华东空管局气象中心 上海市 200335
摘 要: 2012年1-4月,浦东机场受天气原因影响实施Ⅱ类运行12次,Ⅱ类运行总时间达73小时,对航班的正常运行造成了较大影响。本文通过气候资料统计和典型个例分析,总结了造成浦东机场启动Ⅱ类运行的低云低能见度天气特征。分析表明,浦东机场的低云低能见度天气具有明显的季节分布和日分布特征,弱气压场的天气形势配合浅层的偏东气流往往能引发长时间的低云低能见度天气。最后,针对减小浦东机场Ⅱ类运行对航班正常率的影响提出了一些合理化建议。
关键词:浦东机场 Ⅱ类运行 低云低能见度 平流低云 平流雾
1 引言
民用机场实施的仪表着陆系统Ⅱ类运行(以下简称为Ⅱ类运行)是航空器在机场气象条件降低至一定标准以后所启动的一种仪表进近着陆方式。Ⅱ类运行的气象标准包括能见度和/或跑道视程、云底高度[1]。简单来说,Ⅱ类运行要求飞机配备Ⅱ类运行的相关设备,机组经过相关的Ⅱ类运行培训,并且得到相关部门的审核合格。
2012年1-4月,上海浦东机场多次出现低云低能见度天气,共启动Ⅱ类运行12次,维持Ⅱ类运行总时间达73小时,其中大部分Ⅱ类运行的启动都是由平流低云过程引起。本文将利用气象局常规气象资料、机场观测数据等对浦东机场Ⅱ类运行的天气原因进行具体分析。
2 历史统计分析
浦东国际机场地处我国东南沿海,属亚热带季风型气候,并具有海洋性气候特点。全年气候温和湿润,雨量充沛,雨热同季。其航空气候特点为:三春云低,盛夏雷响,仲秋云高,隆冬雾浓。目前,浦东机场的Ⅱ类运行的气象标准为:30米≤云底高≤60米或350米≤跑道视程≤550米。
浦东机场的低云、低能见度天气主要集中在11月至4月之间,其中,尤以春季为最。11月份也是低云低能见度天气出现较多的月份,而冬季的12月以及1月份出现低云低能见度天气的频次相对较低。
浦东机场雾的形式主要有辐射雾、锋面雾(包括低压中心的雾)、平流雾和平流辐射雾。其中,冬春季的平流雾对飞机的起降安全和航班的正常性带来影响最大。对2000-2009近十年的大雾天气进行普查统计,其中,具有平流性质的雾日占总雾日的37.7%左右,且一旦发生平流雾,就有78.0%的概率发生低于500米的浓雾天气。平流雾维持时间2—5小时占40.0%左右,5—12小时占30.0%左右,明显比辐射雾的平均持续时间长。另外,平流雾往往与平流低云天气同时出现,对飞行的影响尤为严重[2]。
3 2012年1-4月浦东机场Ⅱ类运行天气分析
3.1 1-4月浦东机场Ⅱ类运行数据统计
2012年1-4月,浦东机场受天气原因影响实施Ⅱ类运行12次,启动二类准备未实施5次,对航班的正常运行造成了较大影响。从统计数据来看,1-4月浦东机场启动Ⅱ类实施以及Ⅱ类准备未实施都是由低云、低能见天气造成。进一步分析表明,1-4月共12次Ⅱ类实施都出现了低云天气,其中,有33.3%的低云过程伴随有大雾天气发生;在仅有低能见度天气发生的情况下,浦东机场没有启动过Ⅱ类实施或Ⅱ类准备未实施。由此可见,低云是2012年1-4月浦东机场启动Ⅱ类实施的主要原因。
表1 2012年浦东机场Ⅱ类实施情况汇总表
序号 | 日期 | 准备时间 | 实施时间 | 实施原因 |
Ⅱ类实施情况:共计12次,其中1月0次,2月7次,3月3次,4月2次。 | ||||
1 | 2012年02月05日 | 04:41 | 05:02—10:21 | 低云低能见度 |
2 | 2012年02月06日 | 01:43 | 02:32—15:13 | 低云 |
3 | 2012年02月12日 | 20:00 | 20:43—21:32 | 低云 |
4 | 2012年02月14日 | 13:20 | 13:30—14:02 | 低云 |
5 | 2012年02月21日 | 06:32 | 12:25—19:03 | 低云 |
6 | 2012年02月21日至22日 | 19:49 | 21日20:01—22日19:33 | 低云低能见度 |
7 | 2012年02月22日 | 20:48 | 21:04—22:08 | 低云 |
8 | 2012年03月01日 | 01:47 | 02:04—06:06 | 低云 |
9 | 2012年03月16日 | 06:54 | 07:09—09:46 | 低云 |
10 | 2012年03月28日至29日 | 17:26 | 28日17:42—29日04:37 | 低云低能见度 |
11 | 2012年04月11日 | 01:02 | 01:34—02:20 | 低云 |
12 | 2012年04月19日 | 03:26 | 04:00—10:32 | 低云(短时有低能见度) |
