浅谈几种主要影响丽江机场航班运行的气象要素

王琦

（云南机场集团有限责任公司丽江机场 云南丽江 674100）

浅谈几种主要影响丽江机场航班运行的气象要素

王琦

（云南机场集团有限责任公司丽江机场 云南丽江 674100）

航空器飞行安全受飞行质量、飞行技术和气象因素等影响。本文围绕对流云，雷暴，地形风，低能见度等主要影响丽江机场航班运行的天气现象进行分析统计，总结各类天气现象对航班运行的影响，季节性特征以及基本预报思路。本文首先对气象要素进行介绍，再分别探讨具体的气象要素对飞行安全的影响途径。最后围绕几种主要影响丽江机场航班运行的天气现象进行探讨。

航空；飞行安全；气象要素；丽江机场

引言

飞机在进近着陆过程中通常要减速飞行，飞机飞行高度较低，机动性能差，易受外界力量的影响，几乎所有气象要素在这个阶段都会对飞行造成严重影响。丽江市地处云南省西北部，属青藏高原与云贵高原交界的横断山脉地区，平均海拔超过2000m。最高处玉龙雪山扇子陡海拔高度为5596m，最低处金沙江河谷为1027m，海拔高差达4569。丽江机场位于丽江市西南，与大理和鹤庆县北部相毗邻，海拔2242.6m，跑道长为3km，呈东北西南走向，处于一个倒V字型的小盆地中，在机场北面，距其约47km处为海拔5596m的玉龙雪山，东西两侧的山脉海拔约为3600M，净空条件较差，冬季多大风，夏季多雷雨。由于丽江机场独特的地理条件形成其特殊的气候环境，因此有必要对影响航空飞行安全的各种气象要素进行探究。

1 气象要素对航空飞行的影响

造成航空器飞行事故的主要影响因素之一就是恶劣的飞行条件引起的航空器飞行受限，主要表现为飞行事故和航班延误。

（1）由于恶劣的气象条件极易造成的飞行隐患，甚至于飞行事故。而飞机着陆阶段是飞行过程中最容易发生事故的阶段，此类事故占总飞行事故的61.7%。造成这类现象的主要原因是飞机着陆阶段，不断降低的动能迫使飞机机动性能降低，容易受到外界隐患力量的干扰造成危险。

（2）尽管机场的助航设施和飞机的性能日益完善，但是恶劣气象条件和局地小气候仍然不同程度的影响着机场和航路，会迫使航班延误，从而引起大量的旅客滞留。特别是雷暴、强降水、低能见度、大风等不利飞行的天气，是迫使航空器飞行延误的主要因素。

