康定机场2018—2022年降水特征分析

2024-12-31 00:00:00郑丽娟
农业灾害研究 2024年10期

摘 要:降水会对飞机性能、能见度、跑道性能等造成影响,故研究机场降水特征是航空气象工作的重要内容之一。根据康定机场2018—2022年基准观测点的地面观测资料,分析了康定机场近五年降水量的年变化特征、降水量的年际变化特征、年降水日数特征、月平均降水量与月平均雾出现日数关系。结果表明:(1)康定机场降水季节特征明显,夏季降水量和降水日数都明显大于秋冬季。(2)康定机场降水量的年变化大,年平均雨日年变化小。(3)康定机场干湿季节分明,主要是由于夏季受偏南季风控制,而冬季受西风带干冷空气控制。(4)康定机场的降水日数与降水量的年际变化趋势基本一致。(5)康定机场月平均降水量与月平均雾出现日数的变化趋势呈现高度一致性。(6)康定机场降水天气下,航空管制措施涉及机场道面情况监控、飞行安全判断、及时的信息传递与共享,紧急事件与救援准备等多个方面。这些措施共同确保了航空器在降水天气下的飞行安全。

关键词:康定机场;降水特征;年变化;雾

中图分类号:P426.6 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2024)10–0-03

在航空气象服务中,降水是一种严重影响飞机正常起降的天气现象,是航空气象员需要密切关注的天气现象之一。关于降水对飞机起降的影响,相关的学术论文非常丰富。黄颖华[1]分析了襄阳机场降水的季节变化、年际变化、月际变化及极值特征及其对飞行的影响,得出襄阳机场降水有明显的季节性特征,降水的年际变化较大,降水量和降水日数大的季节和年份受夏季西南季风的影响较大。张序等[2]分析了降水的基本概念、形成、分类和降水的主要天气系统,重点研究了降水伴随的低能见度、低空风切变、航空器积冰对飞行安全的影响,分析了飞行人员在各种状况发生的同时可能出现的错误操作,对降水伴随的危险进行总结并提出预防和改进的措施,并针对机场保障部门对降水的应对措施进行了分析说明。许杰[3]分析了降水给飞行带来的不利影响,提出了在降水天气条件下如何保证飞行安全的建议和措施。

降水对高原机场的起降有显著影响。第一,降水会影响飞机性能。当降水附着在飞机表面时,可能会导致飞机重量增加;雨水也可能会在机翼上形成水滴,改变机翼的形状,从而影响飞机的升力和稳定性;过冷水滴会造成积冰。这些因素都会对飞机的起降性能造成很大影响[4-5]。

第二,高原地区的空气稀薄、气压低,飞机的气动性能会减弱,影响飞机的操纵性和稳定性。降水会降低能见度,影响飞行员在起降时的视线。高原机场地形复杂,飞行员在能见度不良的情况下更容易出现操作失误,从而提高飞行风险[6-7]。

第三,降水还会降低跑道性能。在雨雪天气下,跑道上的积水、积雪会影响飞机的制动效果,这使得飞机在着陆时的速度控制变得更加困难,如果制动不及时或制动力矩不足,可能会导致飞机冲出跑道或者出现其他安全问题[8-9]。

因此,研究康定机场降水天气特征,可以帮助运输服务保障部门提前做好除冰雪工作,空中交通管制部门及时调整和优化飞行计划,提前做好应对措施,以提高机场运行安全性和效率[10]。

1 资料来源

所使用的资料为2018—2022年康定机场地面气象观测资料,具体为康定机场基准观测点逐日降水量和逐日天气现象,其中数据在航班期间为人工观测,其余时间为自动观测。选取的资料均经过了严格的质量控制和审查,具有较高的可信度,主要采用数理统计方法,从降水量的年变化、降水量的年际变化、年降水日数特征、月平均降水量与月平均雾出现日数变化情况等方面对康定机场降水量的变化规律进行了分析。

2 机场地理位置和气候特征

康定机场处于青藏高原东南部,坐落在甘孜藏族自治州首府康定西北的折多山山梁上的斯丁错,距离康定市区约38 km。机场东侧和南侧为折多山山脉,属侵蚀中高山地,地势陡峭,风化剥蚀强烈,山顶高度在4 300~5 000 m之间;西侧多为古夷平面,沟谷纵横其间,水系发达。山体呈平缓浑圆状,绵延起伏,机场周围的山峰总体走向多呈西北—东南向展布,地势东高西低,北缓南陡。康定机场属于典型的高原季风气候,日照充足,平均气温较低,气温日变化大,冬季长且寒冷,霜雪天气较多。由于海拔高,地形复杂,受地形影响的天气较多。在西风带的影响下,加上机场的高海拔,康定机场在冬季的大风日数较多。

