從一次雷雨天氣過程淺談航空氣象保障

段新安

摘 要：通過對2019年6月5日-6日的一次典型的低渦型雷雨天氣過程的形成、發(fā)展和消散，分析此次天氣過程中航空氣象保障過程中的成敗。總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，同時結(jié)合此次保障過程為航空氣象保障提出一些意見和建議。

關(guān)鍵詞：雷雨;飛行航空;氣象保障

中圖分類號：P458.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）21-0247-02

1 航空氣象保障

按《中華人民共和國飛行基本規(guī)則》規(guī)定，各民用機(jī)場應(yīng)配備完善的航空氣象保障，當(dāng)機(jī)場氣象條件低于機(jī)長最低飛行條件時，禁止起飛和降落。

1.1 雷雨對飛行的危害

雷暴是由發(fā)展旺盛的積雨云產(chǎn)生的，常伴有陣雨、大風(fēng)、低能見度、下?lián)舯┝鳌L(fēng)切變和冰雹天氣，是危及飛行安全最主要的天氣現(xiàn)象。雷暴中的閃電和強(qiáng)烈的雷暴電場能嚴(yán)重干擾中、短波無線電通信，引起飛機(jī)個別部分磁化，使羅盤產(chǎn)生誤差;飛機(jī)在雷暴電場中飛行，由于感應(yīng)帶電的電量很大，在翼尖等部位還會出現(xiàn)跳火花現(xiàn)象;當(dāng)機(jī)場上空有雷暴時，強(qiáng)烈的降水、惡劣的能見度、急劇的風(fēng)向變化和陣風(fēng)，對飛行活動以及地面設(shè)備也有很大的影響;飛行中遇到雷暴且伴有冰雹時，由于相對速度很大，飛機(jī)會被擊傷，使飛機(jī)的空氣動力性能變壞，嚴(yán)重影響飛行安全。

1.2 雷雨對航空管制的影響

因航空器繞飛雷雨使管制人員的調(diào)配空域減少，使得空中固有的沖突點(diǎn)位置發(fā)生改變，增加了沖突調(diào)配的難度;雷雨繞飛改變了相臨管制區(qū)的移交點(diǎn)，增加了管制協(xié)調(diào)和移交的難度;雷雨條件下管制人員需對空中大量繞飛、等待、備降返航的航班提供各種信息，包括天氣信息、備降申請結(jié)果、繞飛空域等，長時間運(yùn)行保障會使管制人員處于滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷的工作狀態(tài)，加劇人員疲勞感，出現(xiàn)力不從心，會失去對管制航空器的主動掌握，對飛行沖突不再敏感，導(dǎo)致“錯、忘、漏”的發(fā)生，運(yùn)行風(fēng)險較高。

2 天氣過程回顧

2.1 雷雨持續(xù)時間

雷雨過程影響合肥新橋機(jī)場的時間共持續(xù)10小時，其中雷雨時間分為兩段，第一階段開始于北京時間5日20時47分，結(jié)束于5日23時41分，第二段開始于北京時間6日02時42分，結(jié)束于6日05時36分。強(qiáng)降水時間段分別為5日21時59分至23時15分，6日02時50分至03時10分。

2.2 雷雨影響系統(tǒng)

經(jīng)典天氣圖分析來看（圖1），在850hPa上合肥地區(qū)上空存在低渦天氣系統(tǒng)。此次雷雨天氣過程為一次典型的低渦雷雨。

2.3 雷雨過程氣象要素極值

雷雨過程中各氣象要素變化能見度最低2000m，修正海平面氣壓最低995hPa，平均風(fēng)速最大12m/s，最大陣風(fēng)22m/s。過程降水量達(dá)25.7mm。

3 環(huán)流形勢分析

空中形勢分析，5日20時，500hPa處于槽前西南氣流，在安徽區(qū)域西部有較深的低槽迫近本區(qū)，700hPa低渦中心位于湖北，其切變東伸至安徽西南部，切變南側(cè)的西南氣流旺盛，平均風(fēng)速16～24米m/s，建立穩(wěn)定了西南低空急流，江淮地區(qū)位于急流出口區(qū)，850hPa氣旋中心位于武漢附近，東伸切變位于沿江一線，此時低空急流已經(jīng)建立，急流出口區(qū)位于長江一線。地面處于西南倒槽頂部，地面偏南風(fēng)旺盛，合肥機(jī)場處于低壓槽頂部，氣壓梯度較強(qiáng)。

從空中形勢看，穩(wěn)定的低空西南氣流帶來源源不斷的水汽輸送，中低空的低渦切變東伸，東南風(fēng)與西南風(fēng)的強(qiáng)烈輻合帶來強(qiáng)烈的上升運(yùn)動和較強(qiáng)不穩(wěn)定能量的累積。受較強(qiáng)西南氣流引導(dǎo)，低渦沿東北方向移動。其東伸切變從安徽西南部向東北部移動，地面雨區(qū)配合低渦移動，強(qiáng)降水帶處于低渦東側(cè)和南側(cè)。

