福州长乐国际机场大风天气特征分析

张智超 程 巍

(中国民用航空华东地区空中交通管理局福建分局，福建 福州 350129)

0 引言

近年来，随着民航事业的快速发展，飞行安全与航班正常化越来越被人们所关注。风是航空飞行的重要指标，在飞机起降过程中，风向、风速作为重要参数，由空中交通管制部门提供给机组人员[1]。大风主要影响飞机的起飞降落，危及停场飞机的安全，损坏地面设施，尤其是雷暴引起的大风及由此产生的低空风切变，直接影响飞机的起飞与着陆[2]。此外，大风造成进离场飞机颠簸，对飞行安全造成影响[3]。陈猛对昆明机场大风特征及对飞行的影响进行了研究，指出当风向与跑道方向有交角且风沿垂直于跑道方向的分量较大时，飞机起降会变得较为复杂。在侧风中着陆时必须恰当地修正偏流，否则易造成飞机冲出跑道或场外接地，飞机在强侧风条件下接地，可能导致轮胎破裂、起落架折断等严重事故[4]。丁江钰等分析福州长乐国际机场雷暴及风切变天气特征，指出福州长乐国际机场伴有风切变的雷暴天气主要有4种环流类型，分别是南支槽型、华北槽型、副高控制型和热带气旋型[5]。由上可知，大风是影响航空安全的重要灾害性天气，做好大风天气的安全保障是航空气象业务的重要工作内容。

1 资料来源与方法

依照《民用航空气象地面观测规范》的规定，大风是指观测时距内瞬时风速≥17.0m/s的风。1日中只要出现大风天气，记为1个大风日，跨日界的大风过程，次日同样也记为大风日[1]。本文使用的资料为福州长乐国际机场1998—2019年的机场跑道自动观测系统(AWOS)数据，地面风资料风向分辨率为1°，风速分辨率为0.1m/s，时间分辨率为3s。本文把原始资料平均成每分钟的数据，并采用统计学方法对福州长乐国际机场大风天气的年际变化特点、月季变化特点、日变化特点等进行分析。本文所提到的时间均为协调世界时(UTC)。

2 福州长乐国际机场概况

福州长乐国际机场处于福州市中心东南方向约39km的沿海位置，机场IATA代码为FOC。福州长乐国际机场三面环海，距海岸线1.3km，东、南濒临东海(台湾海峡西岸)。机场半径5km之内无高山，多为沿海丘陵，地势较为平坦，再向西、西南、西北延伸，群山环抱，河流纵横，地势较为复杂[6]。

福州长乐国际机场属亚热带海洋性气候，机场三面环海，海陆热力性质差异显著。受季风和海陆风的共同影响，除夏季盛行南风外，其他月份盛行东北风[7]。

福州长乐国际机场风的特点有：①平均风速大，年平均风速4.5m/s；大风日数多，年平均大风日数20.9天。②夏半年盛行西南季风，冬半年盛行东北季风，海陆风效应明显，白天风速明显大于夜间。夜间盛行西北风，昼间盛行偏东风，风向常于上午10时左右转向偏东风，夜间20时左右转向西北风[8]。

3 福州长乐国际机场大风日的气候特征

3.1 福州长乐国际机场大风日数的年际变化特点

1998—2019年间福州长乐国际机场年累计大风日平均为20.9天，大风出现的日数较多，且年际变化较大，见图1。年最多大风日数为35天(1999年)，年最少日数为9天(2019年)，年最多日数是最少日数的近4倍。福州长乐国际机场全年都可能出现大风，近年来大风日数有减少趋势。机场大风比福州市区多，主要是机场地处海边，海洋面上风比陆地大，机场极端最大瞬间风速为38m/s(分别发生在2001年6月24日、2015年8月8日)。

