中川機場一次風切變天氣成因分析

逯野

摘要：利用常規氣象資料、多普勒天氣雷達資料、測風激光雷達資料和自動觀測資料，對2016年10月15日發生在中川機場的風切變天氣，從天氣形勢背景和探測資料的表現上對其成因進行分析，結果表明：具有較強輻合且移動緩慢的鋒面和對流云底部的下沖外流共同影響造成此次風切變過程；測風激光雷達、多普勒天氣雷達、自動觀測設備在一定程度上能夠有效探測到低空風切變的存在，但只有測風激光雷達能夠提前預警風切變的發生。

關鍵詞：風切變；多普勒雷達；測風激光雷達

1 緒論

低空風切變一直以來就是影響飛行安全和效率的重要因素，是對飛行威脅最大的氣象條件之一。同時，它具有時間段、尺度小、強度大的特點，所以對風切變的預警、成功避讓就顯得尤為重要。

2016年10月15日中川機場共有三個航班在降落過程中遭遇風切變，具體如下：

（1）CHH7792航班因風切變于19：28（北京時，下同）復飛，復飛高度為真高30 米，距跑道入口約1海里；

（2）CHH7896航班因風切變于19：31中止進近，中止進近高度為真高180 米，距跑道入口約2海里；

（3）EPA6246航班因風切變于20：50中止進近，中止進近高度為真高550 米，距跑道入口處約7海里。

此次風切變天氣對航班影響較大，共造成8個航班備降、1個航班返航、13個航班地面等待、4個航班空中等待，地面等待最長1小時13分鐘、最短10分鐘。

2 資料說明

中川機場的多普勒雷達為美國EEC公司的C波段雷達，位于跑道中心點以北1.5公里處，距離圈的間隔為30公里。激光雷達為法國LEOSPHERE公司在中川機場的試驗運行雷達，位于跑道中心點附近，距離圈的間隔為5公里，跑道南北兩測各3個1海里的正方形，根據飛機的降落軌跡，常用掃描方式為3度仰角的徑向速度平掃（PPI）方式，當正方形內風速差絕對值達到15KT，激光雷達便會產生風切變告警。

3 天氣形勢分析

20時500hPa形勢場中川機場均位于西北氣流和弱冷平流中，700hPa形勢場中川機場均位于較強的暖脊中，11時23時有鋒面自西北往東南移動并過境中川機場，鋒面移動緩慢，14時20時均位于中川機場附近并位于鞍型場中，且前后具有較強的風的輻合，23時鋒面才明顯移至中川機場以東。上述天氣形勢一是有利于中川機場及其附近地區對流云的生成與發展，二是有利于具有較強輻合的鋒面對中川機場造成較長時間的影響。

4 多普勒天氣雷達資料分析

從3個時次雷達強度演變圖1可以看出對流云自西北向東南移動影響中川機場，在回波移動的過程中始終有強中心的下降；速度回波圖（圖略）顯示在回波的中低層有輻合，在回波移動的過程中始終有中層的后側入流，說明對流云中有較強的下沉氣流，從而對流云底部有較強的下沖外流存在，根據前述對流云的移動與發展變化的過程，本場受對流云底部的下沖外流的影響較大，但由于CB云不是很強，所以回波的上述形態不典型，但都有所反映。

5 測風激光雷達資料和自動觀測資料分析

航班第一次遇風切變是在19：28時，測風激光雷達（圖2）顯示跑道南側距跑道入口12海里處出現正速度梯度大值區，同時測風激光雷達也在此處告警，告警值為18K，告警顯示表明此處正速度由南向北風速明顯減小，同時自觀三頭跑道風（圖5）風速變化范圍在2米/秒至17米/秒，陣風較強，因此飛機在使用36號跑道逆風降落過程中，距離入口1海里時風速由大到小，飛機在此處遭遇順風切變。

航班第二次遇風切變是在19：31，測風激光雷達（圖3）顯示跑道南側和距跑道入口1海里處出現正速度梯度大值區，同時測風激光雷達也在此處告警，告警值為+15K，告警顯示表明此處正速度由南向北風速明顯增大，同時自觀三頭跑道風（圖5）風速變化范圍在4米/秒至20米/秒，陣風較強，因此飛機在使用36號跑道逆風降落過程中，距離入口2海里時風速由小到大，飛機在此處遭遇逆風切變。

航班第三次遇風切變是在20：50，測風激光雷達（圖4）雖有告警，但告警的位置與風切變發生的位置有較大差異，但激光雷達顯示在跑道西面有10米/秒以上的大風區移近跑道，受其影響自觀跑道風（圖6）的風向在短時間內自西向南轉變，跑道南頭的風速在5分鐘內也增大了4米/秒左右，因此跑道附近有風切變存在。

6 天氣成因分析

根據以上天氣形勢及探測資料的分析，此次風切變過程主要是由具有較強輻合的鋒面和對流云底部的下沖外流共同影響造成的，且由于鋒面及對流云的移動都較緩慢，因此兩者對本場影響的時間均較長。

18：1519：20期間，主要受鋒面的影響。由于鋒面兩側風的輻合較強，再加上受到對流云的影響，本場風速的變化較大；由于對流云先位于本場的西北偏西面，后位于本場的西面，因此跑道南頭受對流云的影響大一些以偏西風為主，跑道北頭受對流云的影響小一些以偏北風為主，從而跑道南北頭還存在一定的風向差。

19：2020：50期間，主要受對流云的影響。由于對流云先位于本場的西面和西南面，后位于本場的西南面，因此跑道南頭受對流云的影響比跑道北頭要更大一些，所以跑道南頭在此時段以偏南風為主。跑道北頭先是以西北風為主，隨著對流云移近本場，在20：25后轉為以偏西風為主。因此在此時段跑道南北頭的風向差較大，特別是19：4520：25風向差很大；同時由于還受到鋒面的影響，此時段內跑道南北頭各自的風速變化很大，在很短的時間（4分鐘）內跑道南北頭各自風速變化的最大值分別都達到14m/s以上。

20：5021：05期間，受鋒面和對流云共同影響。此時段內對流云已明顯變弱但對本場的影響仍存在，鋒面也在持續影響，從而造成鋒面和對流云共同對本場影響的結果，導致跑道南北頭各自的風向風速的變化都很大。

7 總結

（1）500hPa的冷平流、700hPa的暖脊、位于鞍型場中并移動緩慢的鋒面，是產生此次風切變天氣有利的天氣形勢背景。

（2）此次風切變過程主要是由具有較強輻合的鋒面和對流云底部的下沖外流共同影響造成的，且由于鋒面及對流云的移動都較緩慢，因此從而造成風切變長時間的持續。

（3）多普勒雷達對對流云的移向移速及對流云底部的下沖外流都有較明顯的反映。

（4）激光雷達對航班報告的三次風切變都有告警，特別是前兩次告警的位置與風切變發生的位置對應的比較好。

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