地面系統(tǒng)演變，5日20時安徽地區(qū)處于發(fā)展中倒槽頂部，6日02時倒槽以加強(qiáng)發(fā)展為氣旋，氣旋中心位于安徽西部，6日05時地面氣旋中心向東北方向移動已移至安徽西北部。

垂直速度是天氣分析和預(yù)報中必須考慮的一個重要物理量，垂直運(yùn)動造成的水汽、熱量、動量、渦度等物理量的垂直輸送對天氣系統(tǒng)發(fā)展有很大影響，6月5日，合肥上空的垂直速度有一個明顯的增大過程，從低層到高層為一致的上升運(yùn)動。

4 探測資料分析

4.1 衛(wèi)星云圖

第一階段雷雨在10.4μm波段紅外云圖可以看到（圖略），在新橋機(jī)場西部有明顯的較強(qiáng)對流云團(tuán)，且云團(tuán)最強(qiáng)區(qū)長時間覆蓋本場，該段時間本場維持雷雨天氣。

第二階段雷雨在10.4μm波段紅外云圖可以看到（圖略），在新橋機(jī)場西部有明顯的較強(qiáng)對流云團(tuán)，其最強(qiáng)處呈南北帶狀，在強(qiáng)的帶狀之后有一團(tuán)中等強(qiáng)度的云團(tuán)跟隨，雷雨持續(xù)時間為帶狀云團(tuán)與橢圓狀云團(tuán)影響機(jī)場的合計時長。

4.2 雷達(dá)回波

4.2.1 回波強(qiáng)度分析

第一階段雷雨回波自西南向東北方向移動，與地面氣旋移動方向一致。圖4為第二階段雷雨的發(fā)生、強(qiáng)盛、消散三個階段的雷達(dá)圖像，第二階段雷雨是自西向東移動。在第二階段雷雨過程中可以看到有明顯的陣風(fēng)鋒，帶來強(qiáng)的地面風(fēng)，機(jī)場最大陣風(fēng)22m/s，由于回波吸收的緣故在帶狀回波的后部回波強(qiáng)度明顯較弱，云頂高度被吸收后顯示為6公里，至05：40時，強(qiáng)回波才遠(yuǎn)離機(jī)場，雷雨結(jié)束。

4.2.2 雷達(dá)速度回波分析

第一階段雷雨中，零速度亮帶呈東北西南向分布（圖略），從低到高呈“S”型分布，空中有明顯的暖平流。在第二階段雷雨中，零速度亮帶呈南北向分布（圖略），對流云移動方向?yàn)樽詵|向西。空中垂直結(jié)構(gòu)上冷平流已減弱明顯。

5 服務(wù)過程總結(jié)

此次天氣過程從預(yù)報角度相對比較成功，但在對外保障表現(xiàn)一般。5日早間天氣會商中預(yù)報員統(tǒng)一了結(jié)論，預(yù)計5日會出現(xiàn)雷雨天氣影響機(jī)場，但對雷雨開始影響機(jī)場時刻有分歧，最早預(yù)計影響時刻是5日23時，預(yù)計的最晚影響時刻為6日01時，但是實(shí)際發(fā)生時刻出現(xiàn)在5日20：47，出現(xiàn)時刻遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于預(yù)計時刻，造成了第一波雷雨時預(yù)報員提供服務(wù)保障時機(jī)場警報晚發(fā)。在完整的保障過程中，對整個雷雨過程的持續(xù)時間，以及低渦天氣系統(tǒng)持續(xù)時間判斷較為準(zhǔn)確，機(jī)場警報中預(yù)計的雷雨結(jié)束時間為6日05時，并提醒各用戶為間歇性雷陣雨，實(shí)際過程中5日23時51時至6日02：42時之間為間歇期。判斷準(zhǔn)確。在機(jī)場警報方面，發(fā)布的第一份機(jī)場警報，遲發(fā)，預(yù)計6日05時結(jié)束。對結(jié)束時間判斷較為準(zhǔn)確，實(shí)際結(jié)束時間05：46。

本次雷雨天氣過程航空氣象服務(wù)保障中機(jī)場警報發(fā)布時間出現(xiàn)了晚發(fā)，但整個保障過程中每小時一次的趨勢預(yù)報發(fā)布較為準(zhǔn)確，且對雷雨的間歇期判斷準(zhǔn)確。同時5日22時50分天氣通報了相關(guān)服務(wù)用戶部門，通報雷雨間歇期的具體情況，提供了較好的服務(wù)。

