滿洲里市大霧天氣特征分析及航空氣象保障對(duì)策

彭鵬

（內(nèi)蒙古滿洲里市氣象局，內(nèi)蒙古 滿洲里 021400）

交通運(yùn)輸業(yè)受天氣變化的影響較大，這種情況在航空飛行中的表現(xiàn)尤為明顯。民航部門的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在航班正常率方面，2015 年和2016 年天氣因素對(duì)航班正常率的影響分別占29.5%、56%，由此不難看出，天氣因素對(duì)航班正常率的影響呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，也是影響航班正常運(yùn)行的主要因素[1]。在眾多氣象要素中，低能見度同飛行活動(dòng)的正常與否的關(guān)系極為密切，是影響機(jī)場(chǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的重要?dú)庀笠刂?。大霧天氣[2]出現(xiàn)時(shí)會(huì)降低空氣能見度，不利于飛行器的正常起飛和降落。尤其是能見度不足500 m 的濃霧或強(qiáng)濃霧天氣會(huì)造成機(jī)場(chǎng)關(guān)閉，部分航路取消，使得大量旅客滯留在機(jī)場(chǎng)內(nèi)，嚴(yán)重威脅著飛機(jī)安全飛行和航空公司的正常應(yīng)運(yùn)。因此，本文利用滿洲里市機(jī)場(chǎng)能見度和天氣資料，選擇一元線性回歸法從不同時(shí)間尺度上對(duì)大霧發(fā)展特征進(jìn)行了分析，以全面了解滿洲里市大霧變化規(guī)律，為日后給滿洲里機(jī)場(chǎng)制定航空飛行計(jì)劃和機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)行的預(yù)報(bào)指導(dǎo)提供相關(guān)的技術(shù)支持。

1 研究資料和方法

本文選取滿洲里國家基準(zhǔn)氣候站大霧日數(shù)氣候資料，選擇一元線性回歸法對(duì)大霧天氣特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)合《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，大霧指能見度不足1 000 m 的霧[3]。季節(jié)劃分采用常規(guī)劃分標(biāo)準(zhǔn)：春季為3—5 月，夏季為6—8 月，秋季為9—11 月，冬季為12 月到次年2 月。

2 滿洲里市大霧天氣特征

2.1 年際變化

1991—2020 年滿洲里市年際大霧整體呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，氣候變化傾向率為每10 年0.774 d，增加趨勢(shì)較為顯著，如圖1 所示。近30 年滿洲里市多年平均大霧日數(shù)為2.9 d，其中年大霧日數(shù)的最高值為8.0 d（1999年），而2000 年、2006 年和2012 年則沒有大霧天氣出現(xiàn)，且大霧日數(shù)年際變化波動(dòng)幅度較大。結(jié)合平均值曲線，2006 年之前，滿洲里市大部分年份的大霧日數(shù)在平均值曲線以下，說明該階段出現(xiàn)大霧天氣的頻率較低，屬于大霧低谷期；2006 年以后，大部分年份的大霧日數(shù)則超過了平均值曲線，說明大霧天氣出現(xiàn)頻率較高，屬于大霧高峰期。結(jié)合曲線圖，可以將近30 年滿洲里市大霧日數(shù)劃分為2 個(gè)階段，即1991—2006 年滿洲里年大霧日數(shù)呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢(shì)和從2006 年往后呈現(xiàn)出波動(dòng)增加的趨勢(shì)。

圖1 1991—2020 年滿洲里市逐年大霧日數(shù)變化趨勢(shì)圖

2.2 月季變化

1991—2020 年滿洲里市大霧日數(shù)年內(nèi)變化如圖2所示，由圖可以看出年內(nèi)大霧日數(shù)呈現(xiàn)出多峰型變化特征，峰值分別出現(xiàn)在2 月、7 月、9 月和11 月，月總的大霧日數(shù)分別為9 d、12 d、11 d 和21 d，而每年4—5 月則沒有大霧天氣出現(xiàn)。年內(nèi)大霧日數(shù)以11 月份出現(xiàn)頻率最高，共出現(xiàn)大霧日數(shù)21 d，占24.4%，其次是12 d，占14.0%。對(duì)四季大霧日數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，滿洲里市春季大霧日數(shù)共有6 d，占年內(nèi)大霧日數(shù)的7.0%，尤以3 月（6 d）出現(xiàn)頻率最高，是春季大霧日數(shù)的100%；夏季大霧日數(shù)共有25 d，占29.1%，尤以7 月（12 d）出現(xiàn)頻率最高，是夏季大霧日數(shù)的48%；秋季大霧日數(shù)共有40 d，占46.5%，尤以11 月（21 d）出現(xiàn)頻率最高，是秋季大霧日數(shù)的52.5%；冬季大霧日數(shù)共有15 d，占17.4%，尤以2 月（9 d）出現(xiàn)頻率最高，占冬季大霧日數(shù)的60%。

