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低能见度特征分析及对航空飞行的影响

敬伟

重庆市渝北区西部航空有限责任公司,401120

摘要: 低能见度是对机场航班安全飞行的影响的主要气候因素之一,机场人员与大众均应重视此类天气。基于此,本文以重庆机场为例,利用重庆机场近年来低能见度气候观测相关资料,对重庆机场的低能见度特征进行分析,并阐述了低能见度对航空飞行所造成的影响,以供同行共同交流。
关键词: 低能见度;特征;航空飞行;影响
DOI:10.12721/ccn.2022.157210
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引言

随着科技的进步以及社会的发展,我国航空事业在创新驱动战略与制造强国战略引领下取得了快速发展。但与此同时,航空飞行时常会受复杂天气因素的影响。据国际飞行事故统计显示,在飞行事故中由气象因素导致的大约占事故总数的三分之一。低能见度作为对机场航班安全飞行的影响的主要气候因素之一,不容机场人员与大众忽视。低能见度天气是航空飞行的一大障碍,会造成航班大面积延误和大量旅客滞留,增加了机组人员目视飞行的难度[1]。尽管在飞机和机场上都安装有现代化的导航和着陆系统,但仍要高度重视起能见度对航班飞行的影响。重庆机场地处四川盆地东部的中低纬度地区,属亚热带气侯。主要气候特点是:冬暖夏热,潮湿,多冬雾,多低云,多雷雨,少霜雪,多静风,降水集中。重庆机场多雾、降水等低能见度天气,低能见度天气对航空飞行时常会造成不利影响。因此,利用重庆机场1991-2012年的低能见度气候观测相关资料,对低能见度特征进行了分析,掌握重庆机场低能见度天气发生发展规律,并探究其对航空飞行所带来的影响,从而为重庆机场对低能见度天气的预报预和机场应对提供有价值的参考依据。

1资料与方法

本文气象数据包括1991-2012年间重庆机场低能见度气候观测资料。本文主要采用常规的数理统计法和曲线图对重庆机场低能见度特征进行分析,并探讨了低能见度对航空飞行的影响。

2重庆机场低能见度特征分析

2.1年际变化特征

通过分析重庆机场各级能见度日数的年际变化特征可知,1991~2001年各级能见度日数呈降低趋势,2001~2007年呈波动上升趋势,自 2008年开始明显下降。由图1可以看出,能见度<3000m的日数,年平均日数为 254.7d,最多年份为294d(2004 年),最少年份为210d(2011年);能见度<1500m日数,年平均为 161.7d,最多年份出现了213d(2007年),最少年份为126d(2011年);能见度<1000m日数,年平均为88.8d,最多年份出现了129d(2004 年),最少年份为51d(2001年)。能见度<800m日数,年平均为71.1d,最多年份出现了107d(2007 年),最少年份出现了35d( 2001年)。图片1.png

图1 各级能见度出现日数年际变化

2.2月变化特征

由图2可知,重庆机场 <3000m的各级能见度日数出现最多的季节为冬季(12月至次年2年),其次是秋季(9-11月),出现最少的为夏季(6-8月)。<3000m的低能见度月平均日数出现最多的月份均为12月,出现最少的月份均为8月。图片2.png

图2    累年各月各级能见度年变化

2.3各级能见度的日变化

重庆机场逐时各级能见度的日变化规律基本一致,都是在后半夜逐渐变差,日出前后1~2h达到最低状态,午后到上半夜能见度相对较好。在这里以能见度分别<3000m、<1500m、<800m 的出现频率为例,对重庆机场四季(以 1月、 4月、7月、10月作为冬季、春季、夏季、秋季的代表)分析各级能见度的日变化规律。

2.3.1冬季日变化

重庆机场能见度最差的季节为冬季,主要由辐射雾以及雨雾产生的,其消散分别和气温的日变化,还有冷空气影响的时间具有紧密联系。

以 1 月为例,<3000m、<1500m、<800m 的能见度日均平均频率分别为58.0%、27.0%、8.0%。各级能见度逐时出现频率变化规律一致:自日出开始迅速下降,至傍晚的时候(08~09UTC)达到最低,能见度最好;从傍晚开始缓慢升高,到日出(00时~01时UTC)达到最高,能见度最差。<800m的能见度与<600m的低能见度天气主要发生于20时~02时UTC(图3)。图片3.png

图3  冬季(1 月)各级能见度频率日变化

2.3.2春季日变化

春季能见度和冬季相比较来说,能见度显著转好。以4月为例,能见度<3000m、<1500m、<800m的日均平均频率分别为21.0%、7.0%、2.0%。各级能见度逐时发生频率变化规律一致:从日出开始出现频率下降,到傍晚(07时~10时UTC)出现频率达最低,能见度最好;自傍晚起出现频率渐渐上升,至日出(23时~00时UTC)达到最高,能见度最差。能见度<800m 和<600m大都发生于22时~00时UTC(图4)。图片4.png

