晋江机场低云天气统计分析

肖晓娟

(泉州晋江国际机场 福建 晋江 362200)

低云是影响航空器飞行的重要气象要素之一，低云和雾多相伴出现，且具有明显的转化过程，如辐射雾一般发生在云层刚散开期间，且雾逐步抬升为云，并持续消散[1]。低于机场起降标准的低云对飞机的起飞和着陆有重要影响，通常低云量大且云高较低时，由于低云中的液态含水量大，云滴浓度高，使云中能见度恶劣，易造成飞行员目视不清产生误判，尤其是降落时飞行员穿过云层时可能距离地面高度很低，从而来不及对准跑道造成事故的发生。目前，对于仅有激光云高仪观测到云的样本，在无降水时探测能力最好，而低层高湿或有雾的条件下，结果误差较大[2]。云高仪地基观测和卫星观测相结合可以获得较准确的云探测[3]，人工地面观测则通过目视结合参考仪器探测数据对云高和云量进行进一步的判断和分析。通过晋江机场气象地面观测月总簿和气象地面观测年总簿资料，对低云的日变化和年变化进行了统计分析，以探求低云日变化于年变化的气候规律，为日常低云的预报工作提供参考，以提高预报低云的水平和能力。

1 机场简介及资料介绍

泉州晋江国际机场地处福建东南沿海，与台湾隔海相望，西侧、北侧均为丘陵地带，水汽充沛，属于典型的亚热带海洋性季风气候。据统计，机场累年平均总云量达到4.0 个量，累年平均低云量为3.6 个量。由于福建北侧有武夷山脉，中间有闽中戴云山脉，且两大山脉均为东北—西南走向，大致与海岸线平行，台湾中央山脉位于泉州晋江以东，呈北东北—南西南走向，因此两大山脉与台湾山脉构成一个巨大的东北—西南走向的“狭管”，对晋江的盛行风向、风速影响很大[4]，风场的地方性特征也会影响水汽的输送，而局地水汽通量输送在影响低云云量的变化中起着至关重要的作用[5]。季风与太阳辐射均会对低云的时空分布产生影响[6]。中国地区总云量呈东高西低、南高北低，夏高冬低的分布特征[7]，而晋江机场特殊的地理位置使机场具有独特的地方性气候特点。

资料统计数据均来源于机场气象台观测室累积的2000—2020 年共21 年的民用航空气象地面观测月总簿和民用航空气象地面观测年总簿资料，且仅对其中云的观测资料进行了统计分析。需要说明的是，图片与描述均采用的是协调世界时（UTC），且民用航空气象地面观测规范规定云量是指云遮蔽天空视野的分数，采用八分量制，即把天空分成八等份，天空被云遮蔽了几分，云量就是八分之几，下文中出现的BKN 和OVC分别为多云（云量为5/8～7/8）和阴天（云量为8/8），由于BKN以上量级低云对飞行起飞着陆影响较大，故一般选取BKN以上量级低云进行统计分析。

2 BKN以上量级低云出现频率的日变化

机场历年各时次BKN 以上量级低云出现的频率如图1 所示，从图中可以看出BKN 量级、OVC 量级和（BKN+OVC）量级低云出现频率日变化十分明显，全日于日出前后22时至次日24时低云出现频率最高，夜间18～20时出现频率最低。图中（BKN+OVC）量级低云为BKN量级低云和OVC量级低云出现频率的叠加，更能体现出BKN 量级以上低云出现频率整体的日变化特征，其日变化要明显大于BKN量级和OVC量级低云单独出现频率的日变化。综上所述，BKN 以上各量级低云出现频率日变化趋势趋于一致，且均表现为日出前后与上午出现频率最多，夜间降至最少的特点。

