2020-02-13冬季強(qiáng)初雷雨天氣的觀測(cè)研究

梁 越，裘錦華

（民航珠?？罩薪煌ü芾碚?，廣東 珠海519040）

1 2020-02-13 珠海機(jī)場(chǎng)冬季初雷天氣的演變過(guò)程和對(duì)飛行的影響

珠海機(jī)場(chǎng)位于珠海市金灣區(qū)三灶鎮(zhèn)西南端，北緯21°～22°，東經(jīng)113°～114°之間，屬于亞熱帶地區(qū)，平均初雷日期為03-17 前后[1]，本次冬末初雷比以往平均時(shí)間提前近一個(gè)月。

北京時(shí)間2020-02-13，受高空南支槽影響，珠海機(jī)場(chǎng)西北方向上游70 km 地區(qū)有大片的雷雨云帶自西北向東南以30 km/h 的速度移動(dòng)，2020-02-13T08：18 前后珠海機(jī)場(chǎng)范圍開(kāi)始出現(xiàn)雷雨天氣，08：26 本場(chǎng)雨勢(shì)加強(qiáng)并伴有雷暴。本次雷雨過(guò)程持續(xù)近7 h，最大降水時(shí)段在08：00—09：00之間，之后持續(xù)中等強(qiáng)度降水，雷暴持續(xù)或間歇存在近4 h，北京時(shí)間14：40 前后，雷達(dá)回波完全移出本場(chǎng)，本次天氣過(guò)程結(jié)束。北京時(shí)間08：16 本場(chǎng)聽(tīng)到第一聲雷，并伴隨中等強(qiáng)度的陣雨，至08：32 前后，雨勢(shì)加強(qiáng)為強(qiáng)陣雨，主導(dǎo)能見(jiàn)度下降至1 000 m 以下，落雨如傾盆，模糊成片，雨聲如擂鼓[2]，持續(xù)至08：54 前后；之后降水維持在中等強(qiáng)度至強(qiáng)陣雨之間，整個(gè)降水過(guò)程在北京時(shí)間11：20 前后逐漸減弱，在13：15 前后，本場(chǎng)迎來(lái)第二波較強(qiáng)降水，維持中等強(qiáng)度至強(qiáng)陣雨強(qiáng)度，14：00 之后，雨勢(shì)減弱，結(jié)合雷達(dá)回波強(qiáng)度顯示，主體云團(tuán)向東移出本場(chǎng)，只有外圍較弱回波覆蓋。直至14：40 前后，回波完全移出本場(chǎng)，雷雨天氣過(guò)程結(jié)束。

2 2020-02-13 珠海機(jī)場(chǎng)冬季初雷天氣的形勢(shì)分析

2.1 2020-02-13 冬季初雷雨天氣的形勢(shì)分析

圖1 是2020-02-12T20：00 的500 hPa 的高空天氣圖，在珠海上游1 100 km 有發(fā)展中的南支槽東移。圖2 是2020-02-13T08：00 的500 hPa 的高空天氣圖，南支槽移至珠海上游450 km。從圖1 與圖2 的比較中可以得出，上游的南支槽有加強(qiáng)發(fā)展趨勢(shì)，南支槽東移速度約為60 km/h，預(yù)計(jì)于13日上午開(kāi)始影響珠海機(jī)場(chǎng)，并于14：00 前后移過(guò)珠海機(jī)場(chǎng)。2020-02-13T08：00 的850 hPa 低空天氣圖上，珠海機(jī)場(chǎng)位于西南切變線東南部外圍，華南沿海受8～10 m/s的西南氣流影響，且西南氣流有加強(qiáng)趨勢(shì)。同時(shí)在珠江三角洲一帶有一暖舌西南向東北方向發(fā)展，低空暖濕水汽發(fā)展加強(qiáng)中；在高空冷槽的配合下，有利于珠海機(jī)場(chǎng)持續(xù)性雷雨的發(fā)生發(fā)展。西南切變線受南支槽引導(dǎo)，也將南支槽同步影響珠海機(jī)場(chǎng)。將2020-02-13T08：00 各層圖疊加天氣地面圖，可以發(fā)現(xiàn)珠海機(jī)場(chǎng)地面位于脊后槽前，未來(lái)逐漸受低壓槽影響，且有一片東北西南向的雷雨區(qū)。

從2020-02-13T11：00 的K 指數(shù)及850 hPa 風(fēng)場(chǎng)的預(yù)報(bào)圖中可以看到2020-02-13T11：00 珠海機(jī)場(chǎng)位于K 指數(shù)35～40 ℃線高值區(qū)的南部邊緣；預(yù)計(jì)珠海機(jī)場(chǎng)于13日中午前后不穩(wěn)定能量值最大，可以分析出珠海機(jī)場(chǎng)的雷雨過(guò)程從08：30—14：30，中午前后相對(duì)較強(qiáng)。

