1. 引言
贵阳龙洞堡国际机场(以下简称贵阳机场)于1997年5月28日正式通航，机场标高1138.9米，为4E级民用国际机场，是中国西部地区重要航空枢纽、区域枢纽机场、西南机场群成员。贵阳机场地处云贵高原东侧，山地气候特点明显[1]，受静止锋影响天气复杂，雷暴、冰雹等强对流、低云低能见度、冰雪凝冻以及大风、风切变等天气交替伴随出现，这些天气现象对航班运行安全与效率构成严重威胁，例如强对流天气导致航班备降返航，低云低能见度造成航班延误，冬季冰雪凝冻影响跑道除冰作业等[2] [3]。尽管已有研究对贵阳机场的单一天气类型(如辐射雾、雷暴)进行了分析[4]-[11]，但系统性探讨多类复杂天气的时空分布特征及其对航班运行的综合影响仍显不足。
本文围绕提升民航气象服务“准确性”和“实用性”的要求，基于2008~2022年逐小时气象观测数据及2008~2024年航班运行数据，系统分析贵阳机场复杂天气的时间分布规律及其对航班运行的影响机制。旨在达到以下研究目标：一是揭示各类复杂天气在不同季节、时段的演变特征；二是量化各类天气对航班延误、备降、复飞的具体影响；三是结合机场运行标准，提出针对性保障建议。研究结果可为贵阳机场气象预警、航班调度及低能见度运行程序优化提供科学依据，同时对西南高原复杂地形下的机场气象服务具有参考价值。
2. 资料与方法
本文使用的资料包括2008年至2022年贵阳机场逐小时地面观测数据、逐小时机场实况报文、观测纪要等，以及2020年至2024年贵阳机场运行数据(包括起降架次、不正常航班架次、航班正常率等)。统计2008~2022年贵阳机场出现的复杂天气过程变化规律。分析其发生的时间特征以及对机场正常运行的影响，提出针对性的运行参考建议。
3. 贵阳机场总体概况
3.1. 地理位置和自然环境
贵州地形地貌复杂，山地性显著，整体地势西高东低，大势宛如一向东的马蹄，贵阳市正处于马蹄状地形的中部。低纬度、高海拔、丘陵群山作用显著，是贵阳机场气候主要的自然地理背景(图1)。贵阳市位于云贵准静止锋的活跃地带，同时市内水体众多，红枫湖、百花湖、松柏山水库、花溪水库等位于机场西侧上游地区，为贵阳及机场地区的天气演变提供了一定水汽条件。
来源：贵州省自然资源厅。
Figure 1. Topographic map of Guizhou Province (left) and Guiyang City (right)
图1. 贵州省(左)与贵阳市(右)地形图
3.2. 跑道构型和运行标准
贵阳机场位于北纬26˚32'，东经106˚48'。机场有水泥质东、西跑道两条(图2)，其中西跑道长3500 m、宽45 m，跑道编号为19R/01L；东跑道长4000 m、宽45 m，跑道编号为19L/01R。贵阳机场一般情况下，采用“左起右落”的模式运行，即使用19L和01L跑道起飞，使用19R和01R跑道落地，同时
Figure 2. Runway layout of Guiyang Airport
图2. 贵阳机场机坪平面图
贵阳机场可根据天气和运行情况，采用灵活使用跑道方式运行。
3.3. 气候特征和主要天气影响
按照我国气候带的划分，贵州省属于亚热带高原湿润季风气候，受复杂的地形、地貌影响，气候具有以下特点：冬无严寒，夏无酷暑，四季分明，雨水充沛；冬半年常受云贵准静止锋影响，多阴雨，少日照；受季风的不稳定性影响，干旱、暴雨、低温冷害、冰雹、大风等气象灾害频繁。
贵阳机场地处贵州中部地区，盛行偏北风，一年四季的气候特征为：春季冷暖多变，大风日数较多，云量多变、多低云，晴雨交替频繁，多夜雷雨，还可出现冰雹、雷暴及飑等灾害性天气。夏季，初夏多暴雨，盛夏连晴少雨，多雷暴，能见度较好，低云少。秋季气温变化大，初秋秋高气爽，晚秋多连阴雨，地面风向较恒稳。冬季，常受寒潮南下入侵影响，多降温冰雪凝冻天气，降水量小，低云低能见度天气出现频繁。
根据数据统计(2020年至2024年)，贵阳机场因本场天气原因出现728架次航班延误，875架次航班返航备降，95架次航班复飞(图3)，其中冬季航班延误较多的原因主要是除冰雪作业，春夏两季返航备降较多的主要原因则是雷雨对流天气影响。同时，对影响航班正常运行的天气进行分类分析，强对流天气(雷暴及中或大的降水、冰雹)造成的返航备降占比最高，冰雪凝冻天气(降雪、冻降水、霜)造成的航班延误占比最高，低云低能见度天气对运行的影响主要体现为航班延误，大风和低空风切变的主要影响体现为航班返航备降。本文将着重分析上述4类复杂天气的特征和影响。