图1 累年逐时BKN以上各量级低云出现的频率

3 累年各季（BKN+OVC）量级低云频率日变化

通过对春夏秋冬各季节（BKN+OVC）量级低云出现频率进行统计分析，各季节日变化如图2所示。

图2 累年各季逐时（BKN+OVC）量级低云频率

春季（BKN+OVC）量级低云在各时刻的出现频率均大于其他季节，其日变化表现为20 时过后，低云量出现频率突然增大并逐渐递增，并于22时达到日最高值，为66%。22 时后逐渐降低，07 时频率达到相对低值，为47%，07时后频率逐渐增加，13时频率达到相对高值，为57%。之后低云量出现频率逐渐降低，并于19时达到全天最低值30%。

冬季（BKN+OVC）量级低云在各时刻的出现频率均小于冬季，大于夏季、秋季，其日变化和春季基本相同，日出前后与上午出现频率较大，22 时到01 时频率最大为51%～55%，午后频率逐渐减小，07 时达到相对低值39%，07 时之后频率又逐渐增大，于13 时达到相对高值，为46%。13 时之后频率又逐渐减小，于18 到19时达到全天最小值28%。

秋季（BKN+OVC）量级低云在各时刻的出现频率均小于其他季节。其日变化与冬季和春季基本相同，日出前后与上午出现频率较大，22时到凌晨05时频率最大为33%～36%，午后频率逐渐减小，08—09 时达到相对低值25%，09 时之后频率略有增大，10—15 时频率为27%到28%。15时之后频率逐渐减小，于19—21时达到全天最小值17%。

夏季（BKN+OVC）量级低云在各时刻的出现频率均小于冬季、春季，大于秋季，其日变化和其他季节基本相同，日出前后与上午出现频率较大，21 时至次日04 时出现频率较大，其频率值均大于41%，24 时频率最大为48%，午后频率逐渐减小，08 时达到相对低值33%，08 时之后频率又逐渐增大，于13 时达到相对高值，为39%。13 时之后频率又逐渐减小，于20 时达到全天最小值22%。

综上所述，无论是全年还是各个季节，机场低云日变化都呈现日出前后及上午出现频率最多，夜间降至最少的特点，由于日出前后气温降至最低，空气所能容纳的水汽达到最大限度，水汽凝结，就容易形成低云。而四季中，春季（BKN+OVC）量级低云出现频率最高，各时次均明显大于其他三季；秋季出现频率最低，各时次均明显小于其他三季，冬季和夏季出现频率居中，且冬季出现频率高于夏季。

4 低云量与总云量的年变化

机场总云量的分布随季节变化有显著差异，通过对累年各月平均总云量和平均低云量进行统计分析：如图3所示，可计算得出春季的总云量最多，季平均总云量为4.6 个量；秋季的总云量最少，秋季平均总云量为3.5个量；夏季、冬季居中，季平均总云量分别为4.4个量和3.9个量。从图3可看出，全年各月中，2—6月为总云量峰值区，区内各月变化较小，其中5月总云量全年最多，月平均总云量为4.9个量；7月总云量迅速降低，10月为总云量最少的月份，月平均总云量为3.1个量。

图3 累年各月平均总云量和平均低云量

低云量的分布也有明显的季节差异。如图3 所示，可计算得出低云量春季最多，季平均低云量为4.0个量；秋季最少，季平均低云量为2.5 个量；夏、冬两季居中，季平均低云量为3.2 个量和3.3 个量。低云量逐月变化趋势与总云量变化趋势一致。2月低云量全年最多，为4.3 个量，2 月以后低云量逐渐减少，7 月低云量达到最低值，云量仅为2.2 个量，7 月后低云量逐渐增加。从图3还可以看出，10月至翌年2月，总云量与低云量两条曲线平行且接近，说明冬季低云量相对比重较大。而3月开始，两条曲线开始发散，说明从春季开始，中高云所占比重逐渐增多。

