虹桥机场2015-08风特征分析

喻侨

（中国民用航空华东地区空中交通管理局，上海 200335）

1 引言

趋势着陆预报是机场天气报告附带的对该机场气象情况预期趋势的简要说明。趋势预报应指明以下一个或几个要素的重大变化：地面风、能见度、天气现象和云。趋势报的有效时段为2 h，起始时间为附带该趋势预报的天气报告的时间。风趋势报是趋势预报重要的一环，其标准包括：平均风向变化大于或等于60°且变化前或变化后平均风速大于或等于5 m/s；平均风速变化大于或等于5 m/s；对飞行有重要影响的其他数值。风组的趋势变化对飞机起降有着极大的影响，尤其是风向转变会影响跑道的使用，因此风的趋势报变化规律及发布质量亟待研究。

预报员在工作当中需要关注各个要素的重大变化，及时添加趋势预报，以期达到短时临近预报的目的。在各要素的趋势预报中，以风的趋势最难把握，其变化除了与天气系统有关外，通常还与气温的日变化有关联。虹桥机场地处沿海，在没有强烈天气系统过境的情况下，机场的风还会受海陆风的影响，常常导致对航空飞行有极大影响的风组重要变化。

2 虹桥机场2015-08风的特征

虹桥机场地处东亚季风气候区，地面风向有明显的季节变化，冬季盛行NW-N风，夏季盛行SE风。虹桥机场年平均风速3.5 m/s，全年春季平均风速最大，为3.7 m/s，夏季次之，为3.5 m/s，冬季为3.4 m/s，秋季风速最小，为3.2 m/s。2015-08共有3个台风影响上海地区，受其影响，2015-08虹桥机场平均风速4.7 m/s，远高于年平均风速。从风速日变化来看，虹桥机场早上6：00风速最小，随后逐渐增大，直到下午16：00风速最大，然后逐渐减小；晚上23：00风速降到一个次低点，之后略增加后又逐渐减小到最低。可见，风速日变化与气温的日变化有较高的相关度。

图1为2015-08虹桥机场风向频次统计情况。从图1每个风向出现的次数合计来看，本月以东南风和偏东风为主，其中又以140°出现频率最高，其次是100°。西南风出现频率最低，其次是东北风，静风次数较少。在航空气象中，风向VRB的出现一般是由于风向变化频繁所致，其标准有2个：①10 min观测时段内的平均风向变化大于或等于60°且小于180°，平均风速小于2 m/s；②10 min观测时段内的平均风向变化大于或等于180°[1]。值得注意的是，2015-08 VRB风向出现的次数较高，这也是本月风组趋势变化较大的重要原因之一。

图1 2015-08虹桥机场风向频次统计

图2 2015-08虹桥机场不同风向上的平均风速

图2是各个风向出现时的平均风速。可见，当出现西北风、偏西风、西南风以及偏东风时，风速最大。其中，2015-08偏东风风速最大的原因是受台风影响，一般台风从中国东南洋面经过或登陆，虹桥机场处于台风北边，都是偏东风，本月两个台风均属此种情况。而西北风最大的原因是冷空气南下，风速增大。虹桥机场夏季多受副热带高压控制，气压场较稳定，傍晚后浅层易形成等温层或逆温层，风速较小，白天受动量下传影响，风逐渐增大，因此早上有静风出现，但频次较低；上午到中午时段，风速较小，地面风场易受到飞机尾流等扰动的影响，风向摆动较大，因此容易出现风向VRB；午后受动量下传影响风速逐渐增加，出现风向VRB的频次明显减少。根据2015-08静风和VRB出现的频次逐时统计，静风主要出现在早上6：00和9：00。VRB出现主要集中在中午前后9：00—14：00这个时段，其中，12：00和13：00出现最多，夜间21：00—24：00也有出现的可能，早上7：00、8：00没出现过。

3 风组重要变化与温度的联系

风是空气流动的现象，其根本原因是太阳辐射导致地表升温，空气膨胀后上升，地面低的空气就会横向流入补充进来，因而形成了风[2]。因此，研究温度与风的关系就很关键。

图3 2015-08风组趋势与日最大温差的关系

图3为2015-08风组趋势与日最大温差的关系图，图中上面的曲线是8月份逐日风组趋势（即风组发生重大变化）出现次数，下面的曲线是日最高温度与日最低温度的差值。可见，风组重要变化与温度日较差呈正相关，亦即温度日较差较大的日期，容易出现对航空飞行有重要影响的风组趋势变化。其中，10至11日以及22至24日相关性呈相反的原因是受到台风影响，风速较大，但是温度日差都变化不大。2015-08温度日变化大的时候，多为高压控制，晴热少云，白天升温迅速，夜间辐射冷却较强，昼夜温差大，而上海地处沿海，温差大意味着海陆风影响较大，进一步加强风的不稳定性，因此风组的重要趋势变化增多。但是这一规律只适应于高压或者弱气压场控制下的天气形势，这种情况下，温度日变化主要是由于辐射引起的。

4 结论

夏季受雷暴等强对流天气以及副高影响，是虹桥机场风组趋势出现最多的季节，加强对夏季风场变化，尤其是对航空飞行有重要影响的风组变化特征的研究，对提升机场气象要素临近预报质量具有重要作用，对保障航空飞行安全也具有重要意义。本文统计分析了2015-08虹桥机场风组变化特征，初步得到以下结论：①从风速日变化来看，虹桥机场早上6：00风速最小，随后逐渐增大，直到下午16：00风速最大，然后逐渐减小；晚上23：00风速降到一个次低点，之后略增加后又逐渐减小到最低。可见，风速日变化与气温的日变化有较高的相关度。②风向不定（VRB）出现时段主要集中在中午前后9：00—14：00，其中，12：00和13：00出现最多，这段时间内，风速较小，地面风场易受到飞机尾流等扰动的影响，风向摆动较大，因此容易出现风向VRB。③从2015-08风的变化特征来看，夏季虹桥机场风组的趋势报与温度日差呈正相关。此类天气条件下，应加强风组趋势预报关注。