绵阳机场一次非典型阵风过程分析

【摘 要】绵阳机场受训练飞行和小机型的影响，对地面风的预报要求较高。2019年7月17日下午出现了8米以上阵风天气过程，此过程为一次弱气压梯度情况下的非典型案例，预报难度较大，易出现漏报，威胁飞行安全。因此，本文利用NCEP/FNL 1°×1°间隔6 h再分析资料和NCDC数据库中国地面站的气象资料，对此过程进行分析。结果表明：此次过程主要是由于动量下传和温度梯度所引起的。

【关键词】阵风;动量下传;温度梯度

引言

绵阳机场是一个合用机场，它集航班运行和飞行训练为一体。由于飞行训练中所使用的初、中教机的抗风性能较低以及学员在起落过程中技术和心态的不成熟，就要求预报员对地面风的预报准确性和精确性更高[1]。通常，绵阳地区的大风多是北方冷空气入侵的系统性过程，较强的地面气压梯度作为判定风速的关键指标，此类大风的特征较为明显，预报准确率高[2]。而2019年7月17日，本场下午发生了非上述典型形势下的8m/s以上阵风过程，地面气压梯度弱，预报有一定难度。漏报会对训练飞行带来一定的不安全风险。因此，对这次弱梯度的非典型形势下的8m/s阵风天气成因进行总结与分析，有利于提升预报准确率，对保障训练飞行安全有现实意义。

1阵风实况

2019年7月17日绵阳机场下午出现了8m/s以上阵风。本场上午10点前平均地面风小于或等于1m/s。11点至13点逐渐加大（平均地面风2至3m/s），而14点至17点平均地面风风向70～110°，风速为4m/s，且多次出现阵风8m/s的情况（14时25分阵风8.0m/s;14时30分阵风7.8m/s;16时07分阵风8.3m/s）。20点以后地面风才减弱到平均1～2m/s。

2天气形势

为了探究17日下午的阵风过程，利用17日08时和20时的500、700和850hPa天气图（图1）对17日白天的天气形势做分析。500hPa上，我国中高纬度地区为两槽一脊型，且在17日稳定少动。副热带高压覆盖我国华南大部分地区，其南侧受台风挤压。本场主要受川西高原上的东移小槽影响，由西南气流转偏西气流控制。700hPa上，08时我国东北至青藏高原有一条东北—西南向切变线，而至20时该切变分裂为我国东北和青藏高原上空的两个独立的气旋式辐合区。并且，高原上还出现了闭合低压区，低值系统有显著加强。本场在08时主要受南支槽前的西南气流控制，到了20时逐渐转为低压前侧的东南气流控制。850hPa的形势场与700hPa上类似，但其温度平流更为明显。20时的850hPa上，在四川地区东西两侧的温度梯度加大，东侧有偏东的冷空气回流。因此，在高空形势场上可以看出17日白天发生了低层冷空气回流的情况。

再利用中国地面站的气象资料对本场周边区域的地面气压场进行分析，见图2。可以发现，总体来看17日白天四川盆地东南部的气压最低，而秦岭东北侧站点的气压最高，且无明显天气过程，各地气压值以日变化为主。根据地转风平衡原理，当纬度相差不大时，等压线越密集，风速越大[3]。由于此过程是偏东风，所以本场东侧站点（57306）与本场间的气压梯度应尤为重要。但发现，两站间的气压梯度在14是和17时确有增加，分别为1.0hPa和0.9hPa，但据长期工作经验来看，1.0hPa左右的气压差是很难引起8m/s的阵风的。因此，除了气压梯度肯定还有引起此阵风过程的其他原因。

3成因分析

下面将从变压风、动量下传和温度梯度三方面对阵风成因进行分析。

3.1变压风

由变高梯度或变压梯度表示的地转偏差，通常称为变压风。地面天气图上分析3小时变压，可定性判断变压风的强弱[4]。且正变压中心数值越大，则大风出现的可能性及强度也越大。变压风垂直于等变压线，指向变压代数值小的地方。现分析17日白天四川盆地及其周边区域的3小时变压情况（图3），发现：11时，盆地内东侧为正变压，西侧为负变压，东西两侧变压梯度存在，且变压风为偏东风，这与实况中11时地面风有小幅增加有一定的关联。14时盆地内均为负变压，且变压梯度明显减小。17时盆地内同样维持负变压，且本场与其东侧站点的变压梯度出现反转，变压风为偏西风。20时盆地内虽变为正变压，但变压梯度指向东侧，且较17时有显著加大。对比发现，17日下午的阵风过程与变压风的情况的匹配度较差。因此，变压风不是此次阵风过程产生的主要原因之一。

3.2动量下传

分析绵阳站（56196）上空风场的时间垂直剖面图（图4）可知：17日白天850hPa及其以下均为东北气流控制。17日14时850hPa上风速有所加大，且925hPa（海拔约800米）上出现负垂直速度中心，可达-3m/s;且在更低层次中的下沉气流也更为明显，说明此时动量下传已经发生。到了20时，925hPa及其以下高度层上的气流基本转为偏东气流，风速的垂直分量为-1～0m/s，动量下传基本结束。因此，动量下传作用时本次地面风速加大的原因之一。

3.3温度梯度

分析17日白天四川盆地及其周边区域的地面气温状况（图5），发现：盆地东北侧的山区受海拔影响温度较低，而盆地内中东部的气温总体要低于其西部。由实况可知当日本场及其周边区域地面上主要是受偏东北气流影响，因此是有冷区吹向暖区的风，即有冷平流。选取对本场影响较大的57306站点与本场计算温度梯度，得到11时为-2.6，14时为-4.7，17时为-4.3，20时为-1.6。说明在14时和17时本场与其东侧站点的温度梯度较大，冷平流较强。因此，温度梯度也是导致阵风产生的原因之一。

再由图5可知，17日盆地中东部的升温幅度较小，西部升温幅度较大。从卫星云图上看（图略），上午开始影响整个四川盆地的云团从西侧开始消散并逐渐向东移动，所以本场天空状况从11时以后开始逐渐转好，而东侧的地区下午依旧是阴天。盆地东西侧天空状况的不同，造成了本场与其东侧区域的温度梯度变大。

4结论

（1）绵阳机场此次阵风过程的地面气压梯度没有明显指示，由高空形势场的分析可看作是一次低层冷空气回流过程，风速的增加主要是由动量下传和温度梯度所引起的。

（2）变压风不是此次阵风过程产生的原因之一。

参考文献：

[1]杜科.绵阳机场地面风的特征及大风天气特点[J].中国科技纵横，2017，000（013）：230-231.

[2]何风鸣，朱光祚. 绵阳地区大风的分析预报[J]. 气象，1982（12）：8-10.

[3]刘卓，刘仁亮. 一次大风天气过程分析总结[J]. 农技服务，2016，33（14）：106-106.

[4]张莹，丘文先，赵燕华，等. 一次弱气压梯度下大風天气过程分析[C]// 中国气象学会年会. 2013.

基金项目：

中国民航飞行学院青年科学基金项目（Q2020-166）

作者简介：

魏婉琳，女，助理工程师，主要从事短临天气预报工作。

（作者单位：中国民航飞行学院绵阳分院气象台）