南寧機場大霧天氣特征和氣象要素分析

韋景譯

（民航廣西空管分局，廣西 南寧530048）

1 引言

大霧是指近地面空氣中水汽凝結(jié)或凝華而使主導能見度降低到小于1 000 m 的現(xiàn)象。機場內(nèi)出現(xiàn)大霧天氣可能會造成飛機偏離航線或偏離跑道而不能在指定位置處降落[1]，飛機在大霧中飛行，飛機儀表會因水蒸氣影響造成指示不準確[2]，大霧天氣使管制人員看不到飛機，容易造成指揮錯誤，飛行員看不清地表，只憑感覺和儀表容易造成操作錯誤，發(fā)生事故[3]。大霧天氣下經(jīng)常會出現(xiàn)大面積航班的延誤或取消，據(jù)民航組織統(tǒng)計近50%的航班延誤主要是由于低能見度造成，而大霧是造成低能見度最常見、最嚴重的天氣現(xiàn)象。南寧吳圩國際機場位于廣西南寧市南部丘陵地區(qū)，周邊多水田、湖泊，植被豐盛，水汽充沛，一般冬春季多陰雨，低能見度天氣時常發(fā)生。南寧吳圩國際機場作為廣西最大的、中國面向東盟國家的航空樞紐，旅客年吞吐量超過1 510 萬人次，頻繁出現(xiàn)的大霧會嚴重影響航班的準點率和正常率，同時給航空公司和旅客帶來不可估量的損失。對南寧機場出現(xiàn)的大霧天氣進行統(tǒng)計分析，掌握其特征可以幫助今后對大霧天氣進行預報，更好地服務民航飛行。

2 資料

本文所有用到的統(tǒng)計資料來源于南寧吳圩國際機場1968—2018 年的氣象觀測數(shù)據(jù)資料。1986—2013 年未進行全天觀測，每日觀測數(shù)據(jù)不足24 h，2014 年開始進行全天觀測，每日24 h 都有觀測數(shù)據(jù)。

3 造成南寧機場低能見度的原因

影響南寧機場能見度的主要天氣現(xiàn)象有霧、毛毛雨、雨等，造成1986—2018 年南寧機場能見度小于1 km 的天氣現(xiàn)象日數(shù)統(tǒng)計如表1 所示。由表1 可知，1986—2018 年南寧機場因大霧引起能見度低于1 km 的日數(shù)累計共482 d，占總數(shù)的61.0%；因降雨引起的有198 d，占25.1%；因毛毛雨引起的有85 d，占10.7%；其他因素引起的有25 d，占3.1%。由此可見，大霧是造成南寧機場能見度低于1 km 的主要天氣現(xiàn)象。

表1 造成1986—2018 年南寧機場能見度小于1 km 的天氣現(xiàn)象日數(shù)統(tǒng)計

4 大霧天氣特征

4.1 大霧年際變化特征

1986—2018 年南寧機場霧日年際變化如圖1 所示。通過對1986—2018 年南寧機場地面觀測資料的統(tǒng)計分析可知，在近33 年中，南寧機場共出現(xiàn)482 個大霧日，年平均大霧日數(shù)達到14.6 d。出現(xiàn)大霧最多的一年是1997 年，為27 d；出現(xiàn)大霧最少的一年是1990 年，只有6 d，兩者相差了21 d。南寧機場出現(xiàn)大霧較多的年份主要出現(xiàn)在90 年代中期至21 世紀初；而大霧偏少的年份主要出現(xiàn)在80 年代中期至90 年代中期和21 世紀初期至今。由此可見南寧機場大霧天氣過程存在明顯的年際變化特征，大霧日數(shù)總體呈現(xiàn)減少的趨勢。

圖1 1986—2018 年南寧機場霧日年際變化

4.2 年變化特征

1986—2018 年南寧機場季節(jié)霧日變化如表2 所示，通過表2 可以看出，冬季有206 d 霧日，占歷年總霧日的42.7%；春季次之，霧日達到167 d，占34.6%；而夏季霧日最少為46 d，只占歷年總霧日的9.5%。可以看出大霧天氣具有明顯的季節(jié)性特點，主要集中在冬季和春季。1986—2018 年南寧機場每月的平均霧日變化如圖2 所示。通過統(tǒng)計分析可以看出，全年都有可能出現(xiàn)大霧，但主要集中出現(xiàn)在12 月到次年4 月，占歷年大霧出現(xiàn)總?cè)諗?shù)的75.3%；其中5—7 月出現(xiàn)大霧最少，平均只有0.3 個霧日；3 月份出現(xiàn)大霧最多，平均達到3.2 個霧日。

表2 1986—2018 年南寧機場季節(jié)霧日變化

圖2 1986—2018 年南寧機場每月的平均霧日變化

4.3 日變化特征

2014—2018 年南寧機場大霧開始和結(jié)束時間統(tǒng)計如圖3 所示。

圖3 2014—2018 年南寧機場大霧開始和結(jié)束時間統(tǒng)計

因為只有2014—2018 年為全天24 h 觀測，因此只選取2014—2018 年的南寧機場地面觀測資料來分析大霧日分布的時間規(guī)律，由圖3 可知，大霧開始出現(xiàn)時段主要集中在03：00—09：00，這個時段占總次數(shù)的72.2%，在早晨06：00—08：00 這個小時段內(nèi)大霧生成次數(shù)最多，達到18次，占了33.3%，而11：00—17：00 則沒有出現(xiàn)大霧生成的記錄。大霧消散的主要時段在07：00—10：00，3 h內(nèi)消散的大霧次數(shù)就占到總次數(shù)的66.7%，其中大霧在08：00—09：00 時消散的頻率最高，為27.8%，而13：00—18：00 以及20：00—00：00 卻沒有大霧消散的記錄。因此可以看出，南寧機場的大霧大多生成在日出前后，日出前后地面溫度基本降到最低，地面較強的有效輻射則會形成逆溫層，穩(wěn)定的逆溫層有利于大霧的生成和維持，因此能見度在日出前達到最差；日出之后，受太陽輻射影響地面迅速升溫，逐漸破壞逆溫層，使大霧也開始逐漸消散。

