重慶江北機(jī)場2012～2021年降水特征分析

楊庭瀟，王楷博

(1.民航重慶空管分局氣象臺,重慶 4011202；2.民航重慶空管分局管制運(yùn)行部，重慶 401120)

1 引言

重慶江北機(jī)場，位于中國重慶市渝北區(qū)，為4F級民用國際機(jī)場，是中國八大區(qū)域樞紐機(jī)場之一。新時代，西南地區(qū)民航工作面臨“一帶一路”國際新通道的開辟以及成渝雙城經(jīng)濟(jì)開發(fā)圈的兩大前所未有的新機(jī)遇。同時，重慶江北機(jī)場作為重慶市重要交通樞紐，對重慶建成長江上游地區(qū)綜合交通樞紐具有重要影響，對重慶進(jìn)一步打造內(nèi)陸開放高地、建設(shè)國際大通道具有重要意義。降水對飛行安全有一定影響，其中強(qiáng)降水過程影響更大。降水對飛機(jī)座艙玻璃上造成的水流或粘雪花，會使飛行員觀測到的能見度比氣象觀測員觀測到的差，同時，在過冷雨滴區(qū)域或雨夾雪中飛行能造成飛機(jī)表面某些部分結(jié)冰，以致飛行員操作困難；飛行中若遇冰雹，飛機(jī)容易被擊傷，使飛機(jī)動力性能變差。重慶地處四川盆地東部，轄區(qū)內(nèi)多山，地形地貌復(fù)雜，受西南渦及季風(fēng)影響極易出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣過程[1，4，5，8]。據(jù)已有研究表明，暴雨是川渝地區(qū)夏季威脅航空飛行安全的一種重要天氣，暴雨導(dǎo)致空中能見度急劇下降，同時大雨滴打在機(jī)身上引起動量損失，使著陸飛機(jī)空速迅速降低[2，6，7]。此外，降水還會增加跑道濕滑程度，使得飛機(jī)滑跑距離增長。分析研究重慶江北機(jī)場降水形勢特征變化，可以此優(yōu)化機(jī)場運(yùn)行，提前做好應(yīng)對措施，對提高機(jī)場安全效率提供一定幫助。

2 數(shù)據(jù)與方法

重慶江北機(jī)場在3條跑道兩端均配備有自動觀測系統(tǒng)，根據(jù)民航地面觀測規(guī)范規(guī)定，機(jī)場地面觀測除跑道視程、主導(dǎo)能見度、云以外均選取基準(zhǔn)觀測點(diǎn)作為報告標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，故本文所用降水、氣溫數(shù)據(jù)均來源于重慶江北機(jī)場基準(zhǔn)觀測點(diǎn)自動氣象觀測站逐日觀測歷史數(shù)據(jù)，選取2012～2021年最近10年數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計分析對象。將日降水量劃分以0.1、1.0、5.0、10、25、50、100、150 mm為界劃分為8個等級，對所選數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計分析不同日降水量等級日數(shù)、年總雨日數(shù)、四季降水量情況、降水與氣溫變化關(guān)系以及年降水量變化情況，總結(jié)其規(guī)律特征。

3 降水形勢特征

3.1 主要影響天氣系統(tǒng)

重慶地處青藏高原與長江中下游平原過渡帶，為典型的亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，降水受季風(fēng)影響，季節(jié)變化明顯。影響重慶地區(qū)降水過程的天氣系統(tǒng)除季風(fēng)外還有副熱帶高壓以及西南渦、高原弱波動、切變線，夏季副高位置對重慶地區(qū)降水有較大影響，秋季西南渦持續(xù)往往帶來連陰雨天氣。已有研究表明，重慶地區(qū)降水集中時段多以夜間至凌晨為主，呈自西向東傳播，且暖季降水頻次高、強(qiáng)度大[1]。重慶江北機(jī)場位于重慶市西部，較易為重慶地區(qū)降水初期階段，研究其降水形勢特征對重慶地區(qū)降水形勢特征分析也有一定幫助。

3.2 降水季節(jié)特征

受季節(jié)性變化天氣系統(tǒng)影響，重慶江北機(jī)場降水季節(jié)特征明顯，符合重慶地區(qū)降水季節(jié)特性，雨熱同期，全年降水主要集中在春、夏、秋三季，即每年3～10月份。其近10年四季降水量情況如圖1所示。

圖1 重慶江北機(jī)場近10年四季降水量

分析近年來江北機(jī)場四季降水?dāng)?shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，年平均夏季降水量最高，為499.5 mm；年平均冬季降水量最低，為51.5 mm；其余兩季春季為346.7 mm，秋季為380 mm。近年來冬、夏季降水年差異較小，春季2018年異常偏多，秋季2017年異常偏多，夏季2018年異常偏少，其余年份均穩(wěn)定在平均值附近。其中2017年已有研究表明為受中高緯大氣環(huán)流異常和西太副高特征明顯而引起的秋季降水前多后少，使得當(dāng)年秋季降水為1961年以來歷史最多[3]。2018年受環(huán)流異常后期影響，使得主要降水集中在了春季?？傮w來看重慶江北機(jī)場四季降水近年來年變化較小，季節(jié)降水量變化與溫度變化趨勢基本相同，符合雨熱同期變化規(guī)律。