3 机场降水特征

3.1 降水量的年变化特征

从图1可以看出,康定机场降水季节特征明显,降水主要集中在夏季,其中5—9月份占全年总降水量的85%以上,而春季和秋季的降水量相对较少,冬季最少,冬季降水量仅占全年总降水量的2%。此外,康定机场的降水量在月份之间的差异较大,最大降水量出现在7月,平均降水量为196.6 mm,而最小降水量出现在1月,仅为2.9 mm。这是由于夏季到来时,西南季风从印度洋带来大量水汽,而东南季风则从太平洋带来水汽,而康定机场位于青藏高原和四川盆地之间,地形崎岖,高山峡谷众多,使得夏季暖湿气流滞留,形成大量降水,因此夏季降水量明显增多,形成湿季。在冬季,情况则相反,受干燥的西风带控制,降水量较少,形成干季。此时,本机场的气候以干燥寒冷为主。由此可见,康定机场的干湿季节明显是夏季季风、地形等多种因素综合作用的结果。

图1" 2018—2022年各月降水量的分布

3.2 降水量的年际变化特征

从图2可以看出,康定机场近5年的降水量存在较大的波动,累计年平均降水量为906.9 mm,累年月平均降水量为75.6 mm。其中,2020、2021年的降水量相对较高,2019年的降水量最低,2018、2022年的降水量处于平均水平。年最大降水量出现在2020年,为

1 042.0 mm,同年7月月降水量为300.6 mm,是近5年月最大降水量,并创下了康定机场建站以来的月最大降水量;2019年的年降水量为650.1 mm,是近5年的最低水平。降水量的年际变化包含多方面的原因,如热源、环流变化等。

3.3 年降水日数特征

康定机场2018—2022年各年降水总日数较为接近,分别为165、168 、166、173和162 d,平均来看,这五年的降水日数为167 d,占全年总天数的46%,这意味着全年几乎有一半的日子都有降水。随着春季的到来,康定机场受西南季风的影响,降水日数开始逐渐增多,直到11月才显著减少,其中6月的降水日数最多,达到24 d,而12月的降水日数最少,只有2 d。从图3可以看出,降水日数分布相对集中,主要集中在每年的4—9月,累计达到124 d,约占累年年平均降水日数的73.8%。康定机场的降水日数与降水量的年际变化趋势基本一致,随着降水量的增加,降水频率也会发生相应的变化,可见康定机场的降水具有一定的规律性和可预测性,对气象预报和相关研究具有重要意义。

图2" 2018—2022年降水量的年际变化

图3" 2018—2022年各月平均降水日数的分布

3.4 月平均降水量与月平均雾出现日数之间的关系

雾是由大量的小水滴或小冰晶在一定的条件下浮游在近地面空气层中的一种自然现象,它的出现会导致能见度降低。此处的雾现象包括轻雾、浅雾、冻雾、碎雾和部分雾现象。康定机场降水后翌日清晨常常会起雾,这是由于降水带来了充足的水汽,又因地处高海拔,夜间辐射冷却作用较强,当夜晚来临时,地面温度迅速下降,形成逆温层。这种逆温现象导致近地面空气中的水汽迅速凝结,形成雾。当雾形成时,其中的水汽会逐渐凝结成小水滴或冰晶,又形成降水,因此康定机场经常会出现降水与雾相伴而生的现象。由图4可以看出,近5年康定机场月平均降水量与月平均雾出现日数的变化趋势呈现出高度一致性,进一步印证了康定机场的降水过程与雾现象之间存在密切的因果关系。这一发现对深入理解康定机场气候特点以及建立相关降水预测模型具有重要意义。

4 降水条件下的管制措施

为了应对降水天气对航空飞行的影响,空中交通管制部门采取了一系列全面且细致的管制措施。这些措施旨在确保飞行安全,减少事故风险,并最大限度地保障旅客和机组人员的生命财产安全。以下是主要的管制措施。

