杭州蕭山機(jī)場(chǎng)濃霧天氣中跑道視程變化特征及預(yù)警指數(shù)分析

黃琪波 王 琴 沈杭鋒

(1.中國(guó)民航華東地區(qū)空中交通管理局浙江分局,浙江 杭州 311207;2.杭州市蕭山區(qū)氣象局,浙江 杭州 311200;3.杭州市氣象局,浙江 杭州 310051)

0 引 言

大霧是一種常見的災(zāi)害性天氣,常常給人類的交通活動(dòng)帶來嚴(yán)重影響,尤其是濃霧天氣對(duì)公路、航空等造成的影響更大,甚至?xí)斐芍卮鬄?zāi)難。在民航飛行中,濃霧天氣造成的航班返航、備降和延誤等更是屢見不鮮。由于大霧的局地性較強(qiáng),有時(shí)機(jī)場(chǎng)周邊出現(xiàn)濃霧,但跑道上空的能見度仍適合飛機(jī)起降,此時(shí)大霧的臨近預(yù)報(bào)預(yù)警為減少航班的備降和保障航班的安全運(yùn)行提供了重要的決策支撐。目前對(duì)大霧的預(yù)報(bào)預(yù)警研究,尤其是對(duì)以分鐘為分辨率的資料在臨近預(yù)報(bào)預(yù)警中的應(yīng)用研究，已取得一些成果。陳志平等[1]利用溫州機(jī)場(chǎng)10 a的自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù),分析了低跑道視程的特征,并探討了大霧監(jiān)測(cè)預(yù)警流程。黃繼雄等[2]對(duì)首都機(jī)場(chǎng)濃霧中的能見度突發(fā)性振蕩進(jìn)行了分析,利用濃霧振蕩指數(shù)進(jìn)行濃霧預(yù)報(bào)預(yù)警,可以將首都機(jī)場(chǎng)2000—2011年的濃霧預(yù)警時(shí)間平均提前1～2 h。

本文利用杭州蕭山機(jī)場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱杭州機(jī)場(chǎng))逐分鐘的自動(dòng)觀測(cè)資料,對(duì)影響杭州機(jī)場(chǎng)飛行起降的52次濃霧過程進(jìn)行分析,研究機(jī)場(chǎng)濃霧發(fā)生前后的變化規(guī)律,尋找對(duì)濃霧預(yù)警有指示作用的相關(guān)氣象要素或指標(biāo),據(jù)此建立可靠的濃霧臨近預(yù)報(bào)預(yù)警方法。

1 資料與方法

杭州機(jī)場(chǎng)目前有南北兩條跑道,北跑道使用年限較短,數(shù)據(jù)樣本較少,本文統(tǒng)計(jì)采用的數(shù)據(jù)為杭州機(jī)場(chǎng)南跑道的自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)。南跑道呈西南—東北向(250°～70°),跑道的西側(cè)和東側(cè)分別為07號(hào)和25號(hào)跑道頭,跑道頭附近為自動(dòng)氣象觀測(cè)點(diǎn),兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)相距3 km。自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)中最重要的是決定航空器能否起降的跑道視程(以下簡(jiǎn)稱RVR),RVR被定義為在跑道中線上,航空器上的飛行員能看到跑道上的標(biāo)志或跑道邊界燈或中線燈的距離。關(guān)于氣象能見度、氣象光學(xué)視程和RVR的相互關(guān)系,張英華等[3]對(duì)其進(jìn)行了分析,結(jié)果表明，在濃霧天氣時(shí),RVR和氣象能見度基本一致。

由杭州機(jī)場(chǎng)氣候志統(tǒng)計(jì)資料可知,杭州機(jī)場(chǎng)夏秋季低能見度天氣極少,且大多數(shù)為強(qiáng)降水造成,本文只統(tǒng)計(jì)濃霧多發(fā)的冬半年的個(gè)例。由于2010年之前自動(dòng)觀測(cè)RVR資料缺失,所選個(gè)例時(shí)段為2010—2020年的1—3月和10—12月,RVR的時(shí)間分辨率為1 min。所選濃霧過程標(biāo)準(zhǔn)為:RVR小于400 m,即低于杭州機(jī)場(chǎng)起飛標(biāo)準(zhǔn),且維持至少20 min,據(jù)此篩選出2010—2020年11 a的濃霧天氣過程。