圖1 2020-02-12T20：00 的500 hPa 高空天氣圖[3]

圖2 2020-02-13T20：00 的500 hPa 天氣圖[3]

2.2 2020-02-13 冬季初雷雨天氣的雷達(dá)圖和閃電雷達(dá)圖

從2020-02-13 珠海氣象局雷達(dá)圖上可以看出2020-02-13T06：54 在珠海機(jī)場(chǎng)西北偏西方向有大片系統(tǒng)性的中等偏強(qiáng)的對(duì)流天氣性云團(tuán)，向東移動(dòng)并發(fā)展，強(qiáng)中心距離珠海機(jī)場(chǎng)西部上游100 km。從圖3 香港天文臺(tái)閃電圖可以看出07：35 上游的對(duì)流云團(tuán)已快速向機(jī)場(chǎng)發(fā)展了50 km，快速接近珠海機(jī)場(chǎng)，閃電分布緊密。按照線性外推于08：20，珠海機(jī)場(chǎng)開(kāi)始雷雨天氣。從圖4 香港天文臺(tái)閃電圖可以看出08：35，閃電已經(jīng)完全覆蓋珠海機(jī)場(chǎng)。從珠海氣象局雷達(dá)圖中可以看出14：42 大片對(duì)流云團(tuán)主體已經(jīng)距離珠海機(jī)場(chǎng)以東100 km 以外，只是在珠海機(jī)場(chǎng)東部遺留一窄條東北西南向的中等偏弱的回波。實(shí)際珠海機(jī)場(chǎng)于2020-02-13T08：26開(kāi)始聞雷，間歇雷雨至13：43 結(jié)束；間歇小到中陣雨從08：26 開(kāi)始，于14：46 結(jié)束，共錄得降水量38 mm。

圖3 2020-02-13T07：35 香港天文臺(tái)閃電圖[4]

珠海機(jī)場(chǎng)的初雷日平均在03-17，持續(xù)時(shí)間1～2 h。像2020-02-13 這樣的冬季里的初雷，強(qiáng)度、間歇持續(xù)時(shí)間達(dá)6 h20 min 的初雷十分罕見(jiàn)，在珠海機(jī)場(chǎng)開(kāi)航至今的26年中，還是第一次。

圖4 2020-02-13T08：35 香港天文臺(tái)閃電圖[4]

3 2020-02-13 珠海機(jī)場(chǎng)冬季初雷天氣的要素變化分析與觀測(cè)保障方法

氣象要素在雷雨過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)明顯的波動(dòng)變化降水量累積增加，氣壓波動(dòng)幅度較大，風(fēng)速風(fēng)向劇烈變化等等，如有下?lián)舯┝鞯容^為極端的天氣，氣壓值會(huì)在短時(shí)間內(nèi)波動(dòng)2 hPa或以上。當(dāng)氣象要素變化劇烈時(shí)，尤其是氣壓數(shù)值的波動(dòng)，會(huì)直接造成飛機(jī)提前著陸或者沖出跑道。

2020-02-13 金灣機(jī)場(chǎng)05 端小時(shí)降水量如圖5 所示。

雷雨天氣是一種劇烈多變的復(fù)雜過(guò)程，本次過(guò)程中無(wú)論是降水的性狀表現(xiàn)還是如圖5 所示的小時(shí)降水量，08：00—09：00 之間小時(shí)降水量為18.2 mm，達(dá)到強(qiáng)降水且為本次降水過(guò)程的峰值。之后降水量逐漸降低，小時(shí)降水量維持在中陣雨強(qiáng)度，13：00 前后有一個(gè)小高峰，直到14：40 前后，降水過(guò)程完全結(jié)束。惡劣天氣下觀測(cè)時(shí)，對(duì)于降水強(qiáng)度的判定，重點(diǎn)在于觀察降水在地面形成的雨滴密度和雨線狀態(tài)。觀察降水強(qiáng)度時(shí)，最易受到風(fēng)速大小變化的影響，在風(fēng)速較大時(shí)，只觀察空中的雨線會(huì)更密集，降水強(qiáng)度看上去會(huì)比實(shí)際的強(qiáng)度偏強(qiáng)；若只看地面水洼落雨的密度，被風(fēng)吹散時(shí)，降水強(qiáng)度又會(huì)比實(shí)際偏弱。觀察降水強(qiáng)度，應(yīng)觀察開(kāi)闊地帶的降水情況，靠近建筑物時(shí)很容易因遮擋而誤判降水強(qiáng)度。

