哈密地區(qū)夏季雷暴特征分析及對(duì)航空飛行的影響

摘要：近些年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國航空事業(yè)也突飛猛進(jìn)，在航空事業(yè)發(fā)展的同時(shí)，航空安全也一直被放在很高的高度。天氣因素作為嚴(yán)重影響航空安全飛行的一項(xiàng)重要因素，以雷暴天氣尤為重要。盡管哈密地區(qū)雷暴天氣不多，但是由于缺少天氣雷達(dá)，導(dǎo)致無法較好地預(yù)報(bào)雷暴天氣強(qiáng)度及趨勢(shì)，對(duì)航空安全飛行及乘客、機(jī)組人員的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅?；诖?，本文選用哈密地區(qū)2009-2019年6-8月份的雷暴日統(tǒng)計(jì)資料，著重探討了該地區(qū)夏季雷暴分布特征，并闡述了雷暴對(duì)航空飛行的影響，僅供參考。

關(guān)鍵詞：夏季;雷暴日數(shù);特征;航空飛行;哈密地區(qū)

引言

雷暴指的是積雨云云中、云底或云間產(chǎn)生的一種常見的放電現(xiàn)象，該天氣現(xiàn)象發(fā)生時(shí)往往還伴隨有強(qiáng)降雨、冰雹、大風(fēng)等災(zāi)害性天氣，被稱為世界十大自然災(zāi)害之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年由于雷電災(zāi)害造成經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1億元以上，由此造成的人員傷亡數(shù)量在5萬人以上。就航空領(lǐng)域而言，對(duì)近些年來航空飛行事故原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出，由氣象因素引發(fā)的飛行安全事故占到60%左右，而雷暴在氣象因素當(dāng)中占據(jù)47.9%。由此可見，雷暴已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅航空安全飛行的氣象因素之一。哈密地區(qū)位于新疆東部，地跨天山南北，介于東經(jīng)91°06′～96°23′及北緯40°52′～45°05′之間，其東部鄰近甘肅酒泉市，南部連接巴音郭楞州，西部毗鄰?fù)卖敺?，北部與蒙古國相互接壤。全市總面積為138919平方公里，主要包括高山、丘陵、平原戈壁與沙漠等多種地形地貌。特殊的自然地理環(huán)境導(dǎo)致哈密地區(qū)兼具南疆與北疆氣候特點(diǎn)，隸屬于溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，表現(xiàn)出干燥少雨、晴天居多等特點(diǎn)。其年平均氣溫為10.0℃，年平均降水量?jī)H為38.2mm，年蒸發(fā)量較大為3300mm，無霜期為182d。雷暴作為哈密地區(qū)對(duì)航空安全造成較大影響的天氣之一，以夏季發(fā)生頻率最高，嚴(yán)重影響了哈密機(jī)場(chǎng)航空安全飛行。因此，掌握哈密地區(qū)夏季雷暴分布特征及其對(duì)航空飛行的影響，對(duì)于提高該地區(qū)夏季天氣預(yù)報(bào)水平，保證航空安全飛行等具有重要意義。

1資料來源與說明

本文選用哈密機(jī)場(chǎng)2009-2019年夏季（6-8月份）各月上旬、中旬、下旬出現(xiàn)雷暴日數(shù)、各時(shí)刻雷暴日數(shù)等數(shù)據(jù)資料，并統(tǒng)計(jì)了雷暴持續(xù)時(shí)間，著重從年際分布、月和旬分布、日變化與持續(xù)時(shí)間等角度針對(duì)哈密地區(qū)雷暴特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2哈密地區(qū)夏季雷暴特征分析

2.1夏季雷暴的年際變化特征

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009-2019年哈密地區(qū)夏季累積出現(xiàn)雷暴日數(shù)27d，夏季年平均出現(xiàn)雷暴日2.45d。由上圖1可見，近11年來隨著年份的遞增，哈密地區(qū)夏季雷暴日數(shù)呈顯著的增加趨勢(shì)，其變化速率為4.364d/10a。2014年夏季出現(xiàn)雷暴日數(shù)最多為7d，而最少年出現(xiàn)在2009年與2011年，以上兩個(gè)年份夏季均未出現(xiàn)過雷暴過程。

2.2月和旬變化

對(duì)哈密地區(qū)2009-2019年夏季雷暴日數(shù)的月分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出上表1。由表1可見，哈密地區(qū)夏季6-8月份各個(gè)月份雷暴日數(shù)之間的差異較小，其中以7月份出現(xiàn)雷暴日數(shù)最多，累積出現(xiàn)11次，占到40.8%;6月和8月雷暴日數(shù)保持一致，各占29.6%。

對(duì)哈密地區(qū)近11年夏季雷暴日的旬變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出，6-8月份每月雷暴日數(shù)的各旬分布次數(shù)之間的差異不大。其中6月與8月份主要集中在下旬，7月則主要集中在中旬，相對(duì)比而言上旬出現(xiàn)雷暴日數(shù)的次數(shù)較少。

2.3日變化

圖3 2009-2019年哈密地區(qū)夏季雷暴日數(shù)的日變化

哈密地區(qū)2009-2019年夏季一共出現(xiàn)27個(gè)雷暴日，以世界時(shí)00時(shí)作為起點(diǎn)，分時(shí)次對(duì)上述雷暴日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出，除05時(shí)、06時(shí)、10時(shí)、11時(shí)、16時(shí)、17時(shí)、19時(shí)與22時(shí)未出現(xiàn)雷暴日數(shù)之外，其他時(shí)次均出現(xiàn)有雷暴過程。其中07時(shí)～13時(shí)為雷暴多發(fā)時(shí)段，以09時(shí)出現(xiàn)雷暴日數(shù)最多，累計(jì)出現(xiàn)6次，占到22.2%;13時(shí)次之，占到14.8%。

