论文部分内容阅读
一、引言
众所周知，在社会快速发展的今天，飞机已经成为很重要的交通工具，气象要素的数值与未来的变化是影响飞行安全至关重要的因素，不容忽视。飞机起飞、着陆和在空中飞行，都要受气象条件的制约。因此，民用航空气象的观测与预报是飞行安全和正常的重要保障。在众多气象要素中，能见度及云底高度对飞机的起飞和降落有着很大的影响。在冬春时节，时常会有大雾与低云的天气，本文将对一次典型的大雾过程进行小结，以期总结工作经验，提高工作质量及更好的保障飞机的安全运行。
二、摘要
2015年03月16日至17日，浦东机场出现一次较长时间的低云低能见度天气，16日05：30（北京时，下同）浦东机场云高开始低于100米，10：30至11：00云高抬升至100米以上，11：30开始至17日09：47云高持续低于100米，期间18：30至07：30垂直能见度维持30米，大雾天气从16日18：15开始，持续至17日08：30结束。
为分析此次低云低能见度过程，本文主要使用浦东气象台每半小时一次的例行观测资料，该资料从浦东机场METAR报中提取，并用Tetens经验公式计算相对湿度，将低云和低能见度分别与相对湿度进行相关性分析，对影响云高和能见度的气象因子进行初步分析。为进一步分析此次低云低能见度天气成因，本文利用WRF数值预报系统输出产品，对气象物理量进行诊断分析，最后在此基础上对此次低云低能见度天气的保障服务情况进行分析。
三、天气分析
3.1浦东机场实况天气要素分析
16日13点起云高从90米开始下降，16日18点30分观测员报告垂直能见度下降至30米，至17日07点30分垂直能见度一直维持30米，期间主导能见度一直低于1000米，最低值200米。17日上午10点起云高开始明显抬升，并稳定在100米以上，主导能见度抬升至5000米以上，整个低云低能见度过程维持时间较长。图1中实线为云高，虚线为相对湿度。分析图1云高随时间的变化可以看出，16日13点起云高从90米开始缓慢下降，18点起下降至30米，至次日07点30分维持30米，时间偏长。17日08点至10点云高在60至90米之间，10点后有显著抬升，之后稳定在100米以上。可见此次低云过程具有维持时间较长，转好具有突发性的特点。图2中实线为能见度，虚线为相对湿度。从图2中也可以看出，此次低能见度过程同样具有维持时间较长的特点，并且转好和转差都具有突发性的特点。
综合图3和4的线性拟合结果可见，云高和主导能见度均与相对湿度呈明显的负相关。图3中可以看出，云高和相对湿度的相关系数为0.72，二者呈明显的负相关，并且在相对湿度大于94%时二者的拟合关系较好。图2中主导能见度和相对湿度的关系与图1中云高和相对湿度的关系类似，二者呈明显的负相关，相关系数为0.66，在相對湿度大于95%时二者的拟合关系较好。
综上分析可见，近地面层相对湿度是影响此次低云低能见度过程中云高和能见度的变化的重要气象因子，并且云高和能见度均与相对湿度呈明显的负相关。
3.2华东地区能见度背景分析
3月16日夜间至17日凌晨，上海地区东部沿海能见度明显转差（图5所示），这主要受偏东气流影响，沿海地区湿度增大，因此整个华东沿海及杭州湾地区，能见度整体较差，这为此次大雾提供了很好的天气背景。
3.3天气背景分析
3月16日20时，500hPa中高纬为两槽一脊型，新疆到贝加尔湖地区是一个宽槽，切断低涡位于贝湖以西，低压槽呈明显阶梯状，高空华东北部西北气流控制，中南部为西南偏西气流控制，700hpa华东均为西南气流控制，浅层切变位于长江沿线，北部为高压后部控制，南部为西南气流控制，水汽充足。未来随脊线东移入海，华东转为西南气流控制，华东中南部位于暖区，地面倒槽将逐步发展，浅层湿度将逐步增大。
3.4数值模式分析
分析WRF和GFS 17日02时850、950和1000百帕的相对湿度预报结果（图6），我们发现：在浦东机场以东方向，有一个湿度最大区，由于该湿度最大区处于浦东机场地面风上游的的西北气流控制，正好属于浦东机场的上游，因此湿度最大区也是自西向东移动，受该湿度最大区的影响，浦东机场16日夜间至17日上午发生了长时间的低云和低能见度天气。
四、服务保障情况
16日上午，经浦东台值班预报员天气会商后，得出预报结论：浦东机场夜间20时起，受偏东气流影响，湿度逐步增大，16日夜间至17日上午，将出现主导能见度低于1公里，云高低于100米的天气，期间云高最低可能会出现30米左右。值班预报员及时将会商结论报区域预报室，并在《大面积航班延误重要天气报告表》中预计低云低能见度天气出现的概率为
30%-40%，时间段为16日20时至17日08时。