4.4 大霧持續(xù)時間特征

選取南寧機場2014—2018 年24 h 觀測資料對大霧的持續(xù)時間進行統(tǒng)計分析表明：持續(xù)時間在0～1 h 的出現(xiàn)22 次，占40.7%；持續(xù)時間在1～3 h 的出現(xiàn)19 次，占35.2%；持續(xù)時間在3～6 h 的出現(xiàn)9 次，占16.7%；持續(xù)時間在6～9 h的出現(xiàn)3 次，占5.6%；持續(xù)時間超過9 h 的僅有1 場；而持續(xù)時間6 h 以上的這4 次大霧都發(fā)生在冬末和春初。雖然持續(xù)6 h 以上的大霧天氣發(fā)生概率很低，可一旦發(fā)生，給飛機安全起降以及航班準點率將帶來很大的影響，需要引起人們的重點關(guān)注。之所以冬季和春季初大霧持續(xù)時間較長及大霧出現(xiàn)頻次較高，主要是因為在初冬，由于不斷南下的冷空氣使得南寧機場處于冷空氣內(nèi)部，一旦低層水汽充沛，容易造成夜間晴空輻射降溫而形成輻射霧；而到了冬末初春，南寧機場往往位于地面鋒和切變線前，冷暖空氣不停交替，陰雨天氣較多，低層大氣濕度很大，并且易受到弱高壓脊、均壓場、云貴靜止鋒和華南靜止鋒的交替影響，常常形成平流霧。

5 大霧天氣氣象要素分析

為了分析大霧形成與氣壓、溫度、風速等氣象要素的關(guān)系，選取了2014—2018 年南寧機場出現(xiàn)的51 個大霧日全天（UTC16：00 為日界）的平均氣溫、最低氣溫、平均相對濕度以及大霧出現(xiàn)前一個整點時次的風速值，分析出南寧機場氣象要素與大霧出現(xiàn)頻率的關(guān)系。南寧機場2014—2018年大霧日氣象要素與大霧發(fā)生頻率如表3 所示。

表3 南寧機場2014—2018 年大霧日氣象要素與大霧發(fā)生頻率

5.1 氣溫

通過表3 可知，南寧機場形成大霧天氣的溫度范圍較廣，甚至日最低氣溫達到1.2 ℃以及日平均氣溫大于30 ℃都會形成大霧。南寧機場日平均氣溫在20～25 ℃和15～20 ℃出現(xiàn)大霧的頻率最高，分別達到33.3%和31.4%；當日最低氣溫在15～20 ℃出現(xiàn)大霧的頻率最高，為39.2%；當日平均氣溫和日最低溫度低于10 ℃時，大霧出現(xiàn)頻率分別只有0%和7.8%，說明溫度過低時，不利于霧的形成；日平均氣溫和日最低溫度高于30 ℃時，大霧出現(xiàn)頻率分別只有2%和0%，說明當溫度過高時，由于水汽冷卻不到凝結(jié)的溫度而不利于大霧天氣形成。

5.2 濕度

充足的水汽是大霧形成的基本條件之一，相對濕度越大，表明空氣越潮濕。當南寧機場日平均相對濕度為81%～85%時出現(xiàn)大霧的頻率最高，達到21.4%；當日平均相對濕度大于等于96%，出現(xiàn)大霧的頻率卻只為11.8%，這是因為日平均相對濕度大于95%以上時常降水，出現(xiàn)大霧的可能性并不是很高，由此可知，相對濕度越大，出現(xiàn)大霧的可能性就越大的說法并不是絕對的；當日平均相對濕度小于等于70%時，出現(xiàn)大霧的頻率只為2.0%，說明在日平均相對濕度小于70%時很難形成大霧。

5.3 風速

表3 選取的是大霧出現(xiàn)前一個整點時次的風速，統(tǒng)計結(jié)果表明：風速等于1 m/s 時，出現(xiàn)大霧的頻率最高，達到60.8%；當風速等于2 m/s 和3 m/s 時，出現(xiàn)大霧的頻率分別達到25.5%和11.8%；當為靜風時，出現(xiàn)大霧的頻率只有2.0%；因為適當?shù)奈L有利于低層水汽向高層擴散，有助于霧的形成和維持。而風速大于3 m/s 時，出現(xiàn)大霧的頻率為0%。這是因為風過大時，亂流混合層過厚，使近地面層降溫緩慢，同時也使水汽大量的上傳，反而不利于霧的形成。

6 小結(jié)

大霧是造成南寧機場能見度低于1 km 的主要天氣現(xiàn)象。南寧機場近33 年的平均霧日為14.6 d，年際變化較大，大霧日數(shù)呈現(xiàn)減少趨勢；全年都有可能出現(xiàn)大霧，但主要集中出現(xiàn)在12 月到次年4 月，具有明顯的季節(jié)性特點，主要集中在冬季和春季；南寧機場的大霧大多生成在日出前后。南寧機場大部分大霧天氣持續(xù)時間在1 h 內(nèi)，冬季和春季初大霧持續(xù)時間較長。當日平均氣溫在15～25 ℃，日最低氣溫在15～20 ℃，日平均相對濕度為81%～85%，風速等于1 m/s 時，南寧機場出現(xiàn)大霧天氣的頻率最高。