2.4雷暴持續(xù)時(shí)間

圖4 哈密地區(qū)2009-2019年夏季雷暴次數(shù)的持續(xù)時(shí)間分布

由上圖4可見，隨著持續(xù)時(shí)間的增加，哈密地區(qū)雷暴次數(shù)呈現(xiàn)出明顯的減少趨勢(shì)。哈密地區(qū)雷暴次數(shù)由持續(xù)時(shí)間較短到持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)呈遞減趨勢(shì)，雷暴次數(shù)持續(xù)時(shí)間多集中在1h以下，共計(jì)23次，占到85.2%。其中以雷暴持續(xù)時(shí)間為0～0.5h之間的次數(shù)最多，共計(jì)13次，占到48.1%;

3雷暴天氣對(duì)航空飛行的影響

3.1雷暴對(duì)航空飛行的影響

雷暴天氣過程發(fā)生時(shí)往往伴隨有強(qiáng)烈的雷暴云，對(duì)流云中有強(qiáng)烈的湍流和垂直陣性氣流，甚至產(chǎn)生下?lián)舯┝?，引起飛機(jī)的強(qiáng)烈顛簸，使飛機(jī)偏離航向，不能保持飛行高度，進(jìn)而導(dǎo)致航空飛行難度大大增加。而且這一現(xiàn)象發(fā)生時(shí)還極易導(dǎo)致儀表失真，飛機(jī)飛行高度在極短時(shí)間內(nèi)往往會(huì)在幾百米高度位置處來回變化，不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)組人員與乘客出現(xiàn)恐慌心理，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)引發(fā)安全事故。

3.2雷擊對(duì)航空飛行的影響

雷暴過程發(fā)生時(shí)還往往伴隨有電閃、雷鳴等現(xiàn)象，雷擊現(xiàn)象發(fā)生時(shí)極易產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)飛機(jī)上飛行儀表與無線通信設(shè)備產(chǎn)生一定程度的影響。一旦電磁場(chǎng)干擾無線電通信設(shè)備之后會(huì)對(duì)地面與飛機(jī)上的正常通訊產(chǎn)生一定的阻礙，進(jìn)而對(duì)航空安全飛行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。另外，雷暴產(chǎn)生的磁場(chǎng)還會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)的羅盤指針發(fā)生磁化，進(jìn)而導(dǎo)致羅盤指針位于不停搖晃或旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。除此之外，雷擊還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電荷，導(dǎo)致飛機(jī)在航空飛行過程中其機(jī)翼部位產(chǎn)生放電，甚至還會(huì)出現(xiàn)電火花，對(duì)航空安全飛行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

3.3強(qiáng)降水對(duì)航空飛行的影響

雷暴發(fā)生時(shí)還會(huì)伴隨著強(qiáng)降水、冰雹等天氣現(xiàn)象，而且這兩種天氣現(xiàn)象對(duì)航空飛行的影響非常大。若飛機(jī)飛行在一定高度處遭遇強(qiáng)降水天氣過程，會(huì)對(duì)飛行員的視線產(chǎn)生一定的阻礙，導(dǎo)致航空飛行方向出現(xiàn)錯(cuò)誤。另外，強(qiáng)降水天氣現(xiàn)象發(fā)生時(shí)將會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)飛行過程中的空氣動(dòng)力有所增加，雨點(diǎn)撞擊到飛機(jī)表面會(huì)惡化飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)性能，造成飛機(jī)操控困難。一旦飛機(jī)在飛行過程中遭遇冰雹天氣，既會(huì)阻礙飛行員的視線，還會(huì)對(duì)航空器玻璃以及機(jī)體產(chǎn)生損傷，甚至還會(huì)引發(fā)飛行安全事故，對(duì)機(jī)組人員與乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

4結(jié)語

綜上所述，雷暴對(duì)航空安全飛行的影響巨大。因此，在雷暴過程發(fā)生時(shí)，相關(guān)部門必須做出合理的判斷與決策，正確、合理地對(duì)飛機(jī)進(jìn)行引導(dǎo)及提醒，以確保飛機(jī)始終位于最佳飛行狀態(tài)。在雷暴多發(fā)季節(jié)，氣象部門必須提前發(fā)布天氣預(yù)警、安全部門發(fā)布防范措施，必要時(shí)啟動(dòng)災(zāi)害天氣應(yīng)急預(yù)案。。而且，機(jī)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)組織員工參加雷暴等災(zāi)害天氣的應(yīng)急處置演練，熟知操作流程。另外，飛機(jī)在起飛之前，航空公司應(yīng)當(dāng)及時(shí)向氣象部門了解飛行區(qū)域的天氣狀況，特別是雷暴多發(fā)區(qū)域，必須明確掌握雷暴的位置、強(qiáng)度、移動(dòng)方向與變化趨勢(shì)等。而且在飛行過程中應(yīng)當(dāng)盡可能避開雷暴活動(dòng)區(qū)。除此之外，還要強(qiáng)化機(jī)務(wù)的維修維護(hù)工作，確保各設(shè)備與系統(tǒng)始終位于安全運(yùn)行狀態(tài)，為航空安全飛行提供有利保障。

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作者簡(jiǎn)介：候玉龍（1991-），男，漢族，新疆哈密人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事氣象預(yù)報(bào)員工作。