2 濃霧天氣基本氣候特征

在2010—2020年11 a間,杭州機(jī)場(chǎng)共出現(xiàn)RVR小于400 m且維持至少20 min的濃霧過程52次。由濃霧出現(xiàn)月份分布情況可知，11月、1月和2月出現(xiàn)較多,分別為15、13和12次,3月、12月和10月出現(xiàn)較少,分別為6、4和2次,這與杭州機(jī)場(chǎng)氣候志(2001—2012年)中的大霧(能見度小于1 km)月變化特征基本一致。

分析杭州機(jī)場(chǎng)52次濃霧過程中霧生(RVR小于400 m且維持至少20 min)與霧消(RVR大于800 m且維持)出現(xiàn)時(shí)段分布,結(jié)果表明，02—08時(shí)為霧生的高發(fā)期,共有44次,占濃霧總次數(shù)的85%;其中霧生最多的時(shí)段為04—05時(shí)和06—07時(shí),均為10次,合計(jì)占總數(shù)的38%;前半夜霧生有3次,均發(fā)生在11月。07時(shí)后霧消次數(shù)較多,共有37次,占濃霧總數(shù)的71%;其中霧消最多的時(shí)段為09—10時(shí),共有12次,占總數(shù)的23%;11 a間濃霧均在12時(shí)之前消散。

3 濃霧期間RVR變化特征

分析杭州機(jī)場(chǎng)RVR的逐分鐘變化資料發(fā)現(xiàn),在52次濃霧過程中，RVR的變化普遍具有以下特征:在濃霧形成或消散前后,RVR的變化都不是線性的,而是有一個(gè)振蕩變化過程;在不同的濃霧過程中，RVR振蕩幅度及周期有所不同,在濃霧形成期,RVR的振蕩比在霧消期劇烈得多;在濃霧形成和消散前有一個(gè)明顯的突變現(xiàn)象,尤其是在濃霧形成時(shí),有爆發(fā)性增強(qiáng)的特征;在濃霧形成后到消散前,RVR的變化趨于穩(wěn)定,處于相對(duì)平穩(wěn)的階段。RVR 1 min變化值可以用來表征濃霧變化程度,即RVR當(dāng)前值與1 min前RVR的差值,如差值為負(fù),表示RVR在下降,差值越大,表明濃霧生成速度越快。

以圖1所示杭州機(jī)場(chǎng)2013年2月23日的濃霧過程為例,根據(jù)07號(hào)跑道頭RVR(以下簡(jiǎn)稱07號(hào)RVR)的變化可將整個(gè)過程分為濃霧的生成、維持和消散3個(gè)階段,22日21時(shí)—23日01時(shí)前后RVR從2100 m振蕩下降到300 m以下;23日01時(shí)前后到09時(shí)RVR基本維持在200～500 m,變化幅度較小;09時(shí)后又開始快速上升。從氣溫隨時(shí)間的變化可知,23日01時(shí)前氣溫振蕩下降,在01時(shí)前后RVR下降到最低值時(shí)，氣溫爆發(fā)性下降,之后緩慢回升。從RVR 1 min變化值可知,其與RVR的變化規(guī)律基本一致,霧生前振蕩(以下簡(jiǎn)稱前期振蕩)開始時(shí)間較濃霧進(jìn)入維持階段的時(shí)間提前了約3 h,振幅較大且有一定的周期性,而消散階段的振幅相對(duì)較小。