Figure 3. Statistics of flight impacts at Guiyang Airport (2020~2024)
图3. 贵阳机场2020年~2024年航班影响情况统计
4. 复杂天气特征分析
4.1. 强对流天气
4.1.1. 雷暴天气特征
雷暴是对贵阳机场运行影响最频繁的天气(图4)。从年变化来看，贵阳机场年平均雷暴日数为39.1天，除12月外，均有雷暴天气发生，雷暴天气主要出现在3月~8月，其中，5月~8月为雷暴盛行期，出现次数最多，8月后雷暴日数明显减少。从日变化来看，一天当中，每个小时都有雷暴出现，同时，雷暴出现的时间也有明显的规律，雷暴最容易出现在08UTC~23UTC，其中出现最多的时段是10UTC~23UTC (多夜雷)，01UTC~06UTC为雷暴较少时段。
影响贵阳机场的雷暴主要有两种类型：系统性雷暴和局地热雷暴。系统性雷暴主要由高空槽、锋面、切变线等引发，往往从贵州西部生成并逐渐向东发展影响，对流云团尺度大，持续时间较长、范围较广，对机场和航路的影响较大。局地热雷暴主要发生在夏季高温高湿环境或台风外围云系中，单个对流云团尺度小，分布广，生成发展速度快，移动方向多变，对机场的影响时间往往不超过半小时，但对航路影响表现为绕飞不规律，指挥难度大。
贵阳机场雷暴的持续时长(图5)以0 h~1 h居多，累年总次数为320次，占49.3%，1 h~2 h及2 h~4 h的雷暴总次数分别为159次、115次，分别占24.5%、17.7%；4 h~6 h的雷暴较少，累年总次数为32次，占4.9%；6 h~12 h的雷暴更少，累年总次数为18次，占2.8%；12 h~24 h的雷暴很少，累年总次数为4次；持续24 h以上的雷暴仅有一次，出现在2018年6月21日，持续时间为28 h 53 m。
Figure 4. Monthly and hourly thunderstorm occurrence times over the years at Guiyang Airport (unit: times)
图4. 贵阳机场累年各月逐时段雷暴出现次数(单位：次)
Figure 5. Duration statistics of thunderstorms (unit: events)
图5. 不同持续时间的雷暴出现次数(单位：次)
4.1.2. 冰雹天气特征
贵阳机场2008年~2022年15年间共出现10次冰雹天气，冰雹天气仅出现在2月~5月份，2月~4月降雹日数均为0.1天，5月为0.2天。贵阳机场冰雹多发生在春季。贵阳机场的冰雹平均直径为3.8 mm；10次冰雹天气中，单次过程降水量最大41.8 mm，最小为19.6 mm，平均为31.3 mm；降雹一般伴有雷暴、中或大降水、偶有大风(最大阵风20 m/s)。近来，贵阳机场还发现在降水数小时后降雹的现象。
4.2. 低云低能见度
4.2.1. 雾天气特征
贵阳机场年平均雾出现日数为22.9天，其中1月出现次数最多，为2.7天，9月出现次数最少，为1.0天。影响贵阳机场的雾主要分为辐射雾和锋面雾，其中辐射雾的影响较大，主导能见度和RVR常降低至550米以下，锋面雾影响的主导能见度和RVR大多在550米以上。从图6可以看出，对运行造成影响的RVR低于550米的天气出现规律与雾出现规律基本相同，其中，冬季雾出现次数与RVR550 < 米出现次数相比较多，说明云贵准静止锋活动带来的锋面雾较多，而7~10月两者出现次数较为接近，说明在此期间出现的雾主要为辐射雾天气。
Figure 6. Annual variations of fog and RVR < 550 m occurrences (unit: days)
图6. 雾和RVR < 550米天气平均出现次数的年变化(单位：次)
一天当中，雾出现次数呈现U型分布(图7)，雾在21UTC~22UTC的出现次数最多，分别为71次和70次；在05UTC~09UTC之间没有出现。
Figure 7. Diurnal distribution of fog events (unit: events)
图7. 雾出现次数的日变化(单位：次)
