基于葵花8號(hào)衛(wèi)星云圖對(duì)廈門(mén)機(jī)場(chǎng)平流霧過(guò)程分析①

史文倩 劉瑞雯 王雨婷

摘 ? 要：本文通過(guò)對(duì)廈門(mén)天氣形勢(shì)分析和自動(dòng)站數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并對(duì)比葵花8號(hào)衛(wèi)星類(lèi)真實(shí)色彩影像，利用衛(wèi)星云圖對(duì)廈門(mén)機(jī)場(chǎng)平流霧及平流低云的預(yù)報(bào)方法進(jìn)行總結(jié)。正值春運(yùn)期間，廈門(mén)空管站氣象臺(tái)結(jié)合多種預(yù)報(bào)產(chǎn)品，精準(zhǔn)分析形勢(shì)、精確發(fā)布預(yù)警，提高了大霧預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，為管制部門(mén)及航空公司的高效運(yùn)行提供優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)。

關(guān)鍵詞：葵花8號(hào)衛(wèi)星 ?廈門(mén)機(jī)場(chǎng) ?平流霧 ?氣象服務(wù)

中圖分類(lèi)號(hào)：P414.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）09（a）-0108-03

1 ?天氣概述與分析

1.1 氣象要素概述

2019年2月4日00時(shí)-08時(shí)（正文中均為北京時(shí)）能見(jiàn)度和云高隨時(shí)間的變化為：01-02時(shí)能見(jiàn)度由3500m下降至1000m，且低云大量生成，云高不足100m;05時(shí)左右能見(jiàn)度最差降至500m以下，低云高維持在60m;06時(shí)起能見(jiàn)度明顯好轉(zhuǎn)，低云高也抬升至150m以上。廈門(mén)機(jī)場(chǎng)按I類(lèi)精密進(jìn)近跑道天氣標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放，最低起降標(biāo)準(zhǔn)為水平能見(jiàn)度800m、云高60m，此過(guò)程已低于標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 天氣形勢(shì)分析

500hPa（見(jiàn)圖1a）南支槽位于孟加拉灣并東移，長(zhǎng)江中下游以南為槽前西南氣流控制，華南沿海西南急流強(qiáng)盛，輸送印度洋暖濕氣流;長(zhǎng)江流域以北有東亞大槽東移入海，配合冷平流。

850hPa（見(jiàn)圖1b）冷高壓中心位于黃河流域中游，西太平洋高壓帶盤(pán)踞，長(zhǎng)江中下游有兩高間的切變線存在，本場(chǎng)為切變線南側(cè)偏西氣流控制，之后冷高壓中心東移南下至長(zhǎng)江中下游以北，切變線東伸南壓，本場(chǎng)為西南氣流控制。低層南海至東海海域有暖舌存在。

地面（見(jiàn)圖2）冷高壓中心位于陸地，冷空氣前沿抵達(dá)閩北后越過(guò)武夷山脈，沿東路繼續(xù)南下，本場(chǎng)氣壓場(chǎng)較弱，風(fēng)力較小，風(fēng)向不定，云量較多;值得注意的是霧最濃時(shí)，冷高壓中心即將東移入海，弱冷空氣前沿抵達(dá)本場(chǎng)，維持2m/s的東北風(fēng)，氣溫也有明顯的下降;之后東北風(fēng)速增大，霧散時(shí)東北風(fēng)速已增至6m/s，但氣溫也隨著日出有所升高。溫度露點(diǎn)差在這一段時(shí)間內(nèi)先減后增，最小值為05時(shí)的0.1℃，接近飽和。

溫度對(duì)數(shù)壓力圖（見(jiàn)圖3）顯示底層為高濕區(qū)，后續(xù)濕度層增厚，近地面有逆溫層維持，層結(jié)長(zhǎng)時(shí)間處于穩(wěn)定狀態(tài)。地面弱的偏南風(fēng)轉(zhuǎn)東北風(fēng)，低層偏西風(fēng)轉(zhuǎn)偏東風(fēng)，中高層維持較強(qiáng)盛的西南風(fēng)，沒(méi)有明顯的垂直風(fēng)切變等擾動(dòng)。