4.1 跑道检查与维护

当机场出现降水天气时,为了确保跑道能够正常使用,机场运行保障部门应定时测量路面积水深度,并及时将数据反馈给管制部门,管制员对上报信息进行内容核实、格式审定,通过情报网络传达给航司以及相关机场,同时由塔台管制员及时将跑道道面数据传达至机组,为其提供准确的道面信息。在跑道出现积水、结冰等不利情况时,塔台管制员会立即启动应急机制,组织相关人员开展积水清理和除冰工作,确保跑道条件符合飞行要求。

4.2 航班调度与延误

当降水达到一定强度时,航空管制部门会通知航空公司实时调整航班计划,并对本管制区域内受影响的航班进行调度或延误,从而避开恶劣天气,降低飞行风险。

4.3 飞行限制与警告

根据降水天气的强度和范围,管制部门会及时通报机组相关天气信息,并在必要时发布相应的飞行限制和警告。这些限制可能包括调整飞行高度、增加飞行间隔、航路绕飞等。飞行员在飞行过程中必须严格遵守这些限制和警告,确保飞行安全。

4.4 安全评估与决策

在面临强降水天气时,航空管制部门会组织全员进行安全评估,根据评估结果制定相应的决策。这些决策可能包括暂停航班起降、关闭机场、疏散旅客等,以保护人员安全为首要任务。

4.5 紧急事件与救援准备

康定机场局部雷雨发展变化迅速、低空风切变、降雪冰雹等危险天气较多,加上地形复杂,对飞行影响较大,加大飞行安全事故隐患。管制部门应对此类降水天气予以重点关注,做好紧急事件与救援准备工作,确保在发生意外情况时能够迅速响应。

5 结论

(1)康定机场降水季节特征明显,夏季降水量和降水日数均明显大于秋冬季,最大降水量出现在7月,为196.6 mm,最少出现在1月,为2.6 mm;降水日数6月最多,为24 d,12月最少,仅2 d,最多天数与最少天数相差10倍以上。

(2)康定机场降水量的年变化大,年平均降水量906.9 mm,年降水量最大出现在2020年,为1 042 mm,

最小出现在2019年,为650.1 mm;年平均雨日167 d,年变化较小。干湿季节分明,全年降水主要集中在夏季,秋冬季节少雨。

(3)康定机场干湿季节分明,主要是夏季受到偏南季风控制,而冬季受西风带干冷空气影响,致使康定机场降水季节分配非常不均。

(4)康定机场的降水日数与降水量的年际变化趋势基本一致,随着降水量的增加,降水频率也会发生相应的变化,可见康定机场的降水具有一定的规律性和可预测性。

(5)康定机场月平均降水量与月平均雾出现日数的变化趋势呈现出高度一致性,进一步印证了康定机场的降水过程与雾现象之间存在密切的因果关系。

(6)康定机场降水天气航空管制措施涉及机场道面情况监控、飞行安全判断、及时的信息传递与共享、紧急事件与救援准备等多个方面。这些措施有助于确保航空器在降水天气下的飞行安全。

参考文献

[1] 黄颖华.湖北襄阳机场降水特征分析及其对飞行的影响[J].科学技术创新,2021(20):25-27.

[2] 张序,赵波,谭力,等.降水的形成及其对飞行安全的影响和对策研究[J].沈阳航空航天大学学报,2014,31(6):73-77, 82.

[3] 许杰.降水对飞行安全的影响[J].科技传播,2014,6(1):144, 131.

[4] 陈权亮,刘晓冉,范广洲,等.川西高原夏季降水变化特征及其异常年环流形势[J],2010,30(3):706-711.

[5] 朱艳峰,宇如聪.川西地区夏季降水的年际变化特征及与大尺度环流的联系[J].大气科学2003(6):1045-1056.

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[7] 庞玉莹.成都双流机场降水天气统计分析[J].科技创新与应用,2021,11(15):62-65,68.

[8] 赵玉春,许小峰,崔春光.川西高原东坡地形对流暴雨的研究[J].气候与环境研究,2012,17(5):607-616.

[9] 李川,陈静,朱燕君.川西高原近五十年气候变化的初步研究[J].高原气象,2003(S1):138-144.

[10] 马振锋,彭骏,高文良,等.近40年西南地区的气候变化事实[J].高原气象,2006(4):633-642.

收稿日期:2023-12-10

作者简介:郑丽娟(1989—),女,四川绵阳人,助理工程师,研究方向为航空气象观测预报。