3.1 濃霧前期振蕩特征

統(tǒng)計(jì)分析杭州機(jī)場(chǎng)52次濃霧過程可知,有47次濃霧過程出現(xiàn)了前期振蕩特征,約占總數(shù)的90%,這與相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)果較為一致。如馮民學(xué)等[4]對(duì)滬寧高速公路上的氣象自動(dòng)觀測(cè)站的能見度數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)多數(shù)濃霧在爆發(fā)增強(qiáng)之前，有一個(gè)能見度波動(dòng)或呈“象鼻形”振蕩階段。袁嫻等[5]對(duì)浦東機(jī)場(chǎng)能見度低于200 m的平流濃霧分析指出,濃霧除了有前期振蕩特性外,振蕩還具有準(zhǔn)周期性。朱平等[6]對(duì)輻射霧中振蕩現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)霧中的液態(tài)水含量在30 m高度以下存在相當(dāng)明顯的準(zhǔn)周期振蕩,振蕩周期為20～40 min。

分析杭州機(jī)場(chǎng)52次濃霧過程前期振蕩的提前時(shí)間(即從振蕩開始到濃霧維持的時(shí)間)發(fā)現(xiàn)，在這52次濃霧過程中，有10%未表現(xiàn)出前期振蕩特征;提前4 h以上有振蕩特征的過程最多,共有16次,占總數(shù)的31%;提前3 h以上振蕩的過程超過總數(shù)的一半。這表明濃霧的形成一般是一個(gè)緩慢的過程,從發(fā)現(xiàn)振蕩到濃霧形成有一定的預(yù)警時(shí)間,而少數(shù)沒有前期振蕩特征的濃霧過程表現(xiàn)出較為典型的霧的平流特征。

在表現(xiàn)出前期振蕩特征的47次濃霧過程中,其前期振蕩多數(shù)還出現(xiàn)了準(zhǔn)周期性特征。以圖2所示杭州機(jī)場(chǎng)2013年1月15日濃霧過程為例,02時(shí)前后07號(hào)RVR下降到300 m以下,而在14日23時(shí)前就出現(xiàn)了振蕩,其中RVR 1 min變化值超過100 m的振蕩有22次,平均周期約為10 min。在這47次濃霧過程中，有35次表現(xiàn)出相似特征,RVR 1 min變化值超過100 m的振蕩周期為10～20 min。在濃霧振蕩幅度上,在47次有振蕩的濃霧過程中,有45次出現(xiàn)了RVR 1 min變化值大于300 m,有36次最大RVR 1 min變化值超過600 m,最大值超過1 000 m,表明濃霧的前期振蕩幅度較大,變化較劇烈。

圖2 杭州機(jī)場(chǎng)2013年1月15日濃霧過程中07號(hào)RVR、RVR 1 min變化值和氣溫隨時(shí)間的變化

3.2 濃霧爆發(fā)性增強(qiáng)特征

濃霧過程除前期振蕩外,還表現(xiàn)出爆發(fā)性增強(qiáng)的特征,即RVR在短時(shí)間內(nèi)(一般在幾分鐘內(nèi))迅速下降,之后RVR長(zhǎng)時(shí)間維持在400 m以下。在52次濃霧過程中,有6次過程沒有形成明顯的維持階段,而是進(jìn)入小幅振蕩狀態(tài),統(tǒng)計(jì)其他46次過程進(jìn)入維持階段前的RVR 5 min變化值(RVR當(dāng)前值與5 min前RVR的差值),5 min變化值超過800 m的過程有12次,其中RVR最大的變化為在5 min內(nèi)下降了2 000 m,RVR變化值小于400 m的過程只有12次,說明濃霧在形成并穩(wěn)定之前多數(shù)出現(xiàn)爆發(fā)性增強(qiáng)特征。

分析52次濃霧過程維持階段的持續(xù)時(shí)間分布特征發(fā)現(xiàn),濃霧維持階段持續(xù)1～2 h的頻次最高,共有14次,占總數(shù)的27%;超過5 h的過程共有12次,占總數(shù)的23%,表明濃霧過程中RVR穩(wěn)定維持在400 m以下的持續(xù)時(shí)間一般小于2 h,超過2 h后有較大可能持續(xù)5 h以上,濃霧持續(xù)時(shí)間表現(xiàn)為兩頭高、中間低的特征。