2 分析影响丽江机场航班运行及飞行安全的几种主要气象要素

2.1 雷暴对飞行的影响以及雷暴的预报

2.1.1 丽江机场的雷暴特点及其对飞行的影响

雷暴是由对流旺盛的对流云发展而来的伴有闪电雷鸣的局地风暴，发展过程中出现的对流云也是影响航班运行的一个重要因素。丽江机场处于暖温带，属于低纬高原季风气候，夏秋季节高温多雨，空气常处于暖湿不稳定状态，极易形成雷暴，雷暴分为系统性雷暴和局地性雷暴。系统性雷暴主要有锋面雷暴、高压槽和切变线雷暴、低涡雷暴和副热带高压西北部雷暴，还有少见的台风倒槽雷暴。局地性雷暴主要为热雷暴、地形雷暴。就影响丽江机场雷暴而言，雷暴活动具有很强的季节性，主要集在夏秋两季，根据对近5年来雷暴日数统计来看，丽江机场雷暴出现月份为每年3～11月之间，其中2010年8月出现月雷暴日数最大值为20日，2011年出现年雷暴日数最大值为70日，最小年雷暴出现月数为6个月，为2009年5～10月，最大年雷暴出现月数为8个月，为2011年3～10月。（图1）由于本机场地处山区，南北较为开阔，而东西两面均是大山阻挡，距离大山最远距离为4000m，最近仅为2000m，两山海拔均为3600m左右，因此出现较多的雷暴多为局地性雷暴，雷暴常沿山脉移动，由于抬升作用，会呈现加强趋势，强盛的对流云越山而过，局地性雷暴持续时间通常较短，一般在0.5～1h之间，此种雷暴形式多出现面积较小，移动较快，出现频率较多等特点，局地雷暴除了与本地区独特地理位置有密切关系外，还与热力因子有密切的联系，据对近5年来月平均气温的统计来看，每年最高月平均气温均出现在5～7月间，这段时间也是丽江机场局地热力性雷暴多发期，其中2013年6月出现5年中月平均气温最大值为20.3℃，以2014年6月5日出现的雷暴为例，雷暴出现时间于16时22分至17时05分结束，仅仅持续43min，从实况观测记录显示，当日最高温度出现在16时01分为30.5℃，14时之前本场均为少云到疏云天气，对流云出现时次为15时至18时仅仅4h。而由于较大尺度天气系统的影响出现的系统性雷暴通常持续数小时或十多个小时，系统性雷暴多呈现面积较大、移动较为缓慢、受地物影响较小、持续时间较长等特点。其移动方向一般沿700hpa高空引导气流移动，并略偏于700hpa高空引导气流右侧。以2014年6月28日出现雷暴为例，雷暴于17时11分至次日00时48分结束，持续时间长达8h之久，从实况观测记录显示，28日到次日16时均为多云到阴天气，单日14时至次日02时均有对流云存在，当日最高温度为27.3℃出现在15点49分。此种雷暴形式也是对机场运行影响最为严重的一种天气现象，常常造成大面积航班延误或滞留机场无法起飞。

图1 2010～2014年雷暴日数统计

在对流云发展旺盛阶段出现的强降水和雷暴大风也是对航班起降影响最为严重的两种天气现象，由于对流云发展旺盛产生强降水带动周围空气产生强大的下击暴流（下击暴流是一种突发性的强下沉气流），它会改变飞机的正常飞行速度，对飞机的起飞和着陆造成严重威胁。由于本机场主降跑道为20号，如雷暴处于本场南面且发展较旺盛时，风向通常会指向雷暴方向，且风速通常较大，飞机无法使用20号进近（如遇特殊情况，飞机将无法复飞）或起飞，雷暴大风通常在5m/s以上而不能正常使用02号进近或起飞，同样如雷暴在本场北面时飞机也无法正常进近或起飞。

2.1.2 丽江机场雷暴的基本预报方式

由于雷暴对飞行安全的极大威胁，对其准确的预报也就显的尤为重要，产生雷暴有三个必要条件：充沛的水汽条件，大气层结不稳定以及必要的触发机制（足够的冲击力）。

水汽条件方面丽江机场一般着重关注孟加拉湾地区的水汽输送，即南支槽对本地区的影响，以及西太平洋地区水汽通过副热带高压的输送。

判断大气层结稳定度的指数有几种，如沙氏指数SI，总指数TT，K指数，对流有效位能等，但是丽江机场地处高原，平均海拔都在850hpa等压面以上，考虑适应于机场的稳定度指数为K指数，以及对流有效位能CAPE。一般K指数≥28℃时，本场出现雷暴可能性较大，并且相对维持时间较长，当K指数在26.5～28℃之间时，有可能产生雷暴，若K≤26.5℃时，出现雷暴可能性较小。Micaps2.0版中正能量面积（即位于状态曲线左方和层结曲线右方之间的面积）或者说对流有效位能CAPE面积，即从自由对流高度（LFC）至平衡高度（EL）所围成的区域面积。CAPE的数值越大，则CAPE能量释放后形成的上升气流强度越强。