分析雾的持续时间可知(图8)，雾持续时间2~3 h之间的次数最多，为19次；雾最长持续时长可达9~10 h，共出现三次；8~9 h的雾持续时长出现次数最少，仅2次。据统计，雾的持续时长最大可达10 h。
4.2.2. 低云天气特征
贵阳机场低云多为碎雨云，往往与本场在云贵准静止锋和地面辐合线影响下的持续性弱降水关系密切，虽然BKN、OVC量级频率低，但SCT、FEW量级的低碎云也严重影响着陆。这类云出现时，常体现为从北至南开始影响，跑道北端低洼地带的低云在北风的引导下，可在短时间内覆盖两条跑道及其延长线，云底高度常常低至30 m~60 m，伴随天气多为弱毛毛雨，主导能见度常降低3000米以下，偶尔降低至1000米以下，形成锋面雾。
贵阳机场低云平均出现次数的年变化分布特征呈双峰型分布(图9)，第一峰在1月，为3.7次；第二峰出现在11月，为2.2次；7月平均出现次数最少，为0.2次。
Figure 8. Duration statistics of fog (unit: events)
图8. 不同持续时间的雾出现次数(单位：次)
Figure 9. Annual variations of low cloud occurrences (unit: days)
图9. 低云平均出现次数的年变化(单位：次)
从日变化特征来看(图10)，其变化特征呈现U型分布，在23UTC出现次数最多，为167次；在06UTC~07UTC并列最少，为29次。低云全天都会出现，但大多时候出现在傍晚至上午期间。
低云持续时长(图11)多分布在1~10小时之间，其中4~5小时的时长出现最多，为28次；0~1小时与15~16小时时长都只出现3次。据统计，低云的持续时长最大可达19小时。
4.3. 冰雪凝冻
4.3.1. 降雪天气特征
贵阳机场降雪在10月~次年3月均可出现，其中1月出现日数最多，累年平均为3.9天。贵阳机场累年降雪初雪平均日是12月20日，终雪日是2月9日，初终间日数平均为52天；最早初雪日为2011年10月13日，最晚初雪日为2017年2月25日；最早终雪日为2015年1月11日，最晚终雪日为2011年3月15日。
Figure 10. Diurnal distribution of low cloud events (unit: events)
图10. 低云出现次数的日变化(单位：次)
Figure 11. Duration statistics of low clouds (unit: events)
图11. 不同持续时间的低云出现次数(单位：次)
贵阳机场降雪全天均可出现(图12)，其中16UTC出现次数最多，平均为2.1次。贵阳机场降雪的不同持续时间中(图13)，以 < 2小时的出现日数最多。而各月的降雪持续时间均有不同，其中12月易出现持续时间 > 12小时的降雪，1月易出现持续时间2~4小时的降雪，2月易出现持续时间 < 2小时的降雪。
贵阳机场的降雪形态(表1)有小雨夹雪、弱冻雨夹雪、米雪、小雪、中雪，其中以小雪出现频率最高，为57.5%。贵阳机场出现降雪时，积雪的出现频率为21.9%，其中最大积雪深度为10厘米。
4.3.2. 冻雨天气特征
贵阳机场冻雨在12月~次年2月均可出现，年平均日数为4.3天，其中1月出现日数最多，累年平均为1.3天。冻雨全天均可出现，日变化较为显著(图14)，其中16UTC出现次数最多。
Figure 12. Diurnal distribution of snowfall (unit: events)
图12. 降雪出现次数的日变化(单位：次)
Figure 13. Duration statistics of snowfall (December-February, unit: events)
图13. 12月~2月不同持续时间的降雪出现次数(单位：次)
Table 1. Snowfall types and frequencies
表1. 降雪天气类型及频率
天气现象 |
小雨夹雪 |
弱冻雨夹雪 |
米雪 |
小雪 |
中雪 |
次数 |
8 |
2 |
4 |
23 |
3 |
占比 |
20% |
5% |
10% |
57.5% |
7.5% |
Figure 14. Diurnal distribution of freezing rain (unit: events)
图14. 冻雨出现次数的日变化(单位：次)