圖3為杭州機(jī)場(chǎng)52次濃霧過程期間RVR在0～375 m各個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)出現(xiàn)的頻次分布。由圖3可知，兩條跑道RVR的頻次分布特征基本一致,呈中間高、兩頭低的分布特征。其中07號(hào)RVR頻次最高時(shí)對(duì)應(yīng)值為200 m,25號(hào)RVR頻次最高時(shí)對(duì)應(yīng)值為175 m,兩者在低于150 m數(shù)值時(shí)對(duì)應(yīng)的頻次迅速下降,表明當(dāng)RVR下降到150～200 m時(shí)，一般可以認(rèn)為濃霧進(jìn)入了相對(duì)平穩(wěn)、濃度最高的維持階段。

圖3 杭州機(jī)場(chǎng)52次濃霧過程期間逐分鐘RVR在0～375 m各個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)出現(xiàn)的頻次分布

3.3 濃霧爆發(fā)增強(qiáng)時(shí)的局地平流特征

對(duì)比分析杭州機(jī)場(chǎng)濃霧過程中不同測(cè)點(diǎn)的RVR,我們發(fā)現(xiàn)，在濃霧形成時(shí)不同測(cè)點(diǎn)的RVR在大多數(shù)情況下呈現(xiàn)變化不一致的特性,即使變化同步,其RVR數(shù)值也不完全相同,尤其在濃霧前期振蕩階段,不同測(cè)點(diǎn)的RVR振蕩周期、位相和振幅幾乎都不一致,這表明濃霧爆發(fā)前霧滴分布不均,即濃霧局地性較強(qiáng);多數(shù)濃霧前期尤其是在濃霧爆發(fā)增強(qiáng)前,不同測(cè)點(diǎn)的RVR下降的先后順序與風(fēng)向一致,即呈現(xiàn)出霧的平流特征;而在霧消階段,不同測(cè)點(diǎn)的RVR上升順序有時(shí)呈先后變化,有時(shí)呈同步變化,這與導(dǎo)致霧消的因素有關(guān)。

分析52次濃霧過程可知,其中濃霧爆發(fā)性增強(qiáng)前不同測(cè)點(diǎn)的RVR順著風(fēng)向先后下降、呈現(xiàn)平流特征的過程共有33次,占總數(shù)的63%。濃霧爆發(fā)前風(fēng)向?yàn)槠黠L(fēng)的過程共有21次,跑道西頭(07號(hào))的RVR比東頭(25號(hào))的先下降,提前下降時(shí)間為10～50 min,平均提前33 min;濃霧爆發(fā)前為偏東風(fēng)的過程共有12次,25號(hào)RVR提前下降時(shí)間為10～40 min,平均提前26 min。杭州機(jī)場(chǎng)07號(hào)和25號(hào)兩個(gè)RVR測(cè)點(diǎn)相距3 km,后半夜機(jī)場(chǎng)盛行風(fēng)向?yàn)?0°或250°,與跑道方向一致,在平均風(fēng)速為1.5～3 m/s的情況下,濃霧從跑道一頭發(fā)展到另一頭約需16～33 min,這與上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果較為一致。

圖4為杭州機(jī)場(chǎng)3次濃霧過程中07號(hào)和25號(hào)RVR及風(fēng)向隨時(shí)間的變化。2010年2月23日的濃霧為典型的平流霧,濃霧形成前沒有振蕩,25號(hào)RVR在01時(shí)36分從約2000 m突降至約400 m,07號(hào)RVR在02時(shí)從約2000 m突降至約400 m,期間平均風(fēng)速為2 m/s,風(fēng)向?yàn)?0°～100°,基本上為沿著跑道方向的風(fēng),上風(fēng)方向25號(hào)RVR比07號(hào)RVR下降時(shí)間提前24 min,顯然是霧的平流先后影響跑道兩頭。在03—05時(shí)機(jī)場(chǎng)風(fēng)向發(fā)生順轉(zhuǎn),由偏東風(fēng)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)后再轉(zhuǎn)為偏西風(fēng),而濃霧中的RVR幾乎沒有變化,表明此次平流霧范圍較大。在10—11時(shí),兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的RVR基本同步緩慢上升,這是由于地面升溫而導(dǎo)致霧層被破壞。