图1 福州长乐国际机场大风日年变化

3.2 福州长乐国际机场大风日的月季变化特点

图2为福州长乐国际机场大风日的月变化统计结果，从图2可以看出，福州长乐国际机场大风日的月变化非常明显，大风主要活动期为7～11月。全年各月中，10月份大风出现日数最多，平均为4.2天；其次是9月份，平均为3.4天；7月、11月平均出现日数均为2.5天，5月出现日数最少，仅为0.4天。月大风最多出现日数为11天(2001年9月)，大风最多出现日数最少的仅为2天(2004年6月)。连续出现大风日数为9天(2001年9月)。

图2 福州长乐国际机场大风日月变化

由福州长乐国际机场大风日季度变化的统计结果可知，春季大风出现日数最少，平均出现2.1天，占全年大风日的10.1%。春季冷暖空气势均力敌，交汇于武夷山脉至南岭一线，常形成武夷山静止锋，在武夷山脉附近南北摆动，造成机场天气不稳定，日变化大。低层切变线和低涡是造成春季机场强对流天气的主要系统，包括西风槽在东移过程中转变形成的切变线、东南沿海构成的暖式切变、西南涡东移或长江中下游地区降水产生的低涡东移。春季是雷雨大风出现最多的季节，特别是出现强雷雨时，有时会伴有雷雨大风，福州长乐国际机场最大雷雨大风风速达32m/s(2005年5月5日)。因此，在飞行保障中，要特别注意强雷雨天气。

夏季大风日少于秋季，多于其他季节，平均出现5.2天，占全年大风日的24.9%。福州长乐国际机场夏季主要受副热带高压控制，并受副热带高压南侧的东南信风影响。夏季近海热带气旋活动频繁，尤其在8月，副高中心脊线北跳到北纬30°～35°，受副高南侧偏东气流引导，台风沿副高南部边缘西进，影响福建地区。据1997—2019年资料统计，夏季台风在福建登陆29次，2次在近海转向或消失，1次纵穿台湾海峡而未登陆。热带气旋在福建沿海登陆时，给机场带来暴雨或大暴雨、短时低能见度、大风、低空风切变等危险天气，通常会造成大量航班延误，影响飞行正常。2001年6月24日凌晨，“飞燕”台风登陆时最大风速达38m/s；2015年8月8日台风“苏迪罗”登陆时中心附近最大风力13级(风速38m/s)，中心最低气压970hPa。大风和强降水导致大量航班延误、取消，对福州长乐国际机场的运行造成了重要影响。

秋季是全年大风出现最多的季节，平均出现10.1天，占全年大风日的48.3%。进入秋季，副热带高压强度明显减弱，西风带气流开始加强，南支急流开始生成，北方冷空气活动开始增多并加强，以扩散形式南下影响机场。同时，菲律宾附近洋面上热带气旋仍十分活跃。9月上、中旬，台风在副高的牵引下容易在福建沿海登陆。从9月下旬开始，热带气旋活动位置纬度偏低，北方冷空气与台风外围环流共同作用，福州长乐国际机场受其影响经常出现大风天气。据1997—2019年资料统计，秋季台风在福建登陆20次。秋季台风登陆后，若有北方冷空气的嵌入，容易在台风的东北部产生强雷暴和暴雨，严重影响飞行安全。2005年10月2日，在福建登陆的“龙王”台风与冷空气结合，登陆时最大大风风速达37m/s。

冬季大风平均出现3.5天，占全年大风日的16.7%。冬季北方冷锋活动频繁，从东路、中路、西路三条路径南下影响福州长乐国际机场。其中沿海岸线南下的东路路径较多，天气恶劣，常伴有大风、降温、低云及连续性降水，有时出现低空风切变，持续时间3～5天，有时达一周以上。冷空气从海上回流影响机场，造成风向突变，风速急增。冷锋过后，福州长乐国际机场连续数日吹东北风，平均风速达10 m/s以上，偏北大风可造成起降飞机颠簸，使驾驶员操作困难。冬季较强冷空气过境后，风速较大，最大大风风速22m/s(1999年2月27日)。