3.3 強(qiáng)降水特征

重慶地區(qū)獨(dú)特的地形地貌與地理位置，加之極易受副高與季風(fēng)環(huán)流影響，常產(chǎn)生強(qiáng)降水天氣過程。中到大強(qiáng)度的降水不僅會使跑道濕滑，還會影響能見度與飛機(jī)性能，影響飛行安全。重慶江北機(jī)場位于重慶強(qiáng)降水多發(fā)地區(qū)，近年夏季均有強(qiáng)降水發(fā)生，根據(jù)中國氣象局定義，日降水量超過50 mm為暴雨，按此定義統(tǒng)計了近10年暴雨日數(shù)及年最大日降水量情況如圖2所示。

圖2 重慶江北機(jī)場2012～2021年暴雨情況

近10年中，2018年重慶江北機(jī)場暴雨日數(shù)最多，達(dá)9 d；但2018年最大日降水量為近10年來最大，達(dá)129.2 mm，為大暴雨等級。近10年的年平均暴雨日數(shù)為4 d，年暴雨日數(shù)均未超過10 d；最大的最大日降水量為129.2 mm，最小的最大日降水量64.6 mm，最大日降水量極值較大?？傮w來看，近年來機(jī)場暴雨日數(shù)與最大日降水量均變化較小，且未出現(xiàn)極端性日最大降水量與年雨日變化。重慶江北機(jī)場強(qiáng)降水近10年變化較小，總體分析表明，出現(xiàn)嚴(yán)重威脅飛行安全的強(qiáng)降水天氣過程概率較小，但近年受全球變暖氣候影響，極端天氣頻發(fā)，如機(jī)場2017年極端降水量顯著偏大，暴雨對飛行安全影響較大，故仍需加強(qiáng)對極端強(qiáng)降水天氣過程的關(guān)注，以確保機(jī)場飛行安全平穩(wěn)。

3.4 降水年變化

重慶江北機(jī)場近年來年平均降水量為1277.7 mm，略高于重慶地區(qū)年平均年降水量1229 mm，與重慶江北機(jī)場所處地理位置有一定關(guān)系。近年來年降水量變化如圖3所示，年雨日變化如圖4所示。

圖3 重慶江北機(jī)場2012～2021年年降水量

圖4 重慶江北機(jī)場2012～2021年雨日

重慶江北機(jī)場近年年降水量除2017年異常偏多外，其余年份變化較小，均在平均值附近，全年雨量較充沛。近10年年降水量變化趨勢如圖3所示，整體呈緩慢上升趨勢。近10年年雨日年變化較小，其中2013年雨日最少，為122 d，2014年雨日最多，為175 d。近10年平均年雨日為154 d，占全年約42%。重慶江北機(jī)場近10年年雨日均穩(wěn)定偏多，降水現(xiàn)象頻發(fā)，應(yīng)持續(xù)保持對降水天氣過程的關(guān)注度，防范因降水造成的對飛行的不安全影響。

3.5 降水與氣溫變化關(guān)系

隨著全球變暖，氣溫對降水的影響越來越顯著，降水為空氣中水汽凝結(jié)后降落的大氣物理過程，水汽的蒸發(fā)量受溫度影響較大，故研究降水與氣溫的變化關(guān)系對研究降水特征也有一定幫助，并能對降水預(yù)報提供一定幫助。近10年重慶江北機(jī)場各月月平均降水量與月平均氣溫變化情況如圖5所示。

圖5 重慶江北機(jī)場近10年月平均降水量與

對比分析可發(fā)現(xiàn)，重慶江北機(jī)場近10年月平均降水量與月平均氣溫變化趨勢相同，月平均降水量隨月平均氣溫的升高而增加，春季起隨著氣溫升高，降水量顯著增加；晚秋后隨著氣溫下降，降水量顯著降低?？傮w分析氣溫與降水量變化趨勢可發(fā)現(xiàn)，重慶江北機(jī)場降水呈典型雨熱同期變化趨勢，雨季較集中。

4 結(jié)論與討論

本文利用重慶江北機(jī)場基準(zhǔn)點(diǎn)自動氣象觀測系統(tǒng)近10年的逐日降水、氣溫數(shù)據(jù)，對其月平均、年平均、季平均、降水量與溫度變化關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計處理與分析總結(jié)后得到如下主要結(jié)論。

(1)重慶江北機(jī)場年平均降水量1277.7 mm，年平均雨日202 d，年變化較小，整體呈增加趨勢。且全年降水量較充沛，由于位于重慶市西部雨水較充沛區(qū)域，年平均降水量略高于重慶市年平均降水量。

(2)重慶江北機(jī)場近10年強(qiáng)降水變化較小，年暴雨日及年最大日最大降水量變化穩(wěn)定，沒有極端強(qiáng)降水現(xiàn)象發(fā)生。

(3)重慶江北機(jī)場主要降水集中在春、夏、秋三季，年暴雨日數(shù)較少，近10年來均少于10 d，極端降水發(fā)生頻率較低，近年最大日降水量為129.2 mm，降水特征近年年變化較小。

(4)分析降水與氣溫變化的規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，呈雨熱同期趨勢，月平均降水量隨月平均氣溫變化有顯著變化。

降水影響飛行安全，尤其是中或大強(qiáng)度的降水對飛行安全影響極大，分析總結(jié)機(jī)場降水特征，能有效提高危險性強(qiáng)降水過程的預(yù)報準(zhǔn)確度，能更好地為相關(guān)部門提供更加精準(zhǔn)的氣象服務(wù)，有效提高機(jī)場流量控制工作效率，同時為提高機(jī)場安全運(yùn)行效率做出保障。