综上所述，由于机场春末夏初受华南切变线影响，与地面锋面系统配合，冷暖空气交汇，多有降水云系生成，因此春季的总云量最多，季平均总云量为4.6个量，特别是5 月总云量全年最多，月平均总云量为4.9 个量；夏秋季副热带高压系统强盛，夏季午后多副高边缘不稳定云系生成，秋季则副高稳定盘踞，晴朗少云，多中高云系生成，故秋季的总云量最少，季平均总云量为3.5个量，季平均低云量为2.5个量；同时夏秋季多为西太平洋台风活动的季节，当台风靠近时，台风外围云系明显；冬季西风槽活动明显，冷空气不断补充南下，多为稳定的层状云生成。

5 BKN以上各量级低云出现频率的年变化

累年各月各量级低云出现的频率如图4 所示，OVC 量级低云出现频率2 月最高，达到35%；2 月后逐渐降低，7 月达到最低值，频率仅为5%；7 月之后到次年2 月，频率值逐渐增加。全年中BKN 量级低云出现的频率11 月最高为24%，而7 月频率最低为15%。机场出现（BKN+OVC）量级低云的频率值逐月变化趋势与OVC 量级低云频率、低云量的逐月变化基本相同。低云出现频率6—12 月BKN 量级大于OVC 量级，其余各月OVC量级大于BKN量级。

图4 累年各月各量级低云出现的频率

综上所述，机场无论是低云量还是OVC 量级低云、（BKN+OVC）量级低云都是春季出现频率最多，夏季、冬季居中，秋季最少。机场春季低云量出现最多是由于春季开始西南暖湿气流加强，当较强冷空气南下遇到暖湿气流时，湿润的暖空气被抬升，并成云致雨，因此春季低云对飞行影响最大。秋季则副热带高压南撤，南方暖湿气流减弱，大陆上气压由低值系统向高值系统转变，而高空副热带高压的南撤往往缓于地面高值系统南移，所以往往使高低空同受高气压控制，使整个大气皆表现为下沉运动，故秋季低云量最少，对飞行影响也最小。

6 低云云高的日变化

云高低于450 m 时对飞机起飞和着陆影响较大，通过对累年春夏秋冬四季各对次出现云高低于450 m的频率进行统计分析，如图5所示，春季云高低于450 m低云出现频率较其他三季最高，日变化为午后出现频率最低，夜间14—15时出现频率最高。夏季日变化不明显，午后及23—24 时低云出现频率最低。秋季、冬季低云出现频率都较低，冬季频率略高于秋季，16—24时频率较低，近似为0%。秋季除01 时低云频率为1%外，其余时次低云频率均近似为0%。

图5 累年各季逐时云高低于450 m的频率

7 低云云高的年变化

通过对累年各月的平均低云的云底高度进行计算，如图6 所示，机场累年平均低云云高为572.1 m，全年各月中，10 月云高为全年最高值，平均为704.9 m；6月云高最低，为530.4 m。根据计算，四季平均低云云高秋季最高，平均为669.6 m，冬季次之，平均低云云高为641.0 m，夏季平均云高为576.3 m，春季平均低云云高最低，低云平均云高为575.6 m。

图6 累年各月平均低云云底高度

8 结论

（1）BKN 以上量级低云出现频率日变化均表现为日出前后及上午出现频率最多，夜间降至最少的特点。

（2）四季中，春季（BKN+OVC）量级低云出现频率最高，秋季出现频率最低，冬季和夏季出现频率居中，且冬季出现频率高于夏季。

（3）机场总云量的分布随季节变化有显著差异，春季的总云量最多，秋季的总云量最少。

（4）低云量为春季最多，季平均低云量为4.0个量；秋季最少，季平均低云量为2.5个量；夏、冬两季居中。

（5）无论是低云量还是OVC量级低云、（BKN+OVC）量级低云都为春季出现的频率最多，夏季、冬季居中，秋季最少。

（6）春季云高低于450 m 低云出现频率较其他三季最高，秋季、冬季低云出现频率都较低。

（7）四季中，平均低云云高秋季最高，为669.6 m，春季平均低云云高最低，低云平均云高为575.6 m。