哈尔滨机场一次异常低能见度天气过程分析

哈尔滨机场一次异常低能见度天气过程分析

郑忠涛[1] 何佳宇

（民航黑龙江空管分局气象台，哈尔滨市，黑龙江省，150000）

摘要：2015年11月10日-12日，哈尔滨机场出现了持续三天的大雾天气，本文通过形势场分析了大雾的形成原因，并对大雾期间气象要素的变化特点进行分析，总结此次异常低能见度天气过程不同时期的预报着眼点。

关键词：气象光学视程（MOR） 大雾

1 引言

雾是指由于近地层空气中悬浮的无数小水滴或小冰晶造成水平能见度不足1000米的一种天气现象。2015年11月10日-12日，哈尔滨机场出现了连续三日大雾天气，大雾天气共造成四百多架次航班取消或备降，对航班正常运行带来极大影响。为复盘此次天气过程对航班运行的影响，详细分析了大雾期间气象要素的变化特点，总结此次异常低能见度天气过程中不同时期的预报着眼点，以此来提高预报员复杂天气条件下的气象服务保障能力。

2 天气形势和实况分析

分析2015年11月10日08时和20时（北京时，下同）850hpa高空图（图略）可知，东北地区受高空脊控制，并且高空脊中等高线和等温线十分稀疏，在哈尔滨站的北侧，风场上表现为反气旋环流；地面图天气图上东北地区表现为宽阔的均压区，且地面等压线非常稀疏。11日和12日的整体环流形势维持不变。弱的环境场是异常低能见度天气发生的基本条件。另外，11月09日，哈尔滨出现了弱降雪天气，为大雾的形成提供了充足的水汽条件，叠加秋冬季时期的大气污染物累积，更有利于异常低能见度天气的发生。

哈尔滨机场观测实况显示，11月10日至12日，机场出现了2015年入冬以来持续时间最长的一次低能见度天气过程。整个过程机场主导能见度低于800米的时间近37小时，低于100米的时间长达27小时，最低主导能见度0米。另外，自动观测记录显示，在能见度的波动变化中，风向和温度有也有着显著的特征变化（详见图1）。

3 要素对比分析

在民航地面观测规范中，主导能见度是指观测点四周一半及其以上的视野都能达到的最大水平能见距离。其是一个观测者的估计值，受到个人主观因素影响较大。气象光学视程（MOR）[1]是指色温度为2700K时白炽灯发出的平行光束被大气吸收和散射后，光束衰减至5%时所通过的距离。MOR是能见度的物理定义。在要素对比分析中，由于MOR的数据连续性较好，且具有客观性和明确的物理意义，因此在本文做要素分析时，采用MOR来代替主导能见度做趋势分析。总结这次异常低能见度天气过程，有持续时间长和浓度大的特点，整个过程MOR有5次显著变化。下面将从温度和风向两个方面着重讨论MOR的变化以及大雾生消的成因。

3.1 MOR第一次波动

MOR第一次波动发生在10日10：30-12：30，在这之前，这时地面风以北风为主，仍然是弱冷空气起主导作用，配合温度的快速增温，这个增温现象主要是因为日出后受太阳辐射增温。当日地面的积雪在增温后，有消融迹象，近地面浅层融雪现象不利于快速增温现象持续，地面温度在快速升高后，开始震荡回落，融雪现象使得地表面变冷。此时地面风向由北转南，说明弱冷平流减弱或消失。融雪逆温和地面风向的转变，使得弱暖空气流经冷的地表面，空气冷却饱和而形成平流雾[2]，伴随MOR快速下降（详见图1）。反应弱冷暖空气输送的风向变化和融雪降温形成的冷地表面是分析平流雾的着眼点。当风向再次由南风转为北风时，表明有弱冷空气的侵扰，平流雾的形成条件遭到破坏，平流雾快速消散，MOR快速上升（详见图1）。这次MOR的波动，主要表现为平流雾的特征，有生消变化速度快的特点。

3.2 MOR第二次波动

地表浅层融雪使得地面相对湿度整体处于较高水准。在10日15：30左右，由于日落后辐射降温和近地面融雪现象，将使得地面温度快速下降。地面风向趋于地形风，转为偏南风，风速较小。这正是形成辐射雾所需要的条件。由于前期近地面水汽含量高，因此辐射雾的浓度会更强。机场观测记录显示，在10日15:25左右，地面气温迅速下降至-6℃以下，MOR数值在两三分钟内由1500骤降为不足100米，同一时段内风向迅速地由偏北风转为偏南风，辐射雾形成（详见图1）。地面辐射降温是预报辐射雾形成的着眼点。之后，由于风场和气压场无明显变化，大雾天气直到11日上午转好。

3.3 MOR第三次波动

MOR第三次波动发生在11日10：37。由于整体大气环流稳定，辐射雾形成后不易消散。11日日出后日照辐射增温效应，使得地面温度快速抬升，导致逆温层厚度减小，辐射雾快速消散。这期间，地面风向南北风频繁变化，这表示近地面有扰动存在。这次MOR的波动，是由于辐射雾的消散引起的快速上升，其主要着眼点在于是地面风向南北的频繁变化造成的扰动和地面温度受日照的快速增温。

3.4 MOR第四次波动

MOR第四次波动发生在11日17：00-19:00。对比10日环流形势分析，11日形势场基本维持不变，依然具备形成辐射雾的基本条件，因此，日落后的地面辐射降温是预报大雾发生的着眼点。11日17时左右落日，11日19时之前MOR值一直处在快速波动的不稳定状态，但整体数值都在1000米以上。对比同时刻的温度变化可知，温度并非持续下降，而是存在剧烈波动，这说明地面辐射降温效果正在积累显现。随着温度的显著下降，MOR也随着快速下降。机场观测记录显示，在18:48 MOR迅速下降至不足100米，主导能见度也快速下降至300米（详见图1）。另外，持续两天的弱气压场形势，不利于污染物的扩散，这更有利于低能见度天气的长时间维持。

3.5 MOR第五次波动

MOR第五次波动发生在12日02：40-08：00。这一次波动表现为震荡特征，MOR时有起伏，较不稳定。这主要是因为地面始终是偏北风，弱冷空入缓慢侵入，使得温度持续走低，最低温度约在-14℃，较前一日最低温度低2℃（详见图1）。虽然有弱冷空气的侵入，但是由于前期辐射雾浓度较大，不足以使能见度大幅度好转，因此在MOR上表现为震荡特征，待到日出后太阳辐射增温与气压场逐渐加强共同作用，辐射雾消散，能见度大幅度上升。

4 总结

鉴于以上过程分析，总结以下几点关于异常低能见度天气的预报经验：

1、地面融雪降温是形成冷下垫面的重要方式，当有弱暖空气配合时，易形成平流雾。

2、地面温度变化对辐射雾和平流雾的生消具指示意义，是预报的关键着眼点。

3、哈尔滨机场地形性风向为偏南风，稳定的偏北风，不有利于能见度天气的维持。

参考文献：

[1] AP-117-TM-02R1,民用航空气象地面观测规范[S]

[2] 严文莲,濮梅娟,刘安宁,孙燕,叶芳朱. 2009年南京冬季一次平流雾成因分析[J].气象科学,2012(01)

[1] 作者简介：郑忠涛、男、主任工程师、主要从事航空气象预报工作，邮箱：2231151276@qq.com