“0516”浦東機場極端復雜天氣分析

楊瑜

摘 要 利用機場雷達和自動觀測資料，結合NCEP再分析資料以及Micaps等氣象資料，對2020年5月16日浦東機場出現的一次雷雨之后出現低云大霧的天氣過程進行特征分析，初步探討極端天氣出現的天氣形勢和物理量場，結果表明低云發生時上海地區近地面相對濕度長時間維持在97.5%，雷雨時垂直速度達到-0.02P/s。另外區域高分辨率快速更新數值預報對此次低云預報效果較好，為以后低云預報提供了數值預報的積累經驗。總結對管制用戶的服務經驗，為未來極端天氣的航空氣象服務提供經驗總結。

關鍵詞 浦東機場;極端天氣;低渦切變;氣象服務;預報經驗

引言

初夏季節冷暖空氣勢均力敵，西南暖濕氣流日漸活躍，北方冷空氣頻繁快速東移南下，二者互有進退，共同上演著一場場陰晴雨霧的天氣“短劇”。低云雷雨和大霧天氣作為這一幕幕天氣短劇的主角，是影響航空安全的主要危險天氣，因此能否提前做好初夏復雜天氣的準確預報，成為航空氣象人員做好氣象服務的關鍵。

低云和大霧是在穩定層結下發生的天氣現象，不穩定層結是雷雨的主要觸發機制，三種復雜天氣在同一天發生，在統計意義上屬于不易發生的事件，稱之為極端天氣事件，數值預報技術特別是中尺度數值預報對災害性天氣的預報有了很大的提高，但是對于極端天氣的預報能力仍然非常有限，數值模式一方面無法確定極端事件發生的可靠性，另一方面無法確定預報落區和時間等具體信息，機場天氣預報要求定時定點，這對極端天氣的預報能力提出了更高的要求。

本文以2020年5月16日浦東機場發生的一次雷雨和低云大霧交替發生的天氣過程為例，首先回顧了天氣過程，通過天氣形勢分析總結環流背景，通過物理量初步診斷分析，定量研究天氣系統發生的原因，在此基礎上總結氣象服務，探討極端天氣下預報服務經驗，為浦東機場極端復雜天氣的預報預警提供一定參考。

1天氣復盤及形勢場分析

本文資料包括機場觀測實況紀要欄、Micaps資料、NCEP/NCAR再分析資料、機場終端區多普勒天氣雷達資料和衛星云圖資料，文中涉及時間除特殊標注外均使用北京時。由浦東機場實況紀要欄的解析可以看出，復雜天氣分為兩個階段：

（1）強雷雨：16日11：44浦東機場由小陣雨轉中陣雨天氣，11：48觀測聞雷，雷聲持續至12：30，中或大陣雨持續至13：57，累計降水量達到38.9毫米。

（2）低云和大霧：17日04：06浦東機場云底高下降至50米，04：20觀測員開始報告垂直能見度50米，一直持續至07：21，之后云高上升至60米以上。另外在04：10主導能見度下降至900米，一直持續至06：46能見度均小于1000米，06：00時能見度達到最低值350米，同時16L跑道視程最低至375米。

綜上，雷雨和低云大霧天氣接連影響浦東機場終端區，其中中或大降水持續約2小時30分鐘，累計降水量38.9毫米;低云持續約3小時，大霧持續約2小時，大霧天氣發生具有明顯的爆發性，能見度6分鐘內從2100米驟降至900米。

從Micaps數據分析的地面天氣圖（圖略）可以看出，16日11時地面在河套西側有低壓中心東移，本場弱氣壓場控制，并由流場圖可以看出有輻合線生成;高空天氣圖（圖略）可以看出，850hPa切變線位于上海北部，700hPa上海地區位于急流軸出口區左側，輻合上升運動明顯，500hPa上西南低壓槽和副高西側的西南氣流有在夜間有顯著加強，因此淺層有明顯的西南氣流北頂導致850hPa暖濕切變線明顯北跳。結合高低空配置可看出，16日上午，上海地區在西南暖濕氣流的加強下，西南暖濕切變東端北跳移經本場，浙江中部地面輻合中心與之配合也將東移北抬至上海地區。

