三亚凤凰机场2020年9月18日台风“红霞”天气过程观测质量分析

高敬悦

摘要：本文利用三亚凤凰机场2020年9月18日当天17时-16时（文中所述时次均为协调世界时）的风向风速、温度、相对湿度、场面气压、以及能见度的AWOS数据与人工观测数据的对比来进行台风“红霞”天气过程中出现的雷暴、大风和强降水的观测质量分析，从而能够了解到在此类天气保障中的工作難点以及不足之处，进而从中汲取相关经验和方法，使得气象观测员的技能水平以及保障服务质量得到提升。

关键词：AWOS;人工观测;观测质量

引言

三亚凤凰机场地处于低纬地区南海的海岸边，受热带气旋的影响次数较多，全年平均为5-6次，最多可达11次。9-10月由于副高中心位置北抬，本机场处于副高南侧或西南侧的偏东气流中，此时热带天气系统仍很活跃，易出现对流性天气，甚至产生大风和强降水天气[1]。台风“红霞”发生于秋季的9月，由于受到其外围云系的影响本机场出现了复杂的天气过程，对航班影响明显。本文将结合AWOS数据与人工观测数据进行对比分析来复盘观测员的观测工作，从而了解到此类天气过程中的工作难点和需要进一步改进的地方，为后续应对该类天气过程的观测保障工作提供相应的经验和参考。

1 天气过程简述

2020年9月18日，三亚凤凰机场受到台风“红霞”外围云系的影响，三亚终端内有长时间大范围系统性对流天气，本机场出现了雷暴、大风和强降水的天气过程。当日上空的降水云系使得本机场长时间持续着小到中或大雨的天气状态，并伴随短时大风和短时强雷雨。当日共有四段降水过程达到中等强度以上的降雨相继出现，但是持续时间较短，最长持续时间为37分钟，其中23：09-23：59时段出现一次雷雨天气过程。19：41-22：58时段出现了三段大风天气过程。日累计降水量达80.2mm;积雨云云量变化较小均为0-1个量;能见度在四段中等强度以上降水过程出现明显的骤升骤降，甚至在早晨发生的雷雨过程中低至700米，同时阵雨的强度、风以及温度的起伏变化较为波动，甚至出现雷雨、雨势较弱以及大阵雨等转折天气。当日值班观测员共发布10份特殊报，通报管制用户达30余次之多，由此可见受到台风外围云系的影响时所出现的天气过程是恶劣复杂又存在多变性。

2 AWOS数据与人工观测数据对比分析

受到台风“红霞”外围云系影响的天气过程中各气象要素多变，纪要栏的演变记录主要集中于雷暴、大风和强降水上，现根据《民用航空气象地面观测规范》特殊报发报标准以及气象台与管制部共同拟定的工作协议，结合天气过程中涉及的AWOS数据及人工观测数据，针对风向风速、能见度、温度、相对湿度、场面气压以及降水量等气象要素进行对比分析。

2.1 雷暴天气分析

本机场当日正处于台风“红霞”外围云系，造成本次雷暴的主要天气形势是热带气旋外围雷暴。

在雷暴来临前后以及过境时，各个气象要素都会发生剧烈变化。对凤凰机场2020年9月18日22：30-00：30期间瞬时观测资料进行分析，其中对风向风速、相对湿度、温度和场面气压的观测资料的分析结果见图1-3，结合当日气象观测薄纪要栏内雷暴的演变记录内容：TS23：09SE-23：14E-23：19S-23：25SW-23：28W-23：59W

通过AWOS风向风速资料的分析（图1）可见，雷暴来临前风向变化平缓且较小，风速相对较小且有减弱的趋势;雷暴发生时风向变化较大且会出现明显的转折，风速也相对较大高达15m/s，常常称此为雷暴大风;雷暴发生一段时间濒临消失后风向又趋于平缓，风速又逐渐减弱。

根据图2AWOS相对湿度变化资料可见，雷暴未来临时相对湿度较小，随着雷暴云团的逐渐逼近随之而来的暖湿气流使得湿度开始上升，到雷暴发生期间相对湿度一直维持在98%-99%之间。而在雷暴消失后相对湿度存在一个恢复期，而后才开始逐渐下降回弹。

