机场雷暴天气要素观测分析

机场雷暴天气要素观测分析

欧彦麟

西北空中交通管理局710068

摘要：在飞机飞行安全以及各类机场地面设备安全维护的过程中，威胁性自然因素较多，雷暴就是其中影响较大的一种天气现象。在大气不稳定的状况下极易诱发雷暴现象，雷暴天气是积雨云层以及云层和地面之间的放电，同时属于伴随其中的强风和冰雹等恶劣天气现象的总称。在雷暴天气影响下极易出现对飞机飞行动能的破坏以及对机场地面飞行设备的严重破坏。本文从机场雷暴天气特征入手，综合分析了雷暴天气要素的观测相关内容，最后对先进气象探测设备的使用进行了完整总结。通过机场雷暴天气要素观测分析，可以为未来的机场灾害天气预警以及安全维护提供良好建议和理论支持。

关键词：机场雷暴天气要素观测分析

一、引言

雷暴天气是对飞机飞行安全以及飞机无线通讯造成重大干扰和影响的天气现象之一。雷暴天气下，云层中的强烈垂直性气流很容易造成飞机颠簸，飞机在此过程中会被迫降低飞行高度，从而导致航线偏离，整体的飞机操控性能随之下降。所以，对于雷暴天气的观测和预警对于飞机飞行安全至关重要，航空气象预警工作人员需要进一步做好相关灾害天气观测工作。

二、机场雷暴天气特征分析

对机场产生影响的雷暴天气通常可以划分为以下两个类别：第一，局部性地面热力雷暴，主要的热力基础来源于下垫面和气流摩擦性动力层，在两种热动力的共同促动下造成气流抬升，最终导致伴随强降雨以及大风的雷暴天气出现。从雷暴天气的产生时间来看，通常情况下出现在夏季高温逐步上升的午后以及高温缓慢下降的上半夜，雷暴天气的出现也会受到地形因素的严重影响。大部分处于临海地区的机场因为有来自海洋的充足水汽，另一面因为城市建筑集中和交通等多种因素影响，存在城市热力孤岛效应，有自然的热力屏障，所以，在此种地形以及环境因素的影响下很容易出现局部性的局部性地面热力雷暴。另一种是系统诱发性雷暴，也就是人们通常所说的，因为环流影响范围较大而导致的系统诱发性雷暴，常见的有锋面、低涡以及副高三种，该种类型的雷暴天气通常强度较大，影响范围较广，属于多种灾害天气的组合。持续时间可以长达4-5小时，凌晨和傍晚均有可能出现，该种雷暴天气造成的地面扰动都要强于局部性地面热力雷暴[1]。

三、雷暴天气要素的观测分析

（一）低空风切变

从发生高度角度分析，低空风切变一般距地面高度低于500M，属于一种水平风平均状态下的垂直性锋面切变，是在飞机安全着陆过程中产生威胁的主要危险天气因素。在雷暴天气条件下，很容易诱发低空风发生切变，从而进一步导致出现锋面的下沉性暴流或者强度下沉暴流。从目前来看，我国大部分的机场还没有对低空风切变采用合理有效的观测手段，通常情况下还是依靠飞行员的飞行时时对讲信息反馈，以及对雷暴天气的单体特征分析报告来实现对低空风切变的观测和研究。通过实践观测总结发现，在700M-800M及＜700M的平流层中，出现天空灰暗，云体底部锋面移动，云层底部开始快速前移或者产生翻滚时，就可以确认为云层附近区域以及近地面低空区域发生低空风切变[2]。

（二）降水强度判定

在雷暴天气影响下，很容易出现间隔性降水，间隔性降水属于积雨云层降水。实际的间隔性降水强度由积雨云层的变化速度以及强度来决定，对于实际的降水强弱判断可以采用定性的判断方法，也就是通常使用的雨声判断、雨速判断以及积水高度增速判断，固定时间的降水总量就可以由此获知。相对而言，阵性降水如果强度较弱，则判断难度较小，如果间隔性降水强度较强，则需要在人工观测的基础上综合利用较为先进的雷雨探测技术，也就是常用的雷达雨量探测，通过该种探测手法可以对该机场的降雨回波实现动态扫描，从而对实际的回波强度以及回波分贝进行准确数据分析，由此可以预测出未来几天降水的强度及时间[3]。

（三）能见度

在雷暴天气的影响下，因为强降雨的空气扰动以及水汽的推动作用，会导致低空（＜900M）出现定能见度天气，或者因为雷暴天气下的云层光线覆盖，进而导致近地面能见度较低。导致视觉目标物与环境背景物的光线对比下降，在一定的距离范围之外无法看清物体，出现远距离视觉盲区。所以，在雷暴天气的影响下，不仅对飞机起飞和降落产生影响，还会对机场能见度产生影响。雷暴天气下的云层厚度增加，水分子覆盖面增加，同时短时间内大气透明度并没有改变，所容易造成视觉障碍。但是，需要明确的一点是雷暴天气不会引发雾霾现象，通过实际观测也可以发现，在雷暴天气下导致的能见度下降，但是空气和近地面云层气体分析显示并没有悬浮颗粒物的增加。

四、先进气象探测设备的使用

较为先进的气象探测设备的使用时提前做好灾害天气预警的重要手段和基础保障。目前，使用较多同时反馈效果良好的气象探测设备之一就是多普勒雷达，通过多普勒雷达探测技术的应用可以对稳定性云层以及积雨性云层进行准确判断，同时对于强对流环境下的雷暴天气判断较为有效。经过多普勒的探测回波分析可以进一步了解是局部地面性热力雷暴还是系统诱发性雷暴。通常情况下，局部地面的热力雷暴影响尺度较小，地面影响范围可以稳定在9-10KM作用，从形状角度分析，主要是较为孤立的单体分散形态，整体的排列没有规律性，外部轮廓辨识较为清晰，各部分轻度较为平衡，呈现出小块回波状态。通过多普勒雷达探测，可以借由反射回波对雷暴天气下的实际形成过程、发展趋势、发展路径进行综合分析和了解，从而可以大大提高天气观测的准确性和时效性。避免传统人工观测方式带来的判断误差。

结束语：

综上所述，伴随着国际气象技术的不断应用发展，多普勒雷达天气观测开始受到人们的关注，通过雷达观测可以对雷暴天气下的实际形成过程、发展趋势、发展路径进行综合分析和了解，从而可以大大提高天气观测的准确性和时效性。避免传统人工观测方式带来的判断误差。机场雷暴天气要素的观测分析对飞机飞行安全和机场安全维护都至关重要，只有在观测记录过程中提高准确性和时效性，才能为飞机飞行以及机场设备安全维护提供保障。

参考文献

[1]马玉倩.上海浦东机场雷暴天气要素的观测分析[J].空中交通管理,2011,01:33-35.

[2]刘妍芳.机场雷暴天气要素观测分析[J].现代农业科技,2011,19:50.

[3]何宁.恶劣气象条件下的航空运行与签派放行[D].兰州大学,2013.