綜上所述，形勢(shì)場(chǎng)提供了有利的成霧條件，為海霧平流至本場(chǎng)提供著可能，但預(yù)報(bào)員分析以上資料，對(duì)平流霧過(guò)程僅有一個(gè)大致的預(yù)判，因此尋求更有效的臨近預(yù)報(bào)大霧的手段已迫在眉睫。

2 ?多種預(yù)報(bào)手段與真情預(yù)報(bào)服務(wù)

2.1 自動(dòng)站實(shí)況對(duì)比衛(wèi)星云圖

海霧常用到的衛(wèi)星遙感包括靜止/極軌氣象衛(wèi)星、陸地/水色衛(wèi)星[1]。由于夜間可見(jiàn)光微弱，無(wú)法產(chǎn)生真實(shí)色影像，為維持衛(wèi)星觀測(cè)資料的連續(xù)性，葵花8號(hào)衛(wèi)星利用紅外雙通道的亮溫差法，得出類(lèi)真實(shí)色影像，對(duì)沿海地區(qū)夜間平流霧識(shí)別[2]。以灰白色系表示較高的云層，珊瑚紅表示低云或霧區(qū)，霧區(qū)更加松散，低云有一定紋理特征。

01-02時(shí)，本場(chǎng)能見(jiàn)度急速下降，02-04時(shí)能見(jiàn)度仍處于1500m的波動(dòng)階段，還未長(zhǎng)時(shí)間低于飛行標(biāo)準(zhǔn)。03時(shí)自動(dòng)站能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)顯示：廈門(mén)市島外山區(qū)霧區(qū)明顯，海灣內(nèi)有團(tuán)霧生成，本場(chǎng)北部山區(qū)霧區(qū)擴(kuò)散南下覆蓋島內(nèi)北部及海灣大部;葵花8號(hào)衛(wèi)星云圖顯示：臺(tái)灣海峽北部已有大片的海霧和低云存在，閩南地區(qū)沿海霧區(qū)也在逐漸生成，閩南山區(qū)及近海有松散的局地霧區(qū)，福州至莆田境內(nèi)至沿海有明顯的弧狀云系，此時(shí)冷鋒南下至此，弧狀云系象征著冷鋒前沿。

05時(shí)自動(dòng)站能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)顯示（見(jiàn)圖4a）：山區(qū)霧區(qū)范圍擴(kuò)大，島內(nèi)大部被霧區(qū)覆蓋，東南沿海霧區(qū)更濃，葵花8號(hào)衛(wèi)星云圖顯示（見(jiàn)圖4b）：04-05時(shí)冷空氣繼續(xù)南下，弧狀云系擴(kuò)散至泉州境內(nèi)，臺(tái)灣海峽北部的大片海上霧區(qū)也隨之向南擴(kuò)散，閩南地區(qū)的山區(qū)及沿海霧區(qū)也明顯增強(qiáng)。此時(shí)冷鋒即將過(guò)境本場(chǎng)，配合前文分析的各項(xiàng)有利條件，山區(qū)及海上大霧不斷生成，鋒前霧持續(xù)平流，島內(nèi)大部及本場(chǎng)受此影響能見(jiàn)度持續(xù)下降至最低值。

06時(shí)起，隨著冷空氣已過(guò)境南下，風(fēng)速增大，層結(jié)穩(wěn)定性被破壞，干冷空氣使得相對(duì)濕度減小，隨著日出溫度增加，成霧條件完全被破壞，兩者圖像均顯示：本場(chǎng)及周?chē)絽^(qū)、附近海域的大片霧區(qū)均已消散。

