阿克蘇機場2010年—2021年低能見度沙塵天氣統計分析

楊詩婕，蔣汭含，王亞戈，黃 婷，劉 歡

(民航新疆空中交通管理局 阿克蘇空管站，新疆 阿克蘇 843000)

沙塵對飛行有重大的影響，當能見度低于1 000 m時，會影響航班的起降，并且由于能見度惡劣，地標難辨，易造成迷航、著陸困難，另外，當沙塵進入發動機時，會損壞發動機，造成一定的機體損傷，這也是影響飛行安全的因素之一。

筆者通過對2010年—2021年12年間沙塵低能見度的統計，重點分析沙塵天氣氣象要素變化規律，以期對未來沙塵低能見度的預報提供可參考的指標。

1 統計說明

本文數據來源于2010年—2021年阿克蘇機場低能見度逐日每小時例行紀要欄記錄的資料，且時間均為北京時間。根據民航氣象行業標準，且考慮管制等航空用戶的需求、本場的起降標注、影響程度，綜合考慮本文將能見度≤1 000 m定為低能見度，將某日出現低能見度算作一個低能見度日數。根據阿克蘇機場的溫帶大陸性氣候，用3月—5月、6月—8月、9月—11月、12月—次年2月分別代表春、夏、秋、冬四季。

2 低能見度日數的變化特征

2.1 年變化和年際變化特征

2010年—2021年12年中，阿克蘇機場能見度<1 000 m的日數共計82 d，低能見度日數大部分集中在3月—6月，低能見度日數從2月開始出現并迅速增加，至當年5月后迅速減少；其中4月出現能見度<1 000 m的日數最多，為28 d；其次是3月和5月，日數分別為17 d和15 d，1月沒有出現過能見度≤1 000 m。

統計結果表明，阿克蘇機場低能見度出現日數最多的季節是春季，為56 d；其次是夏季，為22 d；秋季和冬季最少，分別為11 d和4 d。由以上內容可以得出，阿克蘇機場低能見度出現日數的季節變化特征為：春季開始出現低能見度，且大部分日數集中在春季和夏季初，低能見度日數隨季節變化迅速減少。

圖1 能見度<1 000 m日數的年際變化

2.2 日變化特征

低能見度沙塵天氣的日變化受地面風、溫度、濕度等多種因素影響，再加上阿克蘇機場特殊的地理環境因素，一般低能見度多出現在傍晚至清晨。白天能見度好轉，午后能見度逐漸降低，夜間至清晨層結比較穩定，風速較小，不利于沙塵的擴散，能見度最低。從圖2可以看出，阿克蘇機場低能見度出現頻率的年平均日變化中，出現頻率最高的時段為11時—14時，出現頻率為6.33%～13.74%，其中頻率最高的時次為12時，頻率為13.74%；另一個頻率較高的時段為18時—20時；其余時段的出現頻率較低，其中02時—05時的出現頻率均在1.00%以下。阿克蘇機場低能見度出現頻率的平均日變化總體呈以下趨勢，12時為頻率最高峰值，之后逐漸減低，至16時達到第一個谷值，然后小幅度波動，至17時達到第二高峰值，之后頻率再次降低，至00時達到最低谷值，之后頻率維持在最低谷值附近，直至06時開始逐漸回升。

圖2 能見度<1 000 m各時次的頻次變化

另外，不同季節阿克蘇機場低能見度的日變化也具有不同特點。應為：①春季，阿克蘇機場出現能見度≤1 000 m的頻率的日變化呈單峰形態分布，頻率最高的時段為11時—20時，出現頻率為6.19%～7.90%，其中頻率最高的時次為14時，頻率為7.90%；其余時段的出現頻率較低，其中00時—07時的頻率均在2.00%以下。②夏季，低能見度出現頻率的日變化呈雙峰形態分布，頻率最高的時段為11時—14時，出現頻率為7.50%～12.50%，其中日變化的最高峰值出現在12時，頻率為12.50%；頻率較高時段為17時—20時，出現頻率為5.00%～10.00%，其中日變化的次高峰值出現在19時，頻率為10.00%。③秋季，低能見度出現頻率的日變化呈雙峰形態分布，最高峰值出現在12時，頻率為16.28%；次高峰值出現在19時，頻率分別為9.30%。④冬季，低能見度出現頻率最少，只在12時—15時及17時各出現過1次。