圖4 杭州機(jī)場(chǎng)3次濃霧過程中07號(hào)和25號(hào)RVR及風(fēng)向隨時(shí)間的變化(a.2010年2月23日、b.2011年11月11日、c.2015年2月14日)

2011年11月11日的濃霧過程為團(tuán)霧過程,07號(hào)RVR在05時(shí)15分從約1300 m突降至約400 m,25號(hào)RVR在05時(shí)32分從約2000 m突降至約350 m,霧生前平均風(fēng)速為3 m/s,風(fēng)向?yàn)?30°～250°,07號(hào)RVR比25號(hào)RVR下降時(shí)間提前17 min,霧消階段流場(chǎng)沒有改變,07號(hào)RVR在05時(shí)57分上升至800 m,25號(hào)RVR在14 min后也上升到800 m,在霧生和霧消變化中均表現(xiàn)出霧的平流特征,可以據(jù)此計(jì)算出這次團(tuán)霧的東西寬度約為3 km。

2015年2月14日的濃霧過程為混合霧過程,輻射特征表現(xiàn)為前期振蕩,而跑道東西兩頭的RVR隨風(fēng)向自東向西先后下降并維持,這表現(xiàn)出平流特征。25號(hào)跑道頭平均風(fēng)速在06時(shí)36分從0 m/s增大到2 m/s并一直維持,RVR在06時(shí)38分從1 min前的1 200 m下降到400 m并持續(xù)到10時(shí);07號(hào)跑道頭平均風(fēng)速在06時(shí)59分從0 m/s增大到2 m/s、07時(shí)12分又下降到0 m/s并維持,RVR在07時(shí)06分突降到375 m、07時(shí)42分又上升到800 m并維持?？梢?偏東平流在此次濃霧過程中具有重要作用,霧生時(shí)25號(hào)RVR較07號(hào)RVR下降時(shí)間提前了28 min;而在霧消時(shí),07號(hào)風(fēng)向在08時(shí)后由偏東風(fēng)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng),07號(hào)RVR在08時(shí)30分后快速升高,25號(hào)風(fēng)向一直維持偏東風(fēng),至10時(shí)后隨著地面升溫而霧消。

綜上分析可知,在濃霧發(fā)生前,不管有無前期振蕩,在濃霧生成時(shí)多數(shù)會(huì)出現(xiàn)平流特征,濃霧爆發(fā)性越強(qiáng),霧的局地平流特征越明顯。而在濃霧消散時(shí),如果由于溫度上升而導(dǎo)致霧消,則跑道不同測(cè)點(diǎn)的RVR基本呈同步變化;如果由于團(tuán)霧移出或是流場(chǎng)改變(風(fēng)向變化或風(fēng)速減小)而導(dǎo)致霧消,則不同測(cè)點(diǎn)的RVR會(huì)表現(xiàn)出先后變化的特征。

4 濃霧期間相關(guān)氣象要素的變化規(guī)律

大霧的形成與濕度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流場(chǎng)和逆溫層等密切相關(guān),如在近地面濕度大、晴夜、有微風(fēng)的情況下,容易導(dǎo)致大霧的發(fā)生。本文簡(jiǎn)單分析了52次濃霧期間部分氣象要素的變化規(guī)律,尋找相對(duì)濕度、溫度等要素與RVR之間的分布關(guān)系,為濃霧的預(yù)報(bào)預(yù)警提供依據(jù)。