由图3AWOS场面气压和温度变化资料可见，雷暴来临前天气闷热气温高，当雷暴云团逼近时伴随而来的冷空气使得温度骤然降低以及场面气压升高;而后在雷暴发生时，能量的聚集使温度又开始升高，场面气压突降，没多久又突然骤升呈现递增状态，这种气压突变形势就是所谓的雷暴高压，一次连续的雷暴过程每次所产生的场压增加幅度并不大。

通过对处于台风“红霞”外围云系影响下产生的雷暴天气过程中这几个气象要素AWOS数据的分析，可以得出它们在不同时段的变化情况与本机场受到秋季热带气旋外围雷暴影响的天气过程特征非常吻合。

2.2 大风天气分析

根据图4 9月18日AWOS瞬时风速日变化资料，以及大风的定义：大风是瞬间风速≥17m/s的风。图中红线标注处为达到大风的标准线。由图中可以得出达到大风标准的天气过程有三段，其大致分布的时段在19：40-23：00之间，最大风速达到20m/s。结合当日气象观测薄纪要栏内大风的演变记录内容如下：

GA19：41-19：53 19（19：44）60  20：59-21：09 20（20：59）80  22：48-22：58 19（22：48）80

由此可见纪要栏记录的演变内容与AWOS数据一致。

根据气象观测通报记录本的记录内容以及气象台与管制部共同拟定的工作协议，值班观测员在20：11通报飞行服务室本场进入八级风圈，20：12向塔台通报风速大于15m/s，由于夜间值班的疲劳困顿，值班员在大风的通报工作中稍有偏差，没做到及时性，但这也因此能够反映出复杂天气保障工作在夜间的难处。

2.3 能见度分析

根据图5 9月18日AWOS能见度10分钟平均值变化资料，结合当日气象观测薄纪要栏内阵雨的演变记录内容如下：

SHRA（2800）22：55-（2000）23：01-+SHRA（1400）23：09-（700）23：16-（1200）23：28-

-SHRA（4000）23：32-00：35

-SHRA00：54-SHRA01：21--SHRA01：26-SHRA01：36-（2500）01：40--SHRA（5000）01：43-02：18

？02：29-SHRA（2500）02：38-（2800）02：43-（2500）02：55-（1500）02：57-（1800）02：59-

（2500）03：00--SHRA（4000）03：02-03：12

08：48-SHRA（2000）09：05--SHRA（7000）09：15-09：50

图5中红线标注处为本机场主导能见度特殊天气报告发布标准值3000m，同时也是地面观测薄纪要栏内主导能见度演变记录的标准值。由图中可以看出临近23：00-23：30与02：00-03：00时段主导能见度是低于3000米，其中23时16分能见度为最低值700m，与纪要栏①和③的记录内容非常的一致，由此能够呈现出观测员的技能水平是过硬的;在01：00-02：00时段纪要栏②只记录在01：40能见度为2500m;在09：00-10：00时段纪要栏④记录在09：05能见度为2000m。②④段记录的能见度演变与AWOS数据略有偏差，反映出在复杂天气保障工作时由于天气变化多端易出现疏漏点。

2.4 降水量分析

根据《民用航空氣象地面观测规范》里关于降雨强度的定量标准：降雨强度≤2.5mm/h为小雨，降雨强度在2.6-8.0mm/h为中雨，降雨强度≥8.1mm/h为大雨[2]。图6中绿色线代表达到中雨降水标准，红色线代表达到大雨降水标准。结合当日观测员发布的气象报文所示，中阵雨降水报文的时次为01时23分和41分、02时38分、03时与09时10分，对比图6可以所见02时、03时与10时为达到中雨的降水量;大阵雨降水报文的时次为23时09分和16分，对比图6可看出00时是达到大雨的降水量;不足之处是04时的中阵雨在气象报文中没有相应的呈现，偏差之处也正是反映出在复杂天气保障工作时观测员没有很好的利用自观设备界面显示的AWOS数据作为参考。

3 观测过程

当日值班观测员交接班完毕后，询问预报值班员台风“红霞”目前动向以及后续动态，得知本场将会受到其外围云系的影响，后续会出现雷暴、大风、强降水等恶劣天气，观测员便做好万全准备来应对复杂天气的保障工作。在值班期间实时跟踪其移动路线以及发展动态，多加查看卫星云图以及雷达回波，严密监控自动观测设备各个气象要素的变化情况，同时增加户外观测实况天气的次数。