圖2 1991—2020 年滿洲里市年內(nèi)大霧日數(shù)變化圖

2.3 霧的環(huán)流特征

結(jié)合近30 年滿洲里市氣象觀測(cè)資料，選取120 次霧天氣過程，根據(jù)高空500 hPa 影響系統(tǒng)，可以劃分為以下幾種：①高壓脊型。這種類型的大霧天氣出現(xiàn)時(shí)，有一個(gè)高壓脊出現(xiàn)在貝加爾湖附近，有時(shí)該高壓脊的經(jīng)向度偏大，形態(tài)上具有不對(duì)稱性特征。如500 hPa貝加爾湖以西和日本海北部各有一槽存在，而高壓脊則控制整個(gè)滿洲里市，這種類型的溫度平流偏弱。②槽前型。槽的振幅存在較大差異，槽前有西南偏南氣流。如500 hPa 新疆和東北地區(qū)各有一個(gè)微弱的脊持續(xù)少動(dòng)，貝加爾湖南部則處于槽區(qū)內(nèi)。③冷渦（槽）底部型。有一個(gè)冷渦或高空槽出現(xiàn)在貝加爾湖境內(nèi)，風(fēng)場(chǎng)上則有西北風(fēng)切變和西南風(fēng)切變存在，同時(shí)還伴隨著較為明顯的降水天氣過程。④平直西風(fēng)型。若在500 hPa 高空處貝加爾湖北部有穩(wěn)定的高壓脊維持，在滿洲里市脊的底部存在較為明顯的平直西風(fēng)。也就是氣流u 分量較大，v 分量相對(duì)較小，這種平直的西風(fēng)型具有疏散結(jié)構(gòu)。⑤西北氣流型。在500 hPa 高空處，亞洲中高緯度地區(qū)有兩槽一脊或一槽一脊持續(xù)維持，新疆北部為高脊或暖脊，脊前西北氣流幾乎控制整個(gè)貝加爾湖南部，也就是大部分的內(nèi)蒙古地區(qū)。⑥冷渦型。東北冷渦控制整個(gè)滿洲里市，風(fēng)場(chǎng)上的輻合中心較為明顯。⑦橫槽型。在黑龍江一帶存在冷渦中心，而滿洲里市則位于東北風(fēng)和偏西風(fēng)風(fēng)場(chǎng)切變區(qū)域中[4]。

結(jié)合滿洲里市霧天氣類型和發(fā)生次數(shù)，不難發(fā)現(xiàn)以高壓脊型大霧天氣出現(xiàn)頻率較高，占35%，其次是槽前型，占22.5%，而橫槽型大霧出現(xiàn)頻率較低，只有4.2%左右。生成霧具有較為復(fù)雜的地面形勢(shì)，主要表現(xiàn)為地面氣壓梯度偏小，大部分情況下會(huì)受到低壓前部的控制或者是具有鞍型場(chǎng)特征，或大部分位于均壓場(chǎng)中。大部分系統(tǒng)移動(dòng)中的變化速度極快，在地面形勢(shì)中要結(jié)合系統(tǒng)演變特征進(jìn)行綜合分析。

3 大霧對(duì)民航運(yùn)行的影響

3.1 大霧對(duì)航空器起降的影響

若航空器飛行過程中遇到大霧天氣，將會(huì)增加起飛和著陸過程的難度。這種現(xiàn)象在著陸中表現(xiàn)最為明顯，大霧時(shí)航空器著陸對(duì)飛行員有較高的技能要求，若此時(shí)的機(jī)組心情過于緊張，很容易出現(xiàn)飛行事故。若大霧天氣下的能見度比起飛或著陸標(biāo)準(zhǔn)還要低，此時(shí)將會(huì)停止飛行活動(dòng)，航空器將不會(huì)正常起飛或著陸。

3.2 大霧影響發(fā)現(xiàn)和識(shí)別地標(biāo)

大霧天氣會(huì)使空氣能見度下降，飛行員會(huì)發(fā)現(xiàn)地標(biāo)距離比實(shí)際值偏小。若飛行高度下降，將會(huì)縮短飛行員與地標(biāo)之間的時(shí)間。通常情況下，近地面層霧的質(zhì)量濃度要比上層更大，因此，飛機(jī)在大霧天氣下飛行時(shí)，從低空觀測(cè)到的地標(biāo)可能性有限。由于看不清地標(biāo)所在位置，飛行員只能將自身感覺與儀表進(jìn)行結(jié)合來開展飛行工作，若此時(shí)心理方面承受的壓力增加，極易引發(fā)航空失誤，甚至?xí)霈F(xiàn)飛行事故。

3.3 大霧對(duì)飛行活動(dòng)的影響

由于滿洲里市大霧天氣主要集中在秋季，此時(shí)各機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)大霧天氣的頻率較高，會(huì)導(dǎo)致空氣中的能見度持續(xù)偏低，若此時(shí)出現(xiàn)惡劣天氣，將會(huì)增加機(jī)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)難度。大霧天氣會(huì)造成大面積航班延誤、返航、備降，對(duì)民航和乘客的影響較大。

