湛江机场一次雷雨过程分析

江淑芳

湛江机场一次雷雨过程分析

江淑芳

（中国民用航空湛江空中交通管理站，广东 湛江 524000）

利用常规气象观测资料、中央气象台的实况天气图、湛江机场的多普勒雷达图和邻近站点的探空曲线资料，对2019-07-20T15：00—18：00湛江机场发生的一次雷雨过程进行分析。结果表明，前期高温天气积累了不稳定能量，500 hPa副高突然西伸，850 hPa西南水汽充足。对于雷雨天气的临近预报，低层风向的变化可作为一项重要的参考指标，对于副高型雷暴，上游机场北海的回波发展趋势对于预报湛江机场雷雨时段有一定的参考作用。

雷雨；不稳定能量；天气形势；风向变化

雷雨是影响飞行最严重的天气之一，在雷雨区中飞行，强烈的下沉气流形成的低空风切变对飞机的起降危害很大，使得飞机难以保持正常的飞行航线和高度。云中强烈的对流会使飞机发生剧烈的颠簸。云中大量过冷却水滴会使飞机发生积冰，闪电会严重干扰无线电通讯。湛江机场属于东西风系统交替影响的地区，也是温带和热带天气系统频繁影响的地区，中小尺度系统多发，雷雨天气出现的频率非常高。根据《湛江空管站气象台新气候志（2002—2016年）》统计数据，湛江机场初雷日与终雷日的持续天数平均长达208 d，全年总雷雨日数达65.4 d。

1 天气实况

湛江机场在2019-07-20T15：00—18：00（北京时间）出现了一次中雷雨过程，雷雨期间有一架航班因雷雨引起的风切变备降。本文之所以选择了一次普通的中雷雨过程，而并非强的对流过程，是因为此次雷雨过程具有突发性和多变性，在日常雷雨预报中存在提前量不足的问题。下面将分析此次雷雨过程的成因以及雷雨过程中多普勒回波特征，总结规律，为以后提前预报雷雨，保障航班安全运行提供参考。

2 原因分析

2.1 天气形势分析

2019-07-20T08：00，500 hPa实况天气图（如图1所示）中，自07-16开始东退到太平洋西部海面的副热带高压，在07-20突然西伸影响中国东南沿海地区，湛江区域仍受台风“丹娜丝”外围下沉偏东气流影响，但是在台风“丹娜丝”逐渐北上远离湛江机场和副热带高压西伸的共同作用下，湛江机场的偏东气流强度已经很弱了，500 hPa高空流场的摆动为07-20湛江机场雷雨过程的提供了触发条件，湛江机场处于不稳定的形势。

2019-07-20T08：00，850 hPa实况天气图（如图2所示）中，湛江机场为西南气流影响，西南气流的强度与19：00相比有所加强，孟加拉湾和南海的水汽输送带为此次雷雨过程提供了充足的水汽条件[1]，与500 hPa形成良好的高低空配合。同时，由以上分析可知，07-20湛江机场500 hPa、 850 hPa以及地面（图略）上都没有明显的系统性过程（如切变线、高空槽、西南低涡等）影响，主要是由副热带高压摆动而引起的局地不稳定能量发展，因此此次雷雨过程并非是一次系统性的过程，而是局地热力发展的短时雷雨过程。在民航气象预报中，这种局地雷雨过程具有突发性和多变性的特点，且没有明显的降水系统影响，造成前期的形势分析难度较大。

图1 2019-07-20T08：00 500 hPa实况天气图

图2 2019-07-20T08：00 850 hPa实况天气图

2.2 多普勒雷达图和风场分析

分析湛江机场的CAPPI雷达图（如图3所示），07-20影响湛江机场上空及其跑道面的雷雨回波是在机场10 km附近突然生成的，迅速发展影响湛江机场（15：00整点时刻机场闻雷未出现降雨），随后向东北移动逐渐远离机场。根据对流单体生消的一般规律——对流单体从最初的有雷达回波到地面产生降水需要10～15 min[2]，在此类雷雨过程的预报中，想要达到至少30 min的提前量是一件艰难事情，更何况在民航预报中不仅仅关注机场开始降水的时间，同时要提前预判积雨云开始对飞行产生影响的时间，即雷雨云中开始出现闪电、积冰或者风切变等的影响时间。但是从湛江机场出现雷雨前1 h的雷达图（如图4所示）分析，在湛江机场生成雷雨回波前在湛江机场的南面25 km和北面50 km处均扫描到强度大于等于50 dBZ的雷雨回波，据此可大胆判断处于中间的湛江机场同样处于不稳定大层结中，因为大气中的能量总是在一定范围内进行传播和交换的。在多年的预报工作中发现，当遇到雷达回波以湛江机场为中心呈多个方位生成并发展时，湛江机场确实是有很大的概率会出现雷雨天气过程。换言之，预报员在日常的临近预报中，如果发现湛江机场附近有两个或以上的方位出现雷雨回波，预报员就可提前准备雷雨保障程序，为提前预报赢得宝贵的时间。