Ⅱ类准备未实施情况:共计5次,2月2次;3月3次。 | ||||
1 | 2012年02月14日 | 07:01—08:17 | 未实施 | 低云低能见度 |
2 | 2012年02月23日 | 04:55—06:12 | 未实施 | 低云 |
3 | 2012年03月01日 | 08:32—12:58 | 未实施 | 低云 |
4 | 2012年03月04日 | 02:32—08:05 | 未实施 | 低云 |
5 | 2012年03月18日 | 08:20—11:07 | 未实施 | 低云 |
注:表中时间为北京时;统计日期:2012年01月01日—2012年04月20日
3.2 典型个例分析
2012年2月21日06:30(北京时,下同)开始,浦东机场出现低云低能见度天气,低云云底高降至90米以下,21日12:30-16:00、19:00-22:30以及22日00:30-19:00云底高维持在30米及以下,持续时间长达25小时。浦东机场遭遇了自1999年开航以来最严重的持续低云天气,长时间的低云天气造成大面积航班取消和延误。2月22日,上海两场共取消进出港航班1021架次,备降航班78架次,返航6架次,延误2小时以上航班76架次。2月21-22日的两次天气过程,具有较典型的春季华东沿海地区低云低能见度天气案例,着重分析如下。
(a) (b)
图1(a)、(b)分别为22日08:00、20:00(北京时)地面天气图,红色实线
为地面辐合线,紫色实线为850hPa切变线,绿色箭头为700hPa急流带。
3.2.1天气形势分析
2月份以来,大气中高层的南支系统维持在孟加拉湾地区,华东中南部地区暖湿气流活跃,上海地区处高湿区中,浅层水汽输送充沛。地面分析:长江下游地区处于变性的海上高压后部的偏东气流控制,暖湿气流强盛,上海地区由变性的弱气压场转为受切变线倒槽控制,为低云天气的形成创造有利的天气流场。当北方冷空气跨过太行山脉扩散南下,上海及长江口地区流场改变,地面风由偏东风转为西北风,预示低云天气结束,见图1(a)、(b)。
3.2.2探空与实况风场分析
根据22日00UTC上海的探空曲线(图2):在900hPa以下东南偏南气流,其上至对流层顶均为西南气流,说明地面至高空暖湿平流强盛。另外,层结稳定,从近地面至850hPa为稳定的逆温层(在上海地区的上空犹如盖着一层锅盖),逆温层阻碍了近地面与高空热量与水汽的垂直交换,使得低层变得更暖更湿,为低云天气的形成创造了层结条件。
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图 2 22日00UTC上海地区温压探空曲线 |
3.2.3天气过程小结
(1)中低空强盛的暖湿气流配合地面辐合切变流场是浦东机场形成低云天气的大气环流场形势。此类天气形势下,浦东机场多受近地面偏东或东南气流控制,有利于海上平流低云、平流雾影响浦东机场;
(2)稳定的大气层结阻碍了近地面与高空热量与水汽的垂直交换,为低云天气的形成创造了层结条件;
(3)浦东机场临海的特殊地理位置是产生局地低云天气的主要原因;
(4)冷空气扩散南下,使得上海和长江口地区的流场改变,地面风由偏东风转为西北风,低云云底抬升,预示浦东机场低云天气结束。
三、小结
根据历史资料的统计分析和典型个例的过程分析,本文得出若干结论如下:
(1)冬春两季是浦东机场低云、低能见度天气的多发期,其中低云天气主要出现在每年的2-4月份。浦东机场的平流低云和平流雾对航班运行的影响尤为严重,夜间为浦东机场平流低云和平流雾的高发时段。
(2)影响浦东机场平流低云和平流雾的主要环流形势有入海高压后部型和副高西北侧静止锋型,其中浅层和地面的偏东气流是浦东机场低云、低能见度天气发生的一个重要特征。
(2)建议航空公司增加能够实施Ⅱ类运行的航班数量,以应对春季节可能发生的长时间的低云低能见度天气。建议空管部门在春季设计备用方案,将航班的早高峰推后至09:00以后,以避开夜间至早晨(00:00-08:00)低云低能见度天气出现概率较高的时段。
(3)可见光云图和自动站观测是目前监测平流雾和平流低云的主要手段,也是预报此类危险天气的主要依据。加密自动观测,特别是增加浦东机场以东的海上测站,对提高平流雾和平流低云的预报精度有重要意义。
参考文献
[1] 中国民用航空仪表着陆系统Ⅱ类运行规定[M].中国民用航空总局令第57号.1996.
[2] 黄继雄,窦利军,阿利曼.首都机场平流雾特征分析与预报[J].气象科技.2011,39(1):50-55.