4 大霧航空氣象保障對(duì)策

4.1 對(duì)大霧天氣加強(qiáng)預(yù)報(bào)

大霧作為常見的天氣現(xiàn)象，通過各種氣象觀測(cè)儀器設(shè)備可提前發(fā)現(xiàn)，并第一時(shí)間發(fā)布預(yù)警信息，可有效降低航空飛行事故，也能確保民航工作持續(xù)健康開展。在應(yīng)對(duì)大霧天氣時(shí)，需要當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供及時(shí)有效的觀測(cè)數(shù)據(jù)信息，并能準(zhǔn)確分析機(jī)場(chǎng)反饋的天氣情況，一旦發(fā)現(xiàn)大霧天氣影響正常的航空飛行，應(yīng)及時(shí)通知航空管理部門，使工作人員在最短的時(shí)間內(nèi)合理調(diào)整航班。

4.2 增強(qiáng)飛行人員安全意識(shí)

在應(yīng)對(duì)大霧天氣方面，需要飛行人員不斷增強(qiáng)自身的安全意識(shí)。因大霧天氣出現(xiàn)時(shí)會(huì)降低空氣能見度，再加之情況多變，突發(fā)性強(qiáng)，飛行人員如何有效應(yīng)對(duì)大霧天氣，是飛機(jī)起降的重點(diǎn)，隨著大霧天氣的發(fā)生發(fā)展，它對(duì)航空飛行活動(dòng)的影響也有很大差異。遇到這種情況時(shí)，飛行人員應(yīng)始終保持沉著冷靜，用專業(yè)的知識(shí)有效應(yīng)對(duì)，該過程需要飛行人員有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和過硬的心理素質(zhì)。航空公司需高度重視對(duì)飛行人員的培訓(xùn)，重點(diǎn)考核復(fù)雜天氣下飛行人員的應(yīng)變能力，確保在大霧天氣下航空飛行活動(dòng)安全。

4.3 進(jìn)行妥善的空中管理

發(fā)現(xiàn)大霧天氣時(shí)，飛行人員需及時(shí)將該情況匯報(bào)給機(jī)場(chǎng)。若大霧出現(xiàn)在飛機(jī)降落時(shí)，飛行員可選擇盲降的方式，但應(yīng)認(rèn)真聽從指揮人員的安排；若飛行活動(dòng)受大霧的影響較為嚴(yán)重，應(yīng)選擇在備降機(jī)場(chǎng)降落。對(duì)于機(jī)場(chǎng)指揮人員來說，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況妥善進(jìn)行處理；若在航空飛行中遇到大霧天氣，應(yīng)盡量繞開大霧影響區(qū)域，若是不能繞開大霧區(qū)，需要飛行員時(shí)刻關(guān)注飛機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，確保飛機(jī)平穩(wěn)飛行，避免飛機(jī)偏離原有航線飛行。

4.4 構(gòu)建大霧預(yù)警系統(tǒng)

完善的大霧預(yù)警系統(tǒng)，可有效降低大霧對(duì)航空飛行安全的影響，因大霧天氣的復(fù)雜多樣性、突發(fā)性和區(qū)域性特征較為明顯，對(duì)氣象部門來說是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在構(gòu)建當(dāng)?shù)卮箪F天氣預(yù)警系統(tǒng)的過程中，需借助現(xiàn)代化的觀測(cè)儀器設(shè)備不斷增強(qiáng)大霧預(yù)警的準(zhǔn)確性，同時(shí)還要將機(jī)場(chǎng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件考慮進(jìn)去；還要對(duì)歷史大霧天氣進(jìn)行記錄，根據(jù)歷史觀測(cè)資料，不斷積累機(jī)場(chǎng)大霧氣候預(yù)測(cè)歷史經(jīng)驗(yàn)；對(duì)大霧天氣出現(xiàn)時(shí)的服務(wù)機(jī)制不斷進(jìn)行完善，以期為乘客提供更好的氣象服務(wù)，將因航班延遲對(duì)乘客的影響降到最低。

5 結(jié)論

1991—2020 年滿洲里市年際大霧整體呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，氣候變化傾向率為每10 年0.774 d，增加趨勢(shì)較為顯著。滿洲里市年內(nèi)大霧日數(shù)呈現(xiàn)出多峰型變化特征，且大霧日數(shù)具有明顯的季節(jié)性變化特征，以秋季出現(xiàn)頻率最高，其次是夏季和冬季，春季出現(xiàn)頻率最低。

滿洲里市大霧天氣分型主要包括高壓脊型、槽前型、冷渦（槽）底部型、平直西風(fēng)型、西北氣流型、冷渦型、橫槽型。大霧天氣出現(xiàn)時(shí)對(duì)航空器起降、地標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和識(shí)別、進(jìn)近間隔、飛行活動(dòng)等均會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)民航和乘客均會(huì)造成不可估量的損失。