綜上所述，春、夏、秋季阿克蘇機場的低能見度大多于午后至傍晚出現，夜間至清晨能見度最差，白天日出后能見度逐漸轉好，而冬季出現低能見度的情況少，集中在傍晚至夜間；夏、秋、冬季低能見度日變化規律同年平均低能見度日變化基本一致，而春季則數值較高，且頻率是較為均勻、平緩的分布。可以得出，冬季是能見度最好的季節，秋季次之，春季最差。

3 持續時間

在不同的季節，低能見度持續的時間差異較大。因此，分析各季低能見度的持續時間，對航空運營單位和管制部門采取相應的措施以便更合理地制定和安排飛行計劃是很有意義的。

圖3反映了阿克蘇機場2010年—2021年累年各季低能見度的持續時間分布規律，不同季節，低能見度的持續時間不同。統計結果表明：冬季出現低能見度的次數較少且持續時間為4 h～6 h，其次是夏季出現低能見度時，所持續的時間為0～2 h，時間較短。春季是出現低能見度次數最多且持續時間較長的季節，春季持續在2 h～4 h的居多，累計次數為13次；持續時間在6 h～12 h的居其次，累計次數為10次；持續時間在1 h～2 h的居第三，累計次數為7次；持續時間在4 h～6 h的居第四，累計次數為6次；持續時間在0～1 h的和12 h～24 h的并列第五，累計次數為5次；而持續時間大于24 h的次數較少，累計次數為2次。秋季，低能見度出現的次數較春季相比，呈明顯的降低趨勢，持續在2 h～4 h的， 累計次數為4次；持續時間在6 h～12 h的居其次，累計次數為2次；持續時間在0～1 h和12 h～24 h的并列第三，累計次數為1次。

圖3 阿克蘇機場2010年—2021年累年各季低能見度出現次數分布

綜上分析可看出，春季是出現低能見度次數最多，且持續時間較長的季節；夏季能見度開始好轉，出現低能見度的次數開始減少，持續時間也縮短，出現低能見度的持續時間基本為2 h以內；秋季能見度開始轉差，出現低能見度的次數增多，持續時間也加長；冬季是能見度最好的季節，出現低能見度次數最少，持續時間基本在4 h～6 h。無論哪個季節，阿克蘇機場低能見度持續時間在24 h以上的很少。全年以持續時間在2 h～4 h的低能見度居多，春季最多，夏季和秋季次之，冬季最少。

表1反映了阿克蘇機場能見度≤1 000 m時持續時間的基本特征，以此來討論低能見度持續時間的規律。統計結果顯示：阿克蘇機場累年低能見度持續時間低于2 h～4 h的次數最多，累年21次；其次為持續時間在6 h～12 h的,全年為17次；持續時間0～1 h的，為15次；持續時間在1 h～2 h的，全年為14次；持續時間在4 h～6 h的，全年為11次；持續時間為12 h～24 h和大于24 h的最少，全年次數分別為7次和4次。

表1 阿克蘇機場2010年—2021年累年各月不同持續時間能見度低于1 000 m出現次數

4 風向風速

基于阿克蘇機場的天氣特點和地理環境，筆者將低能見度分為4個區間：能見度<200 m、200 m≤能見度<400 m、400 m≤能見度<600 m、600 m≤能見度<1 000 m。

在2010年—2021年的資料統計中發現，阿克蘇機場出現能見度<200 m的頻次較少，為10次；出現200 m≤能見度<400 m，為62次； 出現400 m≤能見度<600 m的為86次；600 m≤能見度<1 000 m的頻次最多，為201次。