夜间17时本场已经是气压值为1000hPa的低气压状况;17时21分本场下起了小阵雨，18时阵风已达到12m/s，气压开始低于1000hPa;19：41-19：53时段出现了一段大风天气，其最大风速为19m/s，对应的风向为60度;20：59-21：09时段又有一段大风天气，其最大风速为20m/s，对应的风向为80度;21时整点实况为小雨，风速为12m/s，阵风达到20m/s，至22时35分本场下了三段时长20-30分钟的弱降水;22：48-22：58时段又出现大风天气，其最大风速为19m/s，对应的风向为80度;22时19分，本机场南面有带状对流云团的强度加强且向西北方向移动;22时55分，对流云团覆盖本场，出现中阵雨天气，23时整点实况：中阵雨，能见度为2800米，云况为：3个450m碎雨云量，0个800m积雨云量，7个1200m层积云量;23时09分，覆盖本场的对流云团上岸，下垫面改变后加强，中阵雨加强至大阵雨，东南面闻雷，本场出现强雷雨天气，积雨云量增加至1个，能见度下降至1400米，观测员立即发布特殊报并电话通报管制用户天气实况;然而7分钟后能见度变差低至700米，但只持续了12分钟随后能见度便有所好转至1200米，23时32分，对流逐渐远离本场，雨势减弱，本场实况转为弱雷雨，能见度上升至4000米;23时59分西面响起最后一声雷，十分钟后，观测员发布了雷暴解除的特殊报并电话通报管制用户天气实况。至00时35分降水停止，持续1小时40分钟的强对流天气暂时告一段落。

前一波强对流天气才结束不到20分钟，00时54分，机场南面和东南面的块状回波强度加强且向西北方向移动。01时21分对流云团覆盖本场，机场出现中阵雨天气，有0个800m积雨云量，能见度3500米，观测员即刻发布特殊报并电话通报管制用户天气实况;01时40分能见度下降至2500米，三分钟后雨况转为小阵雨且能见度上升为5000米，02时18分降雨停止;停歇时间极短，02时29分本场南面对流云团继续向北移动，02时38分本机场由再次出现中阵雨天气，有1个800m积雨云量，能见度2500米，观测员即刻发布特殊报并电话通报管制用户天气实况;03时02分转为小阵雨且能见度转好为4000米，03时12分降雨停止;除了09：05-09：15时段本场出现了仅持续10分钟的中阵雨天气，03时43分直至15时31分本场间歇性出现多段短时的弱降水天气。

4 总结

本文概述了本机场在受到台风外围云系影响时整日的观测保障工作情况。因观测员提前做好的多方面充足准备以及与预报值班员的协调配合，按照科室相关的复杂天气保障流程及时准确的发布了相关气象报文，提供了较完善的天气通报服务，做好了各项记录工作，较好的完成了观测保障工作。

同时，本次保障工作也存在一些不足之处，由于雷暴、大风、强降水等复杂天气相继出现于午夜凌晨至早上时段，且各个天气过程发生时间相对较长、强度变化快、气象要素变化多端，加上夜间值班的疲劳困顿，需要通报和记录的气象要素比较多，值班观测员在大风的通报工作中稍有偏差，没做到及时性，能见度的演变和降水程度的定量与AWOS数据略有偏差，存在疏漏点。间接的反映出复杂天气保障工作的难处，特别是在夜间困难程度加倍。发现的问题难处我们更应该直面应对。在今后的复杂天气保障工作中，应多加利用其他辅助备用设备，有大风天气即将来临时多加调取查看自观设备后台记录的AWOS数据，有低能见度强降水的天气时多加参考自观设备界面显示的气象要素值。努力克服外在困难，不断积累观测经验，提高工作技能水平，才能够及时准确、精准无差错地完成各类复杂天气的观测保障工作，助力空管的飞行安全提供更加完善的气象服务。

参考文献：

[1]民航三亚空管站.三亚凤凰国际机场航空气候志[G].三亚：民航三亚空管站，2020.

[2]民用航空气象地面观测规范，2012.

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