貴陽(yáng)龍洞堡機(jī)場(chǎng)2008年初凍雨天氣分析

張映紅

(民航貴州空管分局，貴州 貴陽(yáng) 550012)

引言

凍雨由過(guò)冷水滴組成，外觀形同一般雨滴，落至低于0℃以下的物體上時(shí)，即凍結(jié)成外表光滑而透明的冰層，又稱為雨凇。凍雨多發(fā)生在冬季和早春時(shí)期，雨凇凍結(jié)并積累在室外電線和信號(hào)線路上會(huì)造成供電、通訊中止，嚴(yán)重的雨凇還會(huì)壓斷樹木、電線桿、房屋等，凍死田間生長(zhǎng)作物，妨礙公路、鐵路交通，飛機(jī)在有過(guò)冷水滴的云中飛行可使機(jī)翼、螺旋槳積冰而造成飛機(jī)失事。在我國(guó)，貴州凍雨發(fā)生次數(shù)最多、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，是冬季主要災(zāi)害性天氣之一，而貴陽(yáng)龍洞堡機(jī)場(chǎng)也是南方地區(qū)為數(shù)不多的易受到凍雨影響的機(jī)場(chǎng)之一。因此加強(qiáng)機(jī)場(chǎng)凍雨天氣分析對(duì)于做好空中交通管制至關(guān)重要。

1 凍雨過(guò)程及其影響

2008年1月中旬至2月中旬貴州省遭受了50年以來(lái)最嚴(yán)重的特大凍雨災(zāi)害，此次凍雨過(guò)程范圍廣、降溫幅度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、災(zāi)情嚴(yán)重，整個(gè)過(guò)程共出現(xiàn)四次明顯的冰凍過(guò)程，其中貴陽(yáng)等地冰凍日數(shù)長(zhǎng)達(dá)10～20d。長(zhǎng)時(shí)間的凍雨天氣造成了貴陽(yáng)龍洞堡機(jī)場(chǎng)大面積航班延誤，僅1月19日1d內(nèi)龍洞堡機(jī)場(chǎng)就因跑道結(jié)冰而關(guān)閉，延誤航班20多個(gè)，滯留機(jī)場(chǎng)幾千名旅客。

2 環(huán)流形勢(shì)分析

2.1 500hPa形勢(shì)場(chǎng)分析

500hPa圖上，2007年冬至2008年初期間，我國(guó)中高緯地區(qū)歐亞大陸大氣環(huán)流呈兩槽一脊型，東亞大槽處于亞洲東部140°E附近，而歐洲淺槽伸至西南方向，兩槽之間有一弱的高壓脊，高壓脊控制整個(gè)亞歐大陸。自2008年1月10日，中高緯傳為經(jīng)向型環(huán)流形勢(shì)，冷空氣活動(dòng)頻繁;烏拉爾高壓脊較常年位置偏西南向，脊前有一東北-西南槽，該槽位置也較常年偏西南向;巴爾喀什湖西北側(cè)存在一冷中心，冷空氣沿槽后東北氣流不斷積聚，使得中亞至西亞地區(qū)的低渦、冷槽持續(xù)發(fā)展且穩(wěn)定少變，同時(shí)穩(wěn)定的鄂霍次克海低渦不斷激發(fā)波動(dòng)攜帶沿西北向東南移動(dòng);2008年1月14日500hPa高空形勢(shì)圖上可以分析到，我國(guó)西南、南方大部分地區(qū)受其影響出現(xiàn)了較長(zhǎng)的低溫雨雪冰凍天氣，其中貴州省凍雨天氣最為嚴(yán)重，貴陽(yáng)為僅次于黔西部地區(qū)的第二受災(zāi)區(qū)。副熱帶高壓強(qiáng)度及位置的異常致使東亞大槽建立緩慢，而北方冷空氣繞過(guò)青藏高原南側(cè)進(jìn)入其東部，高原南部的南支槽系統(tǒng)活躍，受其引導(dǎo)，西南氣流為貴州地區(qū)輸送了大量暖濕空氣。

2.2 中低層形勢(shì)場(chǎng)分析

由700hPa云圖可看出，自2008年1月中旬開始，受西南低渦和切變線影響，貴州大部分地區(qū)被西南氣流控制，低空急流集中于黔中部偏東偏南一線;西太平洋副熱帶高壓前期位置偏西北，高壓部頻繁出現(xiàn)東移的南支波動(dòng)，經(jīng)南海-孟加拉灣向貴州地區(qū)源源不斷輸送西南暖濕氣流，這些大量暖濕氣流與南下冷空氣在貴州地區(qū)交匯形成了持續(xù)的低溫冰凍天氣。