图3 2019-07-20T15：35多普勒天气雷达图

图4 2019-07-20T14：01多普勒天气雷达图

此外，由当日湛江机场的观测实况和自动观测系统的数据（数据略）可知，在雷雨发生前湛江机场的风向先于雷达回波的生成发生了转变，自10：00开始风向由偏东风逐渐转为西南风，随着雷雨过程的结束又逐渐转回偏东风，07-20雷达回波的主体移动方向正是从西南往东北，因此在雷雨预报中风向的变化可作为一项重要的参考指标。在副热带高压影响下，雷雨过程的传播通常是自西向东的，07-20湛江机场低层的风向变化也可佐证，根据预报经验，位于湛江机场西边的北海机场通常情况下比湛江机场提前约3～5 h出现雷雨天气，07-20北海机场实况为10：22—11：45出现了雷暴天气，因此湛江机场预报员针对此类型的雷雨过程可密切关注北海机场的天气实况。

2.3 能量条件分析

湛江机场07-16—07-19因处于2019年第5号台风“丹娜丝”外围的下沉气流区域，天气干燥炎热，4 d的持续高温天气造成近地层水分蒸发大，积累了能量，大气层结不稳定性变强，为07-20的雷雨过程提供了能量条件[3]。由于湛江没有单站探空曲线，且湛江机场位于北海和阳江之间，因此本文将借助邻近城市北海和阳江的探空曲线分析湛江机场07-20的能量情况，如图5和图6所示。07-20T08：00，北海和阳江的指数分别为39，35，沙氏指数分别为﹣8，﹣7，雷雨发生需要的不稳定能量高，且两个站点的大气温湿层结曲线呈喇叭口形状，上干下湿结构明显[4]，湛江机场一带大气层结处于极不稳定状态。另外，两个站点的风在垂直方向上都表现为随高度逆转，这表明07-20虽然没有切变线等系统带来的大范围的风向辐合，但是湛江机场在局地区域内存在风的垂直切变，促进上升运动的发展与维持，随着中午时段温度的不断升高，热力对流逐渐发展旺盛，不稳定的大气层结在动力抬升触发机制下，推动湛江机场07-20下午时段雷雨天气的发生。

图5 2019-07-20T08：00北海的T-LogP分布图

图6 2019-07-20T08：00阳江的T-LogP分布图

3 结论

湛江机场07-20雷雨过程的天气形势为500 hPa副热带高压的突然西伸，配合850 hPa西南水汽输送带，低层水汽来源充足；在日常的临近预报中，如果发现湛江机场附近有两个或以上的方位出现雷雨回波，可大胆判断湛江机场上空的大气层结处于不稳定状态；雷雨开始前湛江机场的风向由偏东风转为西南风，风向变化可作为雷雨预报的一项重要的参考指标；在副热带高压影响下的雷雨天气的预报中，上游机场北海的天气实况和回波发展趋势对于湛江机场雷雨时段发生的预报具有一定的参考作用；持续高温天气近地层水分蒸发大，能够积累能量，大气层结不稳定性增大，雷雨的预报应该综合考虑前期的高温天气。

［1］王锡东.海口机场一次强雷雨天气分析［J］.广西气象，2000，21（4）：18-20，23.

［2］张培昌，杜秉玉，戴铁丕，等.雷达气象学［M］.北京：气象出版社，2000.

［3］柏玉.宿州一次雷雨大风的预报特征分析［J］.安徽农业科学，2015，43（29）：211-214.

［4］周慧，蔡荣辉，尹冬德，等.2016年7月湖南一次极端持续性暴雨成因分析［J］.干旱气象，2018，36（1）：56-63.

P458

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.18.021

2095－6835（2019）18－0054－02

〔编辑：王霞〕