昆明长水机场一次大雾过程分析

李清杨 闫哲鑫 方莹红 赵炳阳 董鲁佳

摘要：世界时2015年12月29日16时到31日03时，昆明长水国际机场出现了大雾天气过程，本文利用NCEP再分析资料，画出500hPa、850hPa高空图以及地面天气图来分析此次过程的环流形势演变。其中世界时29日12时代表过程前，30日00时、30日12时、31日00时代表过程中，31日06时代表过程后。本文还通过风场、温度场、湿度和能见度等主要气象要素变化进行分析，另外分析地形特征及昆明准静止锋对大雾过程的影响，得出一般性规律及结论。

关键词：大雾;锋面雾;环流形势;气象要素分析

由于大雾造成的低能见度一直是影响飞机起落和机场航班正常运行的一个重要因素，有数据显示，在1951—1985年间的245次与气象有关的严重飞行事故中，受能见度影响的占47起，达到了19.2%，仅次于低云。因此，了解大雾的形成原因、消散条件及变化特征，有利于飞机的起飞、降落安全及机场各部门的正常运行。通过比对机场metar报文的大雾能见度数值，选取世界时2015年29日16時至31日03时一次大雾过程进行分析。

1 过程介绍及大尺度天气背景

过程前的环流形势显示，500hPa图中，在亚洲上空整体是平直的西风气流，天气形势比较稳定，有利于维持将要出现的大雾天气。在850hPa图中，由等温线的分布可以看到，在东北方向中低空位置有冷区，西南方向20℃等温线处形成暖区。因此，东北冷气团和西南暖气团之间的等温线密集区内即存在昆明准静止锋。卫星云图显示云南上空为一片非常宽广的云区在地面图中，长水机场附近气压在840hpa左右，处于高压脊附近，主要受东北部气流控制，且风速较大，温度在6℃左右。

过程期间，结合三个时刻的500hPa图来看，印度地区以西为一高脊控制并加强，中国大陆东北地区形成槽并加深。槽位于120°E附近，槽底可伸至30°N以南，此槽为东亚大槽，并不断发展，高压脊和东亚大槽一起直向东移动。850hPa天气图上，昆明机场处于高压受偏东风气流控制，且处于等压线密集处，高压不断向东移动，在机场周边形成气压梯度，气压逐渐降低，所受气流影响不断减弱，温度也在不断下降，有利于大雾的形成。在地面图上，高压向东南部平移，受东部气流影响较大，且气流变弱，风速降低，温度降至4℃左右，有利于大雾的生成。

过程后，从500hpa天气图可以看出，随着西北气流的加强，印度上空的脊加强，东亚大槽加深，西风气流转变为西北气流，原来的形势结构被破坏，昆明准静止锋迅速减弱，趋于消散。在地面图中，且此时温度逐渐上升至11℃，风速增加，破坏了大气的稳定，有利于大雾的消散。

2 垂直分析

利用不同气压高度下的温度数据做出了温度廓线图。在温度廓线图中可以看出，在800hPa附近存在一个逆温层。较暖而轻的空气位于较冷而重的空气上面，形成稳定的空气层，阻碍空气的对流运动，有利于雾的维持。

在大雾发生时，相对湿度一般达到90%以上，且伴有微风，温度有一段相对平稳的阶段，因此根据大雾的一般产生条件，对2015年12月29日16时—31日03时这段时间的能见度、风速风向、温度露点温度、相对湿度、降水等进行统计分析。

3 能见度

图5是29日13时到31日09时（世界时）的机场能见度观测数据，29日12时，能见度从4000米开始下降，一直下降到500米，从29日16时至31日03时能见度一直维持在200—1300米之间，31日03点之后雾气开始消散，能见度开始升高，标志着这次大雾的结束。

4 风场的分析

风速风向的变化对于大雾的产生和消散有重要的影响，大雾时期近地面大气处于较为稳定的状态，基本无对流天气，因此风速一般较小，期间风速的变化如下图所示。

从风速图中可以看出，大雾发生时期风速总体维持在5m/s附近，属于微风，31日05时风速在1小时内从2m/s上升至6m/s，风速的增加加速了大雾的消散。除此之外，风向的变化对于大雾天同样有影响，大雾期间风向的变化如下表所示：