一般情况下，冻雨从傍晚开始，至第二天上午结束，中午前后，冻雨在地表面及近地面物体上的凝冻便会融化。如果冻雨连续时间长，且雨较稠密时，冻雨便无日变化可言，且越积越厚实，严重影响飞机的起降安全。
贵阳机场冻雨的不同持续时间中(图15)，以<2小时的出现日数最多。而各月的冻雨持续时间均有不同，其中12月易出现持续时间 > 12小时的冻雨，1月易出现持续时间 < 2小时的冻雨，2月易出现持续时间 < 2小时的冻雨。
Figure 15. Duration statistics of freezing rain (December-February, unit: events)
图15. 12月~2月不同持续时间的冻雨出现次数(单位：次)
贵阳机场冻雨期间的气温分布显示，冻雨时当日气温最高可达7.2℃，最低为−4.7℃。冻雨形态(表2)有弱冻毛毛雨、弱冻雨，其中以弱冻毛毛雨出现频率最高，为68.4%。
4.3.3. 霜天气特征
贵阳机场霜在12月~次年2月均可出现，其中12月出现日数最多，累年平均为1.8天。贵阳机场霜出现在16UTC~次日04UTC，其中23UTC~24UTC出现次数最多，平均为3.4次。贵阳机场霜的不同持续时间中(图16)，以2~4小时的出现日数最多。而各月的霜持续时间均有不同，其中12月易出现持续
Table 2. Freezing rain types and frequencies
表2. 冻雨天气类型及频率
天气现象 |
弱冻毛毛雨 |
弱冻雨 |
次数 |
26 |
12 |
占比 |
68.4% |
31.6% |
Figure 16. Duration statistics of frost (December-February, unit: events)
图16. 12月~2月不同持续时间的霜出现次数(单位：次)
时间2~6小时的霜，1月易出现持续时间2~4小时的霜，2月易出现持续时间2~4小时的霜。贵阳机场霜期间的气温分布显示，有霜时的气温最高为2.2℃，最低为−4.2℃。
4.4. 大风和低空风切变
4.4.1. 大风天气特征
贵阳机场风速 ≥ 17 m/s的大风天气主要有两类，一类是热低压影响下的偏南大风，一类是强对流天气伴随的雷暴大风。大风天气全年都可出现(图17)，其中3月和4月平均出现次数均为1.5次，为全年最高；2月最低，为0.3次。
全天各时次均会出现大风天气(图18)，但出现最多的时段为01UTC~12UTC之间，多为午后大风，其中09UTC大风出现次数最多，为128次。贵阳机场历年来出现的风速极值是2022年4月24日的雷暴大风，最大风速为32米/秒，风向为100˚。
Figure 17. Annual variations of strong wind events (unit: days)
图17. 大风平均出现次数的年变化(单位：次)
Figure 18. Diurnal distribution of strong winds (unit: events)
图18. 大风出现次数的日变化(单位：次)
4.4.2. 风切变天气特征
从风切变平均出现次数的年变化(图19)可以看出，贵阳机场除6月外，其余各月均有风切变天气出现，其中3月最多，为0.9次，8月次之，为0.6次。
风切变出现次数的日变化特征显示(图20)，全天各时段均有风切变出现，其中10UTC出现的风切变次数最多，为18次；而在19UTC~22UTC之间风切变的出现次数最少，均为1次。
引发贵阳机场风切变的天气系统主要有冷锋、准静止锋、低空急流和局地热对流，其中冷锋引发的风切变最多，常伴随强对流天气过境，地面风由南风转为北风的过程中，北风越大、风向转换越快，风切变也越明显。
Figure 19. Annual variations of wind shear events (unit: days)
图19. 风切变平均出现次数的年变化(单位：次)
Figure 20. Diurnal distribution of wind shear (unit: events)
图20. 风切变出现次数的日变化(单位：次)
各类型风切变在各高度上的频次分布可以看出(图21)，冷锋型风切变出现在150~300米高度上的几率较大；准静止锋型主要发生在250~400米的高度和600米以上的高度上；低空急流型各高度上频次差别不大，但是四种类型中最有可能发生在50米以下的风切变类型；局地对流型主要发生150~400米的高度上，400米以上的情况很少发生。