圖5為杭州機(jī)場(chǎng)2010—2020年52次濃霧過程中07號(hào)RVR低于400 m時(shí)的平均相對(duì)濕度分布。由分析可知，在2016年以前的38次濃霧過程中，平均相對(duì)濕度為84%～97%,遠(yuǎn)未達(dá)到100%;而在2016—2020年的14次濃霧過程中，有9次過程的平均相對(duì)濕度為97%～98%。相對(duì)濕度在2016年前后變化較大的主要原因,是2016年前后杭州機(jī)場(chǎng)建設(shè)引起觀測(cè)點(diǎn)周邊的地貌發(fā)生了重大變化。理論上濃霧期間水汽達(dá)到飽和,相對(duì)濕度應(yīng)接近100%,但實(shí)際上相對(duì)濕度變化幅度較大,多數(shù)未達(dá)到100%,這可能與空氣中的污染物顆粒有關(guān)。章元直等[7]對(duì)2014年11月杭州機(jī)場(chǎng)連續(xù)兩次大霧開展了對(duì)比分析,研究結(jié)果表明，浙北大部前期霾等級(jí)偏高是大霧形成的重要原因。

圖5 杭州機(jī)場(chǎng)2010—2020年52次濃霧過程中07號(hào)RVR低于400 m時(shí)的平均相對(duì)濕度分布

統(tǒng)計(jì)濃霧發(fā)生前的降水情況,發(fā)現(xiàn)有23次濃霧過程在發(fā)生前12～24 h有降水,占濃霧總次數(shù)的44%。這是由于降水結(jié)束后地面濕度條件較好,如果夜間天空放晴,很容易滿足大霧發(fā)生的水汽和降溫條件,這也是預(yù)報(bào)濃霧的一個(gè)重要指標(biāo)。

濃霧形成前,氣溫也表現(xiàn)出類似RVR的前期振蕩和爆發(fā)性增強(qiáng)的特征,而且濃霧形成前氣溫和RVR基本上同步下降,霧生時(shí)用溫度的下降來預(yù)警RVR較為困難。而在霧消階段,溫度上升略超前于RVR的上升,用溫度變化來預(yù)警霧消,具有提前預(yù)報(bào)的意義,具體有待進(jìn)一步分析。

5 濃霧的預(yù)警分析

為了研究濃霧的臨近預(yù)警,本文定義了濃霧預(yù)警指數(shù)EWI。

EWI=RVR當(dāng)前/(RVR1 min前-RVR當(dāng)前)

EWI數(shù)值大于0,表示RVR下降,數(shù)值越大,表明RVR下降越快,預(yù)示濃霧生成。為了能得出一個(gè)有預(yù)警意義的臨界值,即過濾一些小的振蕩,統(tǒng)計(jì)了濃霧發(fā)生前的EWI首次>0.2的預(yù)警提前時(shí)間及數(shù)值。分析預(yù)警提前時(shí)間可知,在52次濃霧過程中,有8次濃霧基本無提前量(小于5 min),提前1 h以上預(yù)警的過程共有38次,占總數(shù)的73%,提前預(yù)警≥2 h的過程共出現(xiàn)33次,占總數(shù)的63%,其中提前預(yù)警頻次最高的區(qū)間為3～5 h,共有22次,占42%。分析EWI幾乎沒有提前量的8次濃霧過程,發(fā)現(xiàn)均表現(xiàn)出本文3.3中所述的局地平流特征,濃霧形成時(shí)07號(hào)和25號(hào)RVR先后下降,其時(shí)間差為10～50 min。

分析濃霧預(yù)警指數(shù)EWI可知,在52次濃霧過程中，有39次EWI>0.2,占總數(shù)的75%,占有預(yù)警提前量(提前1 h以上)的89%;EWI>0.4的濃霧有29次,占總數(shù)的56%,占有預(yù)警提前量的66%。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn),未發(fā)生濃霧時(shí)也可能有類似振蕩特征,顯然EWI越大則預(yù)警空?qǐng)?bào)越少。若不考慮空?qǐng)?bào)的預(yù)警,則取EWI=0.2能夠做到預(yù)警大多數(shù)濃霧過程。