在大雾的产生和发展阶段，风向为东北偏北方向，大雾的消散阶段，风向为西南风，此次大雾过程风向的变化对大雾的消散起绝对性作用。

结合昆明长水国际机场周边的地形走势以及昆明准静止锋日间东退夜间西进的规律，并且在西进期间，东北方向的冷空气随着东北风进入机场区域，机场受到准静止锋的控制，大雾产生：东退期间，冷空气及已产生的大雾随着较大的西南风吹出机场区域，机场退出准静止锋的控制范围，大雾消散。

5 温度场的分析

除风场之外，温度也是影响大雾的主要气象因素之一，当近地面温度与露点温度相当接近或相同时，近地面就会有小水滴析出，此时空气湿度逐渐增大，为雾的形成产生的关键的湿度条件。本次大雾过程中的温度和露点温度的变化如下图所示。

从图7中可以看出，在雾的产生和发展阶段，温度与露点温度完全重合，理论来讲此时相对湿度将会达到100%，小水滴不断形成，空气湿度达到饱和状态，大雾持续发生。31日07时开始，温度开始上升，露点温度开始下降，随后缓慢上升（相比温度上升缓慢），温度与露点温度开始分离，相对湿度不再保持100%，小水滴消失，水汽不再充足，大雾逐渐消散，能见度恢复。

6 相对湿度的分析

雾的分析中，主要是通过风、温度和相对湿度等主要气象要素作为分析主体，而在一段时间内，超过90%的时间段内空气的相对湿度值达到90%及以上时，就很有可能出现大雾天气，因此，相对湿度也是衡量大雾天气的重要指标之一。本文大雾过程中相对湿度的变化情况如下图所示。

从图中可以看出，29日12时31日06时内相对湿度一直保持在100%的饱和状态，温度和露点随时间保持一致。以此可以说明，在浓雾期间，空气湿度一直处于饱和状态，为大雾的持续发生提供了可靠的湿度条件。31日06时之后，相对湿度开始下降至80%以下，失去了大雾产生的基础条件，大雾逐渐消散，能见度逐渐恢复。

7 降水

大雾开始前有出现轻微降水和薄雾

大雾进行时有出现毛毛雨和持续性轻微降雨

轻微降雨一直持续到大雾结束后一小时。显然，前一日受冷空气影响，有明显降水，地面水汽充沛。

8 地形

昆明长水国际机场距离昆明市中心23.9km，从城区到机场为缓慢爬坡地势，机场地处小哨和昆明两个盆地的盆沿交汇地带。机场3km以外东西向均有同机场走向一致的连绵山脉（东北—西南），昆明城区平均海拔为1897米，而长水机场的海拔约为2100米，机场西部、西北部的最高点约2200米，东部、东南部达到2500米，而且机场周围下垫面较湿润，也就是说长水机场相当于一个小洼池。

昆明长水国际机场的跑道朝向南是昆明盆地，朝向北是小哨盆地。两条跑道方向与旁边两条山脉的走向平行，地势由东北向西南呈现出阶梯式的下降，两头无高大山脉，因此更容易受东北方向和西南方向的气团影响。长水机场周围植被覆盖，地面温度相对较低，湿度较大，无城市热岛效应，无建筑物阻挡冷空气，长水机场属于冷空气的入口，当大面积的冷空气从东北方向缓慢而来，越过机场北部的高点，冷空气爬升，在半山腰会出现雾天。同时由于东北方向气流相对于机场较低，机场易受上升气流影响，或是低云移动到机场接地而形成雾。

9 结论

昆明准静止锋是产生这次大雾的主要原因，本文分析了2015年12月29日16时—31日03时的大雾天气，分析了整個大雾过程中的基本特征，得到以下结论：

（1）此次大雾过程的环流形势为：大雾发生前，亚洲上空整体为平直的西风气流，天气形势稳定，有利于维持将要出现的大雾天气;大雾过程中，东亚大槽缓慢东移并不断加深，气流变弱;大雾过程后，西风气流转变为西北气流，破坏了原来的形势结构，准静止锋迅速减弱，有利于大雾天气的消散。

（2）大雾发生期间，长水机场为东北风，风速在2～5m/s之间。风向转为西南风，风速加大到6m/s以上，有利于能见度的好转。

（3）大雾持续期间温度较低，多在4℃以下，相对湿度较大，为100%。

（4）大雾前一日的降水有利于为大雾的形成提供充沛的水汽条件。

（5）大雾发生时，在800hPa附近会存在一个锋面逆温层，形成一种极其稳定的空气层，阻碍着空气的对流运动，有利于雾的形成，降低了能见度。

参考文献：

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资助项目：中国民航大学大学生创新创业训练计划项目（IEXCAUC2019012）