4.1 能見度<200 m

圖4 能見度<200m時的風玫瑰圖

當阿克蘇機場出現能見度<200 m時，主要的風向大部分以西北風為主，風向區間為290°～300°～310°，平均風速為2 m/s～13 m/s；少數幾次出現能見度<200 m的天氣時，風向以北風為主，風向區間為350°～000°～010°，平均風速2 m/s～8 m/s。

4.2 200 m≤能見度<400 m

圖5 200 m≤能見度<400 m時的風玫瑰圖

當阿克蘇機場出現200 m≤能見度<400 m時，其主要的風向以東風為主的次數最多，風向區間為080°～090°～100°，平均風速為2 m/s～8 m/s；主要風向以西北風的次之，即風向區間為290°～300°～310°，平均風速為3 m/s～15 m/s；其余幾次出現其他風向的，平均風速均<5 m/s。

4.3 400 m≤能見度<600 m

圖6 400 m≤能見度<600 m時的風玫瑰圖

當阿克蘇機場出現400 m≤能見度<600 m時，其主要的風向以東風為主，風向區間為080°～090°～100°的最多，平均風速為2 m/s～6 m/s；風向區間為020°～030°～040°和110°～120°～130°的次之，平均風速分別為3 m/s～6 m/s和3 m/s～8 m/s。

4.4 600 m≤能見度<1 000 m

圖7 600 m≤能見度<1 000 m時的風玫瑰圖

當阿克蘇機場出現600 m≤能見度<1 000 m時，其主要的風向為080°～090°～100°和020°～030°～040°，為偏東風，平均風速為1 m/s～5 m/s。

由此可得出結論：當阿克蘇機場出現能見度<200 m時，以偏西風為主，平均風速2 m/s～13 m/s；200 m≤能見度<400 m時，以東風為主，平均風速2 m/s～8 m/s；400 m≤能見度<600 m時，以東風為主，平均風速2 m/s～6 m/s；600 m≤能見度<1 000 m時，以偏東風為主，平均風速1 m/s～5 m/s。

5 濕度

圖8 累月相對濕度平均值的次數

根據阿克蘇機場氣候特征，將相對濕度分為0～20%、21%～40%、41%～60%、61%～80%、81%～100%5個區間。由此分析發現：四月相對濕度較小，相對濕度在0～20%的區間中出現的次數為12次，相對濕度在21%～40%的區間中出現的次數為15次，相對濕度在41%～60%的區間中出現的次數為2次；次之的為三月的相對濕度，相對濕度在0～20%的區間中出現的次數為6次，相對濕度在21%～40%的區間中出現的次數為7次，相對濕度在41%～60%的區間中出現的次數為5次，在61%～80%的區間中出現的次數為2次；五月相對濕度較三月相比在41%～60%的區間出現的次數為2次，且沒有相對濕度在61%～80%區間中出現沙塵的情況。其余9個月的相對濕度都較小。本文又將3月—5月歸為春季，由以上低能見度次數以及相對濕度綜合可以得出結論：當阿克蘇機場出現低能見度時(沙塵)，主要出現在春季，且春季的相對濕度較小，天氣較為干燥，為造成低能見度提供了有利的氣候條件。

6 結論

分析可知，阿克蘇機場低能見度具有如下特征：①春季低能見度出現最多，且相對濕度較小，氣候干燥，最有利于沙塵低能見度的形成和維持，冬季氣候穩定，能見度狀況最好；阿克蘇機場低能見度多于午后至傍晚形成，夜間至清晨能見度狀況最差，白天日出后能見度逐漸轉好。②低能見度持續時間2 h～4 h次數最多、持續時間>24 h次數最少；低能見度年際變化大致呈現小幅度減少趨勢。③當出現能見度<200 m時，以偏西風為主；出現能見度≥200 m時，以東風為主。