地理因素和热力条件是丽江机场局地性雷暴产生的主要触发机制，此类雷暴持续时间较短，对流云影响范围较小。局地性雷暴形式应着重关注本场热力条件（通常在14～18时前后发展到成熟阶段），水汽条件以及对雷达图的连续监控。一般局地性影响时间为30～60min之间。系统性雷暴的预报主要关注影响丽江机场产生雷暴的天气系统，主要包括地面锋，高空槽、切变线，低涡（西南涡）以及副热带高压系统，还有高空急流，台风倒槽等，系统性雷暴持续时间较长，影响范围较大。在判断对流云及雷暴性质的同时还应考虑其移动方向，丽江机场较常用的一种方式是在考虑中低空引导气流的同时参考多普勒雷达强度图和速度图，对照相应颜色可判断强度，移向和移速，有时正速度区内会出现少量负速度区，如（图2d）中显示冷暖色调间分界较明显，对流云系自西北向东南方向移动，且移动速度较明显，对流云系影响本场时间则较短，如（图2c）中显示，对流云系正速度区域出现负速度，且强度图显示强度较强区域刚好位于本场20号进近方向，这种情况下通常移动较缓慢，对本场航班起降影响时间也较长。

图2 多普勒雷达图

2.2 风对飞行的影响变化规律以及造成此种风向变化的成因分析

2.2.1 风对飞行的影响

风影响飞机起飞和着陆的滑跑距离和时间。着陆时逆风便于修改航向，对准跑道，减少对地的冲击力。顺风起降时飞机空气动力性能减小，增加了滑跑距离，处理不当会造成飞机冲出跑道。侧风过大时可能导致飞行员操作困难，严重时可能导致飞机偏离跑道。

2.2.2 风向变化规律以及变化成因分析

由于丽江机场特殊地理环境因素，形成独特的地形风，根据丽江机场气象台常年总结分析每日风向变化规律为19时至次日11时多为东北风，11时至19时多为西南风，（图3）形成这种独特的变化主要还是由于丽江机场独特的地理位置造成的，丽江城区海拔2418m，丽江机场海拔高度为2242，海拔高差达176m，丽江玉龙雪山距离丽江城区约26km，成为一个冷源，城区由于海拔和雪山共同影响夜间地面降温比机场区域快，气压升高也快，气流由气压较高处向气压较低处流动，形成夜间偏北风的风向特点，清晨由于太阳辐射作用，气温逐渐升高，两地地表温度到11点左右逐渐趋于平衡，风向又转为西南风。

图3 2010～2014年累年风向风速变化频率统计

2.3 能见度对飞行的影响以及对低能见度天气预报

能见度与飞行活动关系很密切，恶劣的能见度是航空的障碍，严重威胁飞机起飞着陆的安全，也会给目视飞行造成困难。就本机场而言，造成低能见度的原因主要由于轻雾、霾、雾、以及中等强度以上的降水等天气现象造成，其中降水现象造成长时间低能见度的的情况较少，出现霾时空气湿度略低，造成能见度较低的情况也较少，由于本机场最低能见度标准为2000m（02号跑道）和1600m（20号跑道），据近五年历史数据分析当能见度影响航班正常运行时均由轻雾或雾现象造成，在2010～2014年五年间，雾现象仅出现过12次，（图略）而丽江机场出现的雾主要为辐射雾，辐射雾是由于地面辐射冷却使地面气层水汽凝结而形成的雾，（图4）而出现此类雾主要有四个必要条件：气层稳定、充沛的水汽、微风、逆温层。所以在雾的消散时间的预报方面，主要考虑太阳辐射对地面升温导致逆温层瓦解，一般在日出后2～3h后消散。

图4 2010～2014年逐月轻雾日统计

3 总结语

航空安全领域对航空气象要素影响的研究才刚刚开始，各项技术手段和研究方向都处于探索阶段，为了提高航空气象预报的准确率和精度，提升航空飞行的安全度，作为民航技术人员，需要继续的探索新的技术手段和管理模式，不断降低航空气象要素给航空飞行安全造成的影响。

[1]朱乾根.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2005.

[2]中国民用航空总局空中交通管理局.《航空气象应用简明手册》[M].北京：中国民航出版社，2010.

[3]周建华，耿家勤，李尊孝，等.《民航地面气象观测技术手册》[M].北京：中国民航，2007.

[4]杨靖新，潘娅婷.丽江机场强对流天气分析[J].科技信息，2009（27）.

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