2020-02-13 金灣機(jī)場(chǎng)05 端修正海壓變化如圖6 所示。由圖6 可以看出，本次天氣過(guò)程的最強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)過(guò)境是在08：14—08：43 前后，氣壓值波動(dòng)范圍達(dá)到近4 hPa，之后氣壓變化逐漸平穩(wěn)。在近地面，根據(jù)壓高公式靜力平衡方程P2-P1=-△P=-ρg（Z2-Z1） =-ρg△Z[6]，粗略估算氣壓值每變化1 hPa，對(duì)應(yīng)高度變化8 m，本次過(guò)程中最大差近4 hPa，高度差32 m，對(duì)飛機(jī)降落起飛影響巨大。綜合圖5 與圖6來(lái)看，本次降水過(guò)程主要集中在08：00—09：00 之間，之后在09：30—10：00 以及13：15—13：45 之間，有兩波降水小高潮，對(duì)應(yīng)風(fēng)速、降水、跑道能見(jiàn)度（VIS）、修正海壓值等要素均有對(duì)應(yīng)的相關(guān)性。

圖5 2020-02-13 金灣機(jī)場(chǎng)05 端小時(shí)降水量

圖6 2020-02-13 金灣機(jī)場(chǎng)05 端修正海壓變化

4 2020-02-13 珠海機(jī)場(chǎng)冬季初雷天氣過(guò)程的觀測(cè)保障情況

針對(duì)本次降水過(guò)程，觀測(cè)員提前1～2 d 與預(yù)報(bào)員溝通，了解掌握天氣形勢(shì)以及過(guò)程強(qiáng)度。在交接班時(shí)，與交班觀測(cè)員仔細(xì)交接天氣要素的變化，確認(rèn)本場(chǎng)天氣情況，以便于高效地保障雷雨天氣過(guò)程。本次天氣過(guò)程中，共加發(fā)9 份特殊天氣報(bào)告，雷暴的生消2 份，雨勢(shì)變化4 份，雷雨同時(shí)發(fā)生1 份，陣風(fēng)1 份，降水導(dǎo)致主導(dǎo)能見(jiàn)度變化1 份。

雷暴天氣的保障過(guò)程中，觀測(cè)員時(shí)刻注意雨勢(shì)的變化，增加觀測(cè)頻次，雨勢(shì)強(qiáng)弱波動(dòng)變化頻繁時(shí)，嚴(yán)格遵守《民用航空氣象地面觀測(cè)規(guī)范》的規(guī)定，確認(rèn)天氣穩(wěn)定后，再發(fā)布有效的天氣報(bào)告，避免多發(fā)多錯(cuò)的情況。

觀測(cè)員與預(yù)報(bào)員在雷雨天氣過(guò)程中，要積極溝通討論天氣實(shí)況與預(yù)報(bào)，掌握天氣過(guò)程移動(dòng)的速度與方向，提升的預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，提高觀測(cè)與用戶的信息通報(bào)效率。觀測(cè)過(guò)程中，降水強(qiáng)度增強(qiáng)，做到最少20 min 觀測(cè)一次，密切注意雷暴方位，雨勢(shì)變化，結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，高效地為用戶提供實(shí)時(shí)天氣信息。在戶外平臺(tái)觀測(cè)時(shí)，尤其要注意人身安全，此外也要注意周?chē)ㄖ镎趽蹩赡芤鸬恼`判。

5 總結(jié)

通過(guò)分析研究，總結(jié)如下：①在了解大的天氣背景的前提下，重點(diǎn)關(guān)注天氣形勢(shì)以及強(qiáng)弱變化。在冬春換季時(shí)，溫度逐漸回暖，濕度逐漸增大，低層大片的暖濕水汽輸送區(qū)且本場(chǎng)受南支槽低空切變線和地面弱冷空氣的共同作用時(shí)，容易引起持續(xù)性雷雨天氣過(guò)程。②提前做準(zhǔn)備，在天氣系統(tǒng)過(guò)境前，提前溝通安排副班、主班觀測(cè)員與預(yù)報(bào)員加強(qiáng)溝通，預(yù)計(jì)天氣過(guò)程強(qiáng)弱和到達(dá)時(shí)間，做好雷雨天氣觀測(cè)的準(zhǔn)備、設(shè)備檢查等工作。③在實(shí)際工作過(guò)程中，觀測(cè)員要及時(shí)關(guān)注雨勢(shì)變化、雷暴方位、風(fēng)速風(fēng)向、修正海壓等要素，積極與預(yù)報(bào)員溝通天氣系統(tǒng)的移動(dòng)速度與強(qiáng)度，以便及時(shí)與用戶反饋實(shí)時(shí)信息。④惡劣天氣下，應(yīng)注意不要被外界因素影響自身工作的細(xì)節(jié)。⑤塔臺(tái)以及航空簽派等用戶頻繁電話詢問(wèn)時(shí)，應(yīng)該注意根據(jù)事務(wù)輕重緩急合理處理，避免分心過(guò)多，影響報(bào)文的發(fā)布及準(zhǔn)確性。