16日13：16，发布第一份“机场警报”：预计北京时间16日14：00以后浦东机场云底高下降至60-80米，17日02：00至17日06：00短时云底高30-50米，17日08：00上升至80米以上。
之后基本每2小时更新一次机场警报的内容，最后一份机场警报的发
布时间为17日08时03分，内容为：浦东机场目前能见度及RVR已上升至1000米以上，云底高维持在60米，预计北京时间17日09：30以后上升至80米以上。
针对此次浦东机场的复杂天气， 16日13：16、15：33、18：22、18：29、21：06、23：17，17日01：41、03：32、05：36、07：14、08：05，浦东机场预报室共发布了11份“机场警报”，通过预报员对天气系统的演变及各天气要素的变化进行地仔细分析与研究，做出了一次比一次精确的预报预警信息，较好地完成了这次服务保障工作。
五、总结
5.1此次华东中南部大面积的低云大雾复杂天气的主要原因：
（1）地面弱低压场、海上持续偏东气流、浅层相对湿度增大导致了浦东机场的低云天气。
（2）强盛的暖湿气流、低空稳定逆温层结、冷空气下来前长时间稳定的低压辐合场加剧了这次低云、低能见度过程。
（3）一旦浅层风向有扰动，触发低云云底抬高，对飞行影响就会减小。
5.2精细预报
在此次浦东机场的低云天气中，浦东机场预报员对天气形势把握准确，对低云低能见度做了充分的考虑，对要素的变化进行了较为成功的预报：
（1）密切监视天气形势、气象要素的变化，及时收集实况资料，准确分析。
（2）综合多种数值预报产品，与实况资料对比分析，做好临近预报。
（3）加强了与区域预报室的会商频率，保持与观测员进行沟通，及时了解云高和能见度的变化趋势，发布趋势着陆预报。
5.3服务及时
实时监测、加强会商、精确预报，并且及时更新预报结论，通过及时与用户沟通来弥补预报结论准确性的不足之处。
参考文献
[1]《现代天气学原理》伍荣生-高等教育出版社-1999
[2]《天气学分析》寿绍文-气象出版社-2006
[3]《雷达气象学》张培昌、杜秉玉、戴铁丕-气象出版社-2000
[4]《航空气象学》张燕光-中国民航出版社-2014
[5]《数值天气预报》沈桐立、田永祥、葛孝贞、陆维松、陈德辉-气象出版社-2007
众所周知，在社会快速发展的今天，飞机已经成为很重要的交通工具，气象要素的数值与未来的变化是影响飞行安全至关重要的因素，不容忽视。飞机起飞、着陆和在空中飞行，都要受气象条件的制约。因此，民用航空气象的观测与预报是飞行安全和正常的重要保障。在众多气象要素中，能见度及云底高度对飞机的起飞和降落有着很大的影响。在冬春时节，时常会有大雾与低云的天气，本文将对一次典型的大雾过程进行小结，以期总结工作经验，提高工作质量及更好的保障飞机的安全运行。
二、摘要
2015年03月16日至17日，浦东机场出现一次较长时间的低云低能见度天气，16日05：30（北京时，下同）浦东机场云高开始低于100米，10：30至11：00云高抬升至100米以上，11：30开始至17日09：47云高持续低于100米，期间18：30至07：30垂直能见度维持30米，大雾天气从16日18：15开始，持续至17日08：30结束。
为分析此次低云低能见度过程，本文主要使用浦东气象台每半小时一次的例行观测资料，该资料从浦东机场METAR报中提取，并用Tetens经验公式计算相对湿度，将低云和低能见度分别与相对湿度进行相关性分析，对影响云高和能见度的气象因子进行初步分析。为进一步分析此次低云低能见度天气成因，本文利用WRF数值预报系统输出产品，对气象物理量进行诊断分析，最后在此基础上对此次低云低能见度天气的保障服务情况进行分析。
三、天气分析
3.1浦东机场实况天气要素分析
16日13点起云高从90米开始下降，16日18点30分观测员报告垂直能见度下降至30米，至17日07点30分垂直能见度一直维持30米，期间主导能见度一直低于1000米，最低值200米。17日上午10点起云高开始明显抬升，并稳定在100米以上，主导能见度抬升至5000米以上，整个低云低能见度过程维持时间较长。图1中实线为云高，虚线为相对湿度。分析图1云高随时间的变化可以看出，16日13点起云高从90米开始缓慢下降，18点起下降至30米，至次日07点30分维持30米，时间偏长。17日08点至10点云高在60至90米之间，10点后有显著抬升，之后稳定在100米以上。可见此次低云过程具有维持时间较长，转好具有突发性的特点。图2中实线为能见度，虚线为相对湿度。从图2中也可以看出，此次低能见度过程同样具有维持时间较长的特点，并且转好和转差都具有突发性的特点。