Figure 21. Altitude distribution of wind shear types (unit: events)
图21. 不同类型风切变出现高度变化特征(单位：次)
5. 运行保障气象建议
5.1. 复杂天气影响类型分析
根据2008年~2022年贵阳机场航班运行受本场天气影响数据，将复杂天气对航班的影响分为“复飞”“返航备降”和“延误”三类，并按照低云、雾、强对流(包含雷暴、冰雹)、降雪、冻雨、霜、大风、风切变共计8类不同的天气类型影响情况进行分析(图22)。可以看出，强对流天气出现次数最多，有599次，占全部复杂天气总数的38%，低云天气340次，占比22%，雾220次，占比14%。造成航班复飞影响最多的天气是低云，有67架次，占比44%，其次是强对流天气，有41架次，占比27%，风切变影响的有31架次，占比21%；造成航班返航备降影响最多的是强对流天气，有1288架次，占比72%，其次是雾，有220架次，占比12%，低云影响的有137架次，占比8%，其余天气造成的返航备降影响较少；造成航班延误影响最多的天气是雾，有1979架次，占比49%，其次为强对流天气，有774架次，占比19%，降雪影响的有735架次，占比18%。
Figure 22. Impact classification of complex weather on flights
图22. 贵阳机场复杂天气对航班的影响情况
5.2. 复杂天气影响年变化分析
分析各类复杂天气影响的年变化规律可知(图23)，贵阳机场雷暴月平均出现日数主要发生在5月至8月；冰雹在2~5月偶有出现；降雪及冻雨均主要出现在12月至次年2月；霜主要出现在1月；雾主要出现在6月；低云主要出现在11月至次年2月，其中1月最多；大风主要出现在3月至4月、7月至8月；风切变主要出现在2月、3月及8月。贵阳机场春季多大风、低云、风切变和强对流天气影响，夏季主要受强对流天气、大风和大雾天气影响，秋季低云低能见度天气的影响开始增加，冬季主要受降雪、冻雨、霜和低云低能见度天气影响。
5.3. 复杂天气影响日变化分析
分析各类复杂天气的日变化规律可知(图24)，贵阳机场雷暴多出现在13时至21时；冰雹多出现在11时至14时；降雪多出现在00时至09时；冻雨多出现在夜间，13时至21时；霜多出现在22时~次日01时；雾多出现在夜晨，20时至次日01时；低云多出现在夜间，15时至次日01时；大风多出现在午后，04时至10时；风切变多出现在08时至11时。一天当中，早高峰放行时段主要受低云、雾、大风天气影响；午后至傍晚时段主要受强对流、大风天气影响；夜间运行时段主要影响天气为强对流、低云和冰雪凝冻天气。
Figure 23. Monthly distribution of key weather types
图23. 重要天气类型月平均出现日数年变化
Figure 24. Diurnal distribution of key weather types
图24. 重要天气类型出现次数日变化
6. 结论
6.1. 贵阳机场复杂天气时空特征显著
强对流天气：年均雷暴日数达39.1天，高发于5~8月午后至傍晚，局地热雷暴与系统性雷暴并存，导致航班备降占比达72%。
低云低能见度：年均雾日22.9天，冬季锋面雾与辐射雾交替，主导能见度常低于550米，是航班延误的主要诱因(占比49%)。
冰雪凝冻：1月降雪、冻雨频发，冻雨持续时间最长可达12小时，需依赖除冰作业保障跑道适航性。
大风与风切变：春季偏南大风与雷暴大风并存，风切变多由冷锋过境引发，高度集中在150~400米，对起降阶段威胁显著。
6.2. 贵阳机场复杂天气应对建议
差异化保障策略：强对流天气需加强雷达监测，提前做好航路绕飞预案；低云低能见度应根据Ⅱ类运行标准配备机组资源；冰雪凝冻需提前科学部署除冰资源。
时间敏感调度：早高峰重点关注低云与雾，午后防范强对流，夜间加强冰雪天气预警。
6.3. 研究意义与展望
本研究通过多源数据融合，首次系统揭示了贵阳机场复杂天气的交互影响机制，提出的运行建议已初步应用于贵州空管分局的预警业务，未来需进一步结合数值模式与人工智能技术，提升短临预报精度，并探索地形动力效应对局地天气的调制作用。