綜上所述，根據(jù)自動(dòng)站能見(jiàn)度的實(shí)時(shí)變化，對(duì)比葵花8號(hào)衛(wèi)星云圖的形態(tài)特征，從而識(shí)別霧區(qū)及云區(qū)在衛(wèi)星云圖中的特征要素，更好地研究沿海地區(qū)平流霧的短臨預(yù)報(bào)方法。

2.2 參考多種數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品

廈門(mén)空管站氣象臺(tái)綜合各項(xiàng)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，為此次復(fù)雜天氣全力保障，特別參考了上海數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品中能見(jiàn)度的預(yù)報(bào)。其預(yù)報(bào)結(jié)論為：3日夜間閩北沿海及閩南山區(qū)霧區(qū)形成，4日02時(shí)左右，海上霧區(qū)隨著冷空氣南下擴(kuò)散，廈門(mén)島內(nèi)能見(jiàn)度受島外山區(qū)霧區(qū)的擴(kuò)散影響而下降，05時(shí)影響本場(chǎng)及附近海域的霧區(qū)基本消散;能見(jiàn)度最低值為200～500m左右。對(duì)此次大霧過(guò)程的生消范圍、起止時(shí)間和濃度等級(jí)的預(yù)報(bào)都相對(duì)準(zhǔn)確。

值得一提的是廈門(mén)空管站氣象臺(tái)在春節(jié)假期天氣展望中明確指出此次大霧過(guò)程，也提前發(fā)布了機(jī)場(chǎng)大霧警報(bào)，為航空用戶提供準(zhǔn)確的決策信息。

3 ?結(jié)語(yǔ)

廈門(mén)島深居海灣內(nèi)，受平流霧的影響顯著，冬春兩季的低云、低能見(jiàn)度出現(xiàn)頻率較高[3]。夜間至凌晨，暖濕空氣流經(jīng)冷的海面達(dá)到飽和時(shí)，配合穩(wěn)定的層結(jié)、弱冷空氣前沿的冷卻條件和適宜的偏東風(fēng)或東北風(fēng)（風(fēng)速一般2～5m/s），將生成的海霧平流至本場(chǎng)。

葵花8號(hào)類(lèi)真實(shí)色影像衛(wèi)星云圖與相同時(shí)次自動(dòng)站能見(jiàn)度實(shí)況進(jìn)行對(duì)比，兩者有很好的契合度?？梢钥闯?，相比臺(tái)灣海峽的大片海霧平流至本場(chǎng)，衛(wèi)星云圖能夠監(jiān)測(cè)到北部山區(qū)和東部海灣中的中小尺度霧區(qū)變化對(duì)廈門(mén)機(jī)場(chǎng)的局地影響，更準(zhǔn)確地把握能見(jiàn)度的變化趨勢(shì)。對(duì)海霧與低云在衛(wèi)星云圖中的紋理特征有了初步的認(rèn)識(shí)，后續(xù)仍需不斷總結(jié)，更好地把握兩者的轉(zhuǎn)換。

平流霧是多種復(fù)雜的物理過(guò)程和局地特征影響的結(jié)果，而地形和海洋對(duì)廈門(mén)機(jī)場(chǎng)的局地小氣候也有一定影響。預(yù)報(bào)員需要對(duì)其形成發(fā)展的物理機(jī)制和氣候規(guī)律有一定的把握，同時(shí)探索運(yùn)用多種監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)手段，兩者結(jié)合做到更精準(zhǔn)、更優(yōu)質(zhì)的航空氣象服務(wù)工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖艷芳，張杰，崔廷偉，等.海霧衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J].海洋科學(xué)，2017，41（12）：146-151.

[2] 王宏斌，張志薇，劉瑞陽(yáng)，等.基于葵花8號(hào)新一代靜止氣象衛(wèi)星的夜間霧識(shí)別[J].高原氣象，2018（6）：1749-1764

[3] 陳紹偉，梁秋楓.廈門(mén)高崎國(guó)際機(jī)場(chǎng)氣候志[Z].民航廈門(mén)空管站，2014.