图4  春季(1 月)各级能见度频率日变化

2.3.3夏季日变化

一年之中,重庆机场能见度最好的季节为夏季。以7月为例,能见度<3000m、<1500m、<800m的日均平均频率分别为7.0%、5.0%以及4.0%。各级能见度逐时发生频率变化规律一致:自日出其在较短时间内降低,至午后为最低,并一直到傍晚11时UTC,最低频率出现时段为全年最长,能见度最好;从傍晚后逐渐上升,至日出(22时~23时UTC)达最高,能见度最坏。<800m 与<600m的能见度主要发生于22时~23时UTC(图5)。图片5.png

图 5 夏季(7 月)各级能见度频率日变化

2.3.4秋季

重庆机场秋季能见度较差,仅次于冬季。以10月为例,能见度<3000m、<1500m、<800m的日均平均频率分别市41.0%、16.0%、4.0%。各级能见度逐时出现频率变化规律一致:自日出后急剧降低,至下午(07时~09时UTC)达到最低,能见度最好;自傍晚起不断升高,至日出后(23时~00时UTC)达到最高,能见度最差。<800m与<600m的能见度发生于22时~00时UTC(图6)。图片6.png

图6 秋季(10 月)各级能见度频率日变化

3低能见度对重庆机场的影响

导致低能见度的主要天气现象有雾与降水,在近二十年来,受雾影响造成机场能见度<1000m的日数为1960d。一年中,冬季出现雾日数发生频率最高,其次是秋季,春季最少。月雾日数最多的是12月份 ,最少的是8月,受降水影响导致能见度<1000m的日数为1504.0d。下面总结了雾和降水低能见度天气对航空飞行的影响。

3.1雾天对航空飞行的影响

由于城市逆温层的作用,高空中的水滴或者冰滴在上升的时候经常会碰上暖空气,从而使得地层表面产生雾。假如雾天气发生在机场,则会对飞机的起飞以及降落带来不同程度的影响,而浓雾天气的发生则会给飞行员目视地面状况带来较大苦难,使得其无法准确判断飞机所处的位置,进而造成操作失误或者忘记操作等情况的发生,最终会使得飞机偏离预定航线或者是偏离跑道,无法降落至指定区域,极易引发航空安全事故。重庆机场冬季雾日多,在能见度较差的天气状况下,往往导致机场飞行任务无法按时完成,飞机晚点、延误甚至取消飞行任务的几率较高[2]

3.2降水天气的影响

低能见度受降水影响较大,若飞机飞行在大雨中,此时的空气能见度常常只有几十米。由于雨水的作用,再加上雨水降落至飞机座舱玻璃上,一般存在水膜折射光线,使得空气能见度变差。降水强度越大对能见度的影响就越显著,尤其在是飞机着陆的过程中,降水天气往往会对飞行人员判断飞机和跑道间的高度带来不同程度的影响,假如判断失误,会导致接地不良,严重时甚至引发飞行事故。

4结论

(1)重庆机场能见度<1000m的日数,年平均为88.8d,最多年份出现了129d(2004 年),最少年份为51d(2001年)。能见度<800m日数,年平均为71.1d,最多年份出现了107d(2007 年),最少年份出现了35d( 2001年);重庆机场逐时各级能见度的日变化规律基本一致,都是在后半夜逐渐变差,日出前后1~2h达到最低状态,午后到上半夜能见度相对较好。

(2)导致低能见度的主要天气现象有雾与降水,在近二十年来,受雾影响造成机场能见度<1000m的日数为 1960d。一年中,冬季出现雾日数发生频率最高,其次是秋季,春季最少。月雾日数最多的是12月份 ,最少的是8月。低能见度天气现象常常对机场航班的正常运行产生影响,会导致航班延误或取消,大量旅客滞留,增加了机组人员目视飞行的难度。相关部门以及工作人员要高度重视起低能见度对机场航班的影响,加强机场气象监测,不断提升各类低能见度天气预报预警信息的准确性以及应急服务保障水平,确保机场航班安全、平稳运行。

参考文献:

[1]邵振平.郑州机场能见度变化特征及雾的成因分析[J].气象与环境科学,2014,37(1):75-82.

[2]乌日恒,丰建军.浅谈能见度对飞行的影响[J].科技风,2011,(11 上):56.

作者简介:敬伟(1987-)男,汉族,四川省南部县人,本科学历,助理工程师,从事航空气象分析工作。