綜上分析可知,利用濃霧振蕩特征,設(shè)定合適的預(yù)警指數(shù)閾值,可以對(duì)大多數(shù)的濃霧過程進(jìn)行提前預(yù)警。對(duì)少量典型的平流霧,雖然預(yù)警提前量沒有或者較小,但根據(jù)平流風(fēng)速及跑道不同測(cè)點(diǎn)數(shù)值,可以準(zhǔn)確計(jì)算出機(jī)場(chǎng)跑道被濃霧完全籠罩的時(shí)間,同時(shí)也可以結(jié)合機(jī)場(chǎng)周邊自動(dòng)站資料等進(jìn)行提前預(yù)警,對(duì)飛機(jī)起降的臨近決策也有較好的預(yù)警意義。在實(shí)際工作中,杭州機(jī)場(chǎng)在2016年后就將EWI=0.2的預(yù)警指數(shù)值作為濃霧自動(dòng)預(yù)警閾值,期間有一些預(yù)警空?qǐng)?bào),同時(shí)也有個(gè)別的預(yù)警漏報(bào)。今后如果對(duì)未形成濃霧過程的氣象數(shù)據(jù)作大量對(duì)比分析,提高預(yù)警指數(shù)閾值或者增加更多的觀測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行算法修正,也許對(duì)濃霧的預(yù)警準(zhǔn)確率會(huì)有較大提高,這還需要進(jìn)一步的研究。

6 結(jié) 語

通過對(duì)杭州機(jī)場(chǎng)2010—2020年52次濃霧過程的逐分鐘跑道視程資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得出以下結(jié)論。

(1)杭州機(jī)場(chǎng)多數(shù)濃霧過程可以分為前期振蕩、濃霧平穩(wěn)期、振蕩消散(即霧的生成、維持和消散)3個(gè)階段。濃霧前期振蕩具有準(zhǔn)周期性,振蕩周期一般在10～20 min。濃霧形成并穩(wěn)定前表現(xiàn)出爆發(fā)性增強(qiáng)特征,當(dāng)跑道視程下降至150～200 m時(shí)，一般可以認(rèn)為濃霧進(jìn)入了穩(wěn)定階段。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),濃霧穩(wěn)定維持時(shí)間一般小于2 h,但超過2 h后持續(xù)5 h以上的可能性會(huì)更大。

(2)超過一半的濃霧在形成前爆發(fā)性增強(qiáng)時(shí)呈現(xiàn)平流特征,即不同位置的跑道視程先后下降。濃霧爆發(fā)性越強(qiáng),霧的平流特征越明顯。同時(shí),跑道視程先后下降的時(shí)間與平流風(fēng)速相關(guān),可以根據(jù)地面風(fēng)向風(fēng)速準(zhǔn)確預(yù)警跑道從一頭開始受影響到完全被濃霧籠罩的時(shí)間,預(yù)警時(shí)間平均可提前26 min以上。

(3)濃霧過程中相對(duì)濕度的數(shù)值并不是一直維持在100%,這可能與空氣中的污染物顆粒有關(guān)。在濃霧發(fā)生前12～24 h,多數(shù)有降水過程結(jié)束,這也是預(yù)報(bào)預(yù)警濃霧的一個(gè)依據(jù)。在濃霧形成期,溫度與跑道視程基本同步下降,但在霧消期,溫度上升提前于跑道視程的變化,利用溫度變化可提前預(yù)警霧消。

(4)利用濃霧預(yù)警指數(shù),可提前有效預(yù)警絕大多數(shù)濃霧天氣的發(fā)生,EWI是濃霧臨近預(yù)警的一個(gè)有力指標(biāo)。預(yù)警指數(shù)對(duì)個(gè)別濃霧過程的預(yù)警效果不佳,針對(duì)此類濃霧過程霧生時(shí)表現(xiàn)出的平流特征,可利用平流特性及跑道多個(gè)測(cè)點(diǎn)資料,準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)場(chǎng)跑道被濃霧完全籠罩的時(shí)間,同時(shí)也可以結(jié)合機(jī)場(chǎng)周邊自動(dòng)站資料對(duì)平流霧進(jìn)行預(yù)警,對(duì)于臨近的航空器起降決策有一定的預(yù)警意義。