1. 引言
雾是近地面空气中水汽凝结或凝华而使主导能见度降低到小于1000米的现象。在飞机起降过程中,雾影响飞行员目视跑道,飞行员在心理上产生压力容易导致操作失误,严重时甚至会发生飞行事故。因而其成为影响民航飞行的重要天气,因雾天气导致航班延误,改返航的现象时有发生,给航空公司带来巨大经济损失,也严重影响旅客出行 [1] 。因此,对贵阳机场的雾天气进行分析研究具有一定的意义。准确预报雾的形成和消散时间对航空气象特别重要。何晓燕对伊宁机场大雾天气分布特征的分析研究 [2] ;马玉倩对浦东机场大雾天气的特征分析与观测研究 [3] ;赵得显等对昆明机场大雾天气中主导能见度与RVR的变化分析研究 [4] ,这些研究都对雾的分析预报都具有一定的指导意义。本文仅针对贵阳机场,根据雾的成因要素,对三次雾天气过程进行对比分析,探寻各要素的充分必要性,以期对实际工作具有一定的参考价值。
2. 实况回顾
2月25日:24日22:00天空转多云,25日03:00能见度波动,从10,000米降至5000米,06:00能见度降至3000,米,06:59降至800米,09:41雾散。
3月4日:3日白天天空打开,4日04:26~10:00本场起雾,能见度最低200米。
3月9日:未起雾。
查询这三次天气历史资料得知,这三次过程前一天贵阳机场都有产生降水天气,低层水汽含量充足。
3. 环流形势对比分析
3.1. 高空环流形势
Figure 1. (a~c): 500 hPa, 700 hPa, 850 hPa situation at 08:00 on the 25th
图1. (a~c):25日08时500 hPa、700 hPa、850 hPa形势场图
Figure 2. (a~c): 500 hPa, 700 hPa, 850 hPa situation at 08:00 on the 3rd
图2. (a~c):3日08时500 hPa、700 hPa、850 hPa形势场图
Figure 3. (a~c): 500 hPa, 700 hPa, 850 hPa situation at 08:00 on the 9th
图3. (a~c):9日08时500 hPa、700 hPa、850 hPa形势场图
从图1~3可以看出,这三次过程,500 hPa形势场上贵阳本场均是受槽后偏西到西北气流控制,700 hPa和850 hPa上本场均是受高压环流控制,以东北气流为主。中高空的这种环流形势配置有利于夜间辐射降温,是出现雾天气的重要天气背景。
3.2. 地面形势对比分析
Figure 4. (a~b): Surface pressure field at 05:00 and 08:00 on 25th
图4. (a~b):25日05时和08时地面气压场图
Figure 5. (c~d): Surface pressure field at 05:00 and 08:00 on 4th
图5. (c~d):4日05时和08时地面气压场图
Figure 6. (e~f): Surface pressure field at 05:00 and 08:00 on 9th
图6. (e~f):9日05时和08时地面气压场图
从图4可以看出:贵阳本场受高压外围的均压场控制,等压线较为稀疏,没有明显的气压梯度力,因而贵阳机场的风力条件利于形成雾。25日05时东北部已起雾明显,08时本场均处于压场边缘已经起辐射雾。图5可以看出4日高压环流内大范围起雾,贵阳处于高压中心控制,弱的西南风使近地面相对湿度增大,利于近地面水汽聚集。这种近地面环流形势利于逆温层的形成。图6可以看出贵阳本场也是受高压外围的均压场控制,亦是利于形成雾的形势,但是最终9日并没有起雾,说明雾的预报还要结合其他气象要素。
3.3. 探空形式对比分析
Figure 7. (a~c): Temperature log pressure diagram of Guiyang Station at 00 on 25th, 3rd and 8th
图7. (a~c):25、3日、8日00时贵阳站温度对数压力图
从图7(a)看出,25日有明显逆温层,逆温层阻挡了上下层空气的湍流和动能量交换,有利于近地面空气层维持静稳的层结,利于水汽聚集和凝结;图7(b)看出3日700 hPa高度附近有明显逆温层建立,800 hPa左右高度上有湿区存在,整个低层云层高且薄;而8日逆温层不明显。
4. 气象要素对比分析
Figure 8. (a~c): Changes in relative humidity on 25th, 4th and 9th
图8. (a~c):25日、4日、9日相对湿度变化图
从图8看:25日和4日的雾天气持续时段的相对湿度都是在96%以上,符合雾天气产生条件之一:水汽充足。9日相对湿度值也一直持续在90%以上,但因其他因素最终未起雾。
从图9看出:主导能见度和RVR的开始降低时间和雾开始时间相对应,当主导能见度和RVR逐渐上升,雾开始消散。
Figure 10. (a~b): Comparison of wind speed changes and wind direction changes on the 4th and 9th
图10. (a~b):4日和9日的风速变化对比图和风向变化对比图
从图10的风速图看,4日过程期间,地面基本都是小于2 m/s的微风,近地面层湍流非常弱,利于水汽聚集、冷却、凝结,这是雾天气形成的一大必要因素。几时以后风速开始增大,近地面湍流增强,加速了雾的消散。9日风速一直较大,近地面湍流强,不利于雾的形成。9日地面风速比4日稍大,风向变化在相对起雾期间有所摆动。
5. 结论
综合以上分析,雾天气过程的产生有几个必要条件:1、适宜的风;2、适当的冷却作用;3、充足的水汽和凝结核。以上三个条件缺一不可。9日未起雾就是因为近地面风速较大,湍流较强,不利于层结稳定。25日起雾,形势上符合经典起雾,但由于当天白天阴天,晚上22时转多云,云高1000米,后续云量逐渐减少,云抬升。中高云阻挡不了辐射降温,但起雾时间偏晚,消散仍在日出后9:30。4日起雾,形势上符合经典起雾:整层高压控制,地面均压区晴夜、微风、逆温层。天空打开时间早,故起雾时间偏早,在04:26,一直持续到10:00。9日起雾,形势上符合经典起雾,但海平面气压场有摆动,上层气柱风变化较大,不利于起雾。