳感器，本文僅對01（首都機(jī)場基準(zhǔn)觀測點(diǎn)）的大風(fēng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。其中大風(fēng)的風(fēng)速采用四舍五入的方法取整，風(fēng)向采用四舍五入方法取整十。風(fēng)向分布區(qū)間采用該區(qū)間最小風(fēng)向值標(biāo)注，區(qū)間長度45度，如：風(fēng)向區(qū)間45，代表風(fēng)向分布在45～90之間。最長單日大風(fēng)持續(xù)時(shí)間的選取方法為：相鄰大風(fēng)時(shí)間在10min之內(nèi)，持續(xù)時(shí)間記兩者時(shí)間之差，按四舍五入取整分鐘；若相鄰時(shí)間超過10min，則分別計(jì)算時(shí)間，如：某日出現(xiàn)大風(fēng)時(shí)間14:05:06、14:07:08，大風(fēng)時(shí)間記2min。由于數(shù)據(jù)記錄格式不兼容原因，數(shù)據(jù)全部經(jīng)由人工篩選，圖表制作通過excel軟件制作。

3 數(shù)據(jù)繪圖及分析

從圖1大風(fēng)總次數(shù)月分布圖可以看出，首都機(jī)場大風(fēng)天氣多出現(xiàn)在5月，總次數(shù)高達(dá)12次，每年在5月份平均出現(xiàn)2次大風(fēng)。而10月則鮮有大風(fēng)天氣出現(xiàn)，只有2013年10月出現(xiàn)過一次大風(fēng)，其余年份并沒有大風(fēng)天氣記錄。7月和9月次之，都只出現(xiàn)了2次大風(fēng)，大風(fēng)天氣主要集中于3、4、5、6月，即春季出現(xiàn)大風(fēng)的概率較高。從圖中也看到大風(fēng)多集中于上半年，下半年大風(fēng)出現(xiàn)次數(shù)較上半年明顯減少。

從圖2極大風(fēng)速月分布圖可以看到，最大風(fēng)速出現(xiàn)在3月，最大風(fēng)速的極值達(dá)到26m/s，5月次之，最大風(fēng)速達(dá)到了25m/s，疊加對比大風(fēng)總次數(shù)分布圖可以發(fā)現(xiàn)，在大風(fēng)出現(xiàn)較多的月份，更易出現(xiàn)較大的風(fēng)速值；同理，大風(fēng)出現(xiàn)較少的月份，大風(fēng)的風(fēng)速值也是僅僅達(dá)到大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，難有更大的風(fēng)速。此外3、4、5、6月的風(fēng)速值明顯高于極大風(fēng)速的平均值，也預(yù)示著春季大風(fēng)會出現(xiàn)更大的大風(fēng)極值。

從圖3大風(fēng)風(fēng)向分布特征圖可以明顯看出，大風(fēng)風(fēng)向多集中在315～360度風(fēng)向區(qū)間內(nèi)，成分比例高達(dá)67%，占據(jù)了一半以上，由此可見大風(fēng)多為西北偏北風(fēng)。而0～135度的風(fēng)一次也沒有形成大風(fēng)，180～270度的風(fēng)也沒有形成大風(fēng)，偏東的風(fēng)向僅有135～180度出現(xiàn)了，占比很低，只有8%，故而可以得出，大風(fēng)風(fēng)向鮮有偏東的風(fēng)向，90%以上的大風(fēng)都為偏西大風(fēng)，且以西北風(fēng)為大風(fēng)的主導(dǎo)風(fēng)向。

從圖4最長單日大風(fēng)持續(xù)時(shí)間圖可以發(fā)現(xiàn)，單日大風(fēng)持續(xù)時(shí)間最長時(shí)間出現(xiàn)在3月份，長達(dá)266min，多數(shù)大風(fēng)持續(xù)時(shí)間集中在20min以下。只有1、3兩個(gè)月份大風(fēng)有著較長的持續(xù)時(shí)間。這說明只有遇到較強(qiáng)的天氣系統(tǒng)大風(fēng)天氣才有較長的持續(xù)時(shí)間，多數(shù)大風(fēng)天氣通常持續(xù)時(shí)間較短，具有突然性和短促性，難捕捉，故而對于精確預(yù)報(bào)大風(fēng)的出現(xiàn)時(shí)間也較為困難。

冬季和初春影響華北地區(qū)的冷空氣有四條路徑，從西來，從西北來，從北來，從東北來。其中從西北來的冷空氣經(jīng)蒙古，內(nèi)蒙至山西、河北。鋒前有偏西南風(fēng)，鋒后多西北西風(fēng)或者北北西風(fēng)[2]，這類寒潮帶來的大風(fēng)因系統(tǒng)深厚持久，使得大風(fēng)有更長的持續(xù)時(shí)間。夏季大風(fēng)是與雷暴伴生的強(qiáng)對流天氣，由于系統(tǒng)尺度較小，能量釋放較快，動量減小較快，出現(xiàn)的大風(fēng)通常比較短促，持續(xù)時(shí)間短。這也正是冬春季節(jié)大風(fēng)強(qiáng)持續(xù)時(shí)間長，夏季大風(fēng)風(fēng)速極值較小，持續(xù)時(shí)間短的主要原因。

首都機(jī)場在預(yù)報(bào)大風(fēng)出現(xiàn)及過境時(shí)常運(yùn)用思路總結(jié)及優(yōu)化：①分析天氣形勢，判斷大環(huán)境。②看高低空配置，綜合常見系統(tǒng)配置對應(yīng)的持續(xù)時(shí)間判斷大風(fēng)過境時(shí)間。③關(guān)注上游天氣尤其是指標(biāo)站天氣，如張家口呼和浩特等，隨時(shí)修訂預(yù)報(bào)思路。

圖1 大風(fēng)總次數(shù)月分布

圖2 極大風(fēng)速月分布

圖3 大風(fēng)風(fēng)向分布特征

圖4 最長單日大風(fēng)持續(xù)時(shí)間（min）

4 結(jié)語

①首都機(jī)場5月份為大風(fēng)高發(fā)月。

②首都機(jī)場春季大風(fēng)的強(qiáng)度較強(qiáng)。

③首都機(jī)場大風(fēng)持續(xù)時(shí)間普遍較短。

④首都機(jī)場大風(fēng)的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅逼鞔箫L(fēng)，極少出現(xiàn)偏東風(fēng)。