综合图3和4的线性拟合结果可见，云高和主导能见度均与相对湿度呈明显的负相关。图3中可以看出，云高和相对湿度的相关系数为0.72，二者呈明显的负相关，并且在相对湿度大于94%时二者的拟合关系较好。图2中主导能见度和相对湿度的关系与图1中云高和相对湿度的关系类似，二者呈明显的负相关，相关系数为0.66，在相對湿度大于95%时二者的拟合关系较好。
综上分析可见，近地面层相对湿度是影响此次低云低能见度过程中云高和能见度的变化的重要气象因子，并且云高和能见度均与相对湿度呈明显的负相关。
3.2华东地区能见度背景分析
3月16日夜间至17日凌晨，上海地区东部沿海能见度明显转差（图5所示），这主要受偏东气流影响，沿海地区湿度增大，因此整个华东沿海及杭州湾地区，能见度整体较差，这为此次大雾提供了很好的天气背景。
3.3天气背景分析
3月16日20时，500hPa中高纬为两槽一脊型，新疆到贝加尔湖地区是一个宽槽，切断低涡位于贝湖以西，低压槽呈明显阶梯状，高空华东北部西北气流控制，中南部为西南偏西气流控制，700hpa华东均为西南气流控制，浅层切变位于长江沿线，北部为高压后部控制，南部为西南气流控制，水汽充足。未来随脊线东移入海，华东转为西南气流控制，华东中南部位于暖区，地面倒槽将逐步发展，浅层湿度将逐步增大。
3.4数值模式分析
分析WRF和GFS 17日02时850、950和1000百帕的相对湿度预报结果（图6），我们发现：在浦东机场以东方向，有一个湿度最大区，由于该湿度最大区处于浦东机场地面风上游的的西北气流控制，正好属于浦东机场的上游，因此湿度最大区也是自西向东移动，受该湿度最大区的影响，浦东机场16日夜间至17日上午发生了长时间的低云和低能见度天气。
四、服务保障情况
16日上午，经浦东台值班预报员天气会商后，得出预报结论：浦东机场夜间20时起，受偏东气流影响，湿度逐步增大，16日夜间至17日上午，将出现主导能见度低于1公里，云高低于100米的天气，期间云高最低可能会出现30米左右。值班预报员及时将会商结论报区域预报室，并在《大面积航班延误重要天气报告表》中预计低云低能见度天气出现的概率为
30%-40%，时间段为16日20时至17日08时。
16日13：16，发布第一份“机场警报”：预计北京时间16日14：00以后浦东机场云底高下降至60-80米，17日02：00至17日06：00短时云底高30-50米，17日08：00上升至80米以上。
之后基本每2小时更新一次机场警报的内容，最后一份机场警报的发
布时间为17日08时03分，内容为：浦东机场目前能见度及RVR已上升至1000米以上，云底高维持在60米，预计北京时间17日09：30以后上升至80米以上。
针对此次浦东机场的复杂天气， 16日13：16、15：33、18：22、18：29、21：06、23：17，17日01：41、03：32、05：36、07：14、08：05，浦东机场预报室共发布了11份“机场警报”，通过预报员对天气系统的演变及各天气要素的变化进行地仔细分析与研究，做出了一次比一次精确的预报预警信息，较好地完成了这次服务保障工作。
五、总结
5.1此次华东中南部大面积的低云大雾复杂天气的主要原因：
（1）地面弱低压场、海上持续偏东气流、浅层相对湿度增大导致了浦东机场的低云天气。
（2）强盛的暖湿气流、低空稳定逆温层结、冷空气下来前长时间稳定的低压辐合场加剧了这次低云、低能见度过程。
（3）一旦浅层风向有扰动，触发低云云底抬高，对飞行影响就会减小。
5.2精细预报
在此次浦东机场的低云天气中，浦东机场预报员对天气形势把握准确，对低云低能见度做了充分的考虑，对要素的变化进行了较为成功的预报：
（1）密切监视天气形势、气象要素的变化，及时收集实况资料，准确分析。
（2）综合多种数值预报产品，与实况资料对比分析，做好临近预报。
（3）加强了与区域预报室的会商频率，保持与观测员进行沟通，及时了解云高和能见度的变化趋势，发布趋势着陆预报。
5.3服务及时
实时监测、加强会商、精确预报，并且及时更新预报结论，通过及时与用户沟通来弥补预报结论准确性的不足之处。
参考文献
[1]《现代天气学原理》伍荣生-高等教育出版社-1999
[2]《天气学分析》寿绍文-气象出版社-2006
[3]《雷达气象学》张培昌、杜秉玉、戴铁丕-气象出版社-2000
[4]《航空气象学》张燕光-中国民航出版社-2014
[5]《数值天气预报》沈桐立、田永祥、葛孝贞、陆维松、陈德辉-气象出版社-2007