此次天氣過程為明顯的低渦雷雨過程，由于西南暖濕氣流強(qiáng)盛，低渦東移后，700hPa及以上高空槽東移，造成此次雷雨持續(xù)時間較長，對本場的航班影響較大。天氣系統(tǒng)的出現(xiàn)判斷較為簡單。由于西南氣流強(qiáng)盛，雷雨時間提前，加之對多普勒天氣雷達(dá)依賴性較強(qiáng)，但是實(shí)際工作中，為了更清晰的顯示圖像，雷達(dá)回波濾波指數(shù)較高，在第一階段雷雨出現(xiàn)時以及第二階段雷雨的后半段，雷達(dá)回波強(qiáng)度均不足30dBz，最低20dBz的情形下也出現(xiàn)了雷雨。造成了誤判，將雷雨預(yù)報為強(qiáng)陣雨。在之后的天氣過程中應(yīng)結(jié)合地方氣象臺雷達(dá)，減少因雷達(dá)回波強(qiáng)度不足造成的誤判。本次過程中西南風(fēng)持續(xù)加強(qiáng)，造成系統(tǒng)提前，但并未預(yù)報到，在今后的工作中，還需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做到更好的氣象服務(wù)保障。

6 航空氣象保障探討

（1）機(jī)場氣象臺要加強(qiáng)雷雨天氣的監(jiān)測和預(yù)警，大膽預(yù)報、勇于修正，以供給側(cè)為導(dǎo)向，從用戶需求出發(fā)，主動服務(wù)，及時通報天氣演變趨勢，出現(xiàn)復(fù)雜天氣時，主副班人員必須同時在崗，加強(qiáng)天氣會商，共同做好對外氣象服務(wù)工作，提高趨勢預(yù)報質(zhì)量，進(jìn)一步提升精細(xì)化服務(wù)水平。努力提高氣象服務(wù)的有效性，嚴(yán)格執(zhí)行飛行氣象情報發(fā)布與交換相關(guān)辦法，注重各種對流性天氣預(yù)警信息的通報服務(wù)，提前發(fā)布預(yù)警信息，明確對流性天氣出現(xiàn)時間、強(qiáng)度、影響范圍、結(jié)束時間、移動等信息，密切關(guān)注航班大面積延誤及后續(xù)的航班大流量的氣象服務(wù);與用戶協(xié)調(diào)溝通，了解用戶所需，加深合作，充分發(fā)揮航空器空中報告的應(yīng)用。

（2）雷雨等對流性天氣對氣象服務(wù)和設(shè)備保障工作的影響。對流性天氣的不可預(yù)測性對氣象預(yù)報服務(wù)提出了較高的要求，特別是臨近預(yù)報的時空精度、及時性和準(zhǔn)確性對預(yù)報員的考驗(yàn)極大;大范圍的雷雨天氣會導(dǎo)致氣象人員因長時間分析和跟蹤對流天氣變化，以及頻繁解答用戶咨詢而導(dǎo)致疲勞，降低預(yù)報的準(zhǔn)確性和人員注意力，增加運(yùn)行風(fēng)險。雷擊、大風(fēng)、大型降水、冰雹等對流性天氣可能使空管設(shè)施設(shè)備的內(nèi)外環(huán)境發(fā)生變化，容易造成設(shè)備故障，要重視加強(qiáng)夏季對流性天氣下雷達(dá)設(shè)備、自動化系統(tǒng)、自動氣象觀測系統(tǒng)、傳輸鏈路等空管設(shè)備的維護(hù)保障。

（3）機(jī)場出現(xiàn)大面積雷雨，若目的地機(jī)場處于飽和狀態(tài)時且備降機(jī)場有限的情況下，較多的航班會選擇到本地備降，同時對于離場的航班則會放行緩慢，甚至流量控制，增大了大面積航班延誤的可能性。此過程中空管、機(jī)場、航空公司等單位因頻繁的協(xié)調(diào)工作，會忽略預(yù)報或機(jī)場警報的更正報或訂正報，導(dǎo)致在向外發(fā)布的機(jī)場預(yù)報和機(jī)場警報的及時性和準(zhǔn)確性降低。

（4）提升復(fù)雜天氣下的天氣會商和氣象信息通報頻次，值班預(yù)報員預(yù)報重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注影響本地區(qū)的雷暴、強(qiáng)降水等天氣;預(yù)計或遇有雷暴、強(qiáng)降水等影響本區(qū)天氣時，值班員應(yīng)利用雷達(dá)、衛(wèi)星、地方自動站等資料密切關(guān)注天氣演變，積極與相應(yīng)地區(qū)氣象中心和省氣象臺聯(lián)系，增加天氣會商次數(shù)，在雷雨天氣預(yù)計發(fā)生前盡早通報有關(guān)雷雨天氣預(yù)報預(yù)警信息。及時進(jìn)行信息通報，落實(shí)天氣講解和氣象咨詢服務(wù)。