在地面輻合、中低層切變和高空西南氣流的共同配合下，浦東機場16到17日出現了雷雨和低云大霧的復雜天氣，這種復雜天氣在浦東機場氣候志中出現的概率極低，因此本文結合極端天氣的定義，將其定義為極端天氣進行復盤分析，并對復雜天氣涉及的Micaps資料和NCEP再分析資料進行保存，為日后教學分析提供素材[1]。

2物理量場診斷分析和數值預報

圖1 NCEP分析場（16日08時地面相對濕度和850hPa的垂直速度）

為精確分析此次復雜天氣的物理量場，本文下載了1°*1°的再分析資料，進行繪圖分析后初步發現，16日08時華東中部均位于相對濕度大值區，上海地區相對濕度均在97.5%，為低云天氣的發生提供了良好的水汽條件。分析850hPa的上升速度發現在上海地區東部有明顯的上升氣流最大值中心，浦東機場的東側上升氣流最大值達到-0.02Pa/S，為浦東機場大雷雨天氣的發生提供了充足的輻合上升條件。

圖2 區域高分辨率快速更新數值預報（17日01時起報的云底高度）

另外分析區域高分辨率快速更新數值預報，對17日凌晨的低云和大霧天氣預報進行分析發現，該數值預報在17日01時起報的產品中，能夠較好的預報低云和大霧發生的時間段，數值預報顯示17日05時-06時浦東機場云底高低于60米（圖2），07時云底高抬升至60米以上（圖略），與實際觀測結果比較接近，為以后低云的預報提供了數值預報參考。

3氣象中心雷達產品

圖3是16日雷達剖面圖，由圖可以看出此次強降水過程，雷達回波上表現出典型的弱回波穹隆，強上升氣流將降水粒子傾斜上升，為此次強雷雨的發生提供了良好的觸發和維持機制。

4氣象服務總結

針對此次低云雷雨大霧天氣過程，浦東機場16日00：16二類準備，04：04二類啟動，23日07：40二類結束，其中16日11：44-13：57中到大陣雨天氣，對浦東機場航班正常運行造成嚴重影響。

值班預報員共發布3份AMD報和4份機場警報， 在預報服務過程中，預報員對低云大霧天氣的預報提前量充足，但是由于對切變線北跳的預報不足，因此對雷雨的發生及其維持時間存在明顯的漏報情況，但是通過機場警報和電話服務在雷雨天氣過程中，對管制用戶進行了精細化的氣象服務。

5結束語

2020年5月16-17日雷雨和低云大霧天氣接連影響浦東機場終端區，給航班運行帶來了比較嚴重的影響。在低云低能見度天氣發生前及發生階段，氣象部門制作并提供了大量有針對性的天氣預警和氣象服務，力求使氣象信息能夠深入管制一線、協助運行決策，但是對雷雨天氣的發生和維持預報不足，主要考慮到穩定層結情況下雷雨發生的時間較短，另外沒有充分考慮到此次降水量偏大，因此預報雷雨準確率不足。總結來看，此次極端天氣的氣象服務具有如下特點：

（1）預報員在準確分析天氣形勢的基礎上，確立了自己的預報思路，重點關注輻合區和高濕條件下的低云低能見度天氣，對雷雨天氣的發生沒有充分考慮到降水量增大，造成雷雨天氣的氣象服務效率較低。

（2）此次低云和低能見度天氣并未覆蓋早高峰時段，氣象預報提前量充足，管制部門采取的流控及時，在有效控制進港航班數量中氣象預警的發布能起到關鍵作用。

（3）極端天氣的氣象服務對航空氣象預報員從技術上存在較大的挑戰性，報文和機場警報在服務層面上存在時間和空間上的精度不足，因此我們仍需充分調研極端天氣發生的天氣形勢及其氣象要素，總結經驗，為未來極端天氣的氣象服務做好充分的準備工作。

參考文獻

[1] 吳波，衛曉東.浦東機場一次極端復雜天氣過程分析[J].中國航班，2019（8）：1-2.