850hPa圖上，2008年1月12日起，北方強(qiáng)冷空氣持續(xù)入侵貴州地區(qū)，秦嶺、川東山地及云貴高原東側(cè)形成冷舌，冷舌伸至貴州，冷舌底部維持著等溫線密集區(qū)，對(duì)應(yīng)云貴準(zhǔn)靜止鋒;鋒區(qū)前沿東段因受副熱帶高壓北側(cè)西南暖濕氣流的阻擋，強(qiáng)度有所減弱，而前沿只能中段順平坦的平原地區(qū)垂直南下，并在南移過(guò)程中逐漸轉(zhuǎn)為西南向，從而導(dǎo)致冷舌成為東北-西南走向，在貴州西高東低特殊地形的影響下，中段冷舌相對(duì)更明顯。同時(shí)川西高原昌都一帶有暖舌長(zhǎng)期維持，冷暖勢(shì)力的持續(xù)對(duì)峙，造成貴州地區(qū)連續(xù)的凍雨天氣。直至冷氣團(tuán)逐漸變性，靜止鋒減弱并向北收縮，等溫線漏斗口消失，影響該地區(qū)的凍雨天氣才隨之結(jié)束。

3 大氣溫度垂直結(jié)構(gòu)分析

中央氣象臺(tái)專家曾就凍雨發(fā)生機(jī)制作出大氣垂直結(jié)構(gòu)為冰晶層、暖層和冷層等幾層的初步看法，在500hPa高度上溫度達(dá)到-10℃～-14℃時(shí)冰晶層伴有水汽凝結(jié)成冰晶或雪花;暖層(融化層)處于2000～4000m高度，有足夠高的溫度且高于0℃的暖空氣時(shí)可將來(lái)自冰晶層的雪花或冰晶融化為液態(tài)水;由暖層融化下降的液態(tài)雨水進(jìn)入溫度低于0℃的不高于2000m以下的冷層(過(guò)冷卻雨層)時(shí)，起先為過(guò)冷卻狀態(tài)，過(guò)冷卻雨滴繼續(xù)下降至地面任何物體即發(fā)生凍結(jié)。依據(jù)逆溫層溫度特點(diǎn)，在對(duì)凍雨垂直結(jié)構(gòu)分析時(shí)可分為“單層結(jié)構(gòu)”和“二層結(jié)構(gòu)”，單層結(jié)構(gòu)即在600hPa高度以下的中低空處于冷濕環(huán)境，每層溫度均低于0℃，稱為冷性逆溫層;二層結(jié)構(gòu)是在冷層之上又有一層融化層，融化層之上再為冷層，又稱為暖性逆溫層。

分析貴陽(yáng)探空站資料，在這次持續(xù)的凍雨天氣過(guò)程中，冷空氣由東北路徑進(jìn)入貴州后，沿云貴高原東側(cè)斜坡一路爬升，其厚度逐漸變薄，同時(shí)受經(jīng)云南東南部平均海拔高度約為1700m高原向東北方移動(dòng)的來(lái)自孟加拉灣的暖濕氣流的影響，貴陽(yáng)逆溫層高度略下滑但整體變化不大，因此冷暖空氣造成的逆溫層厚度較厚。其中1月26日08時(shí)，貴陽(yáng)探空為明顯的“二層結(jié)構(gòu)”，冷層與暖層并存，冷層之上存在一暖層，逆溫層頂部溫度大于0℃的暖層中，云頂溫度高于-10℃，云頂高度低于600hPa，云中有大量過(guò)冷水滴，這種天氣現(xiàn)象即為凍雨。強(qiáng)逆溫層成為凍雨天氣出現(xiàn)的垂直特征，逆溫層下面濕度偏大，其上濕度又迅速減小，干暖空氣對(duì)于層結(jié)的穩(wěn)定十分有利，抑制了低層暖濕空氣上升擴(kuò)散，使貴陽(yáng)龍洞堡機(jī)場(chǎng)2008年初凍雨天氣得以長(zhǎng)期維持。

4 小結(jié)

①受持續(xù)強(qiáng)冷空氣影響，2008年1月初至2月中旬出現(xiàn)了雨雪冰凍天氣，此次過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、過(guò)程范圍廣、降溫幅度大、受災(zāi)面積大，貴陽(yáng)龍洞堡機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)行收到了極大影響。

②大氣環(huán)流異常是此次凍雨天氣出現(xiàn)的主要因素，西南暖濕氣流源源不斷為機(jī)場(chǎng)等區(qū)域提供了充沛的水汽條件。

③機(jī)場(chǎng)處于以“二層結(jié)構(gòu)”為主的凍雨垂直結(jié)構(gòu)區(qū)域，測(cè)站上空云中為過(guò)冷水滴。強(qiáng)逆溫層為出現(xiàn)凍雨天氣的明顯垂直特征，其中逆溫層下濕度較大，而逆溫層之上濕度迅速減小，干暖空氣對(duì)層結(jié)穩(wěn)定有利，低層濕空氣上升擴(kuò)散被抑制，使得機(jī)場(chǎng)凍雨天氣長(zhǎng)時(shí)間維持。

［1]朱乾根，林錦瑞，等.天氣學(xué)原理和方法(第三版)［M].北京：氣象出版社，2000：67，312-318

［2]貴陽(yáng)氣象臺(tái)預(yù)報(bào)組.貴州雨凇天氣的初步分析［J].貴州氣象，1976(增刊)：1-13