从大风的季节变化规律可知，夏、秋两季大风出现的日数比冬、春两季多，主要是由于福州长乐国际机场的特殊地理位置和季风的影响共同作用所致。机场东临大海，夏秋季节受台风及台风外围影响大，尤其当台风在福州以南(福州至晋江之间)沿海登陆，机场会出现东北大风。另外，秋季北方冷空气频频南下，与热带气旋外围环流共同作用，造成沿海气压梯度加大，出现东北大风。冬季，冷锋常于福州长乐国际机场北面过境，冷空气入海从海上回流影响机场，常出现风向突变、风速急增现象。

3.3 福州长乐国际机场大风的日变化特点

福州长乐国际机场出现大风的天气系统不同，大风的日变化情况也不同。中小尺度等强对流系统产生的局地大风主要集中在午后到上半夜(07～12)时，其特点是风向变化大，持续时间短，最长为40分钟，最短仅几秒钟。热带气旋产生的大风日变化不明显，大风出现的时间与热带风暴中心位置、中心强度及是否与其它天气系统配合有关。

4 产生大风的天气形势和对飞行的影响

福州长乐国际机场产生大风的主要天气系统有：台风、中小尺度天气系统、强冷空气或者冷台结合型，其中台风是本场产生大风天气最主要的天气系统。

4.1 台风

每年6月，台风开始影响福建沿海地区。台风在西太平洋生成后，一般有两种路径，一是在台湾岛东部沿太平洋北上，另一路径则是在台湾岛南部进入南海。向台湾海峡方向移动的台风距离福州长乐国际机场1000km左右时，机场就会出现6～10m/s的东北风；距离机场500km时，机场受台风风圈影响，平均风速可达11～16m/s，阵风达20～25m/s。台风在霞浦或连江登陆，机场瞬间最大风速能达到33m/s。台风登陆后进入闽北地区，机场仍可能出现偏南大风。

台风导致的大风出现频率较高，持续时间长，风速较大，瞬间极大风速可达40m/s。有时风向与跑道夹角大，使侧风超过飞行标准，因此对飞行影响最大。

4.2 中小尺度天气系统

中小尺度天气系统引起的大风与天气形势密切相关。春季冷锋或静止锋过境前，福州长乐国际机场有时会出现强回暖，特别是午后至上半夜过境的冷锋，冷锋过境前1～3小时，常产生强雷雨，当强对流系统达到MCC或飑线标准时会出现雷雨大风，雷雨大风的风向以西北方向为主，由于侧风角度大，对飞行有严重影响。据统计，1998—2019年间，福州长乐国际机场共出现29次雷雨大风，雷雨大风主要出现在4～9月，出现时间主要集中在下午07～12时，其特点是风向变化大，持续时间短。在飑线移过机场时，曾出现32m/s的雷暴大风。2005年10月2日，“龙王”台风登陆后，由于北风冷空气的侵入，机场出现强雷雨和雷暴大风，大风持续时间长达1小时23分钟，最大风速37m/s。

4.3 强冷空气或冷空气与热带气旋共同作用

秋季，北方冷空气频频南下，此时南海北部或菲律宾北部海域若有热带低值系统相配合，冷空气与热带气旋外围环流共同作用，造成沿海气压梯度加大，再加上台湾海峡的狭管效应，福州长乐国际机场常出现东北大风。冬季，强冷空气沿海岸线南下影响本场，沿海东北季风增强，机场常出现东北大风。这两种天气形势导致的大风风向稳定，与跑道夹角较小，极大风速很少超过25m/s，对飞行影响不大。

5 结论

①福州长乐国际机场大风活动期主要集中在7～11月，夏、秋两季大风日数占全年总日数的73.2%。

②福州长乐国际机场大风年际变化大，日变化不明显。

③福州长乐国际机场产生大风的主要天气系统是台风、中小尺度天气系统、强冷空气或冷台结合型。