鲁山拟建机场影响天气演变特征分析
摘要:本文利用河南省平顶山市鲁山机场(在原军用机场的基础上改建) 为研究区,进行为期一年连续逐日逐时气象观测,同时与场址附近气象站(鲁山站)1981年-2019年气象资料进行对比分析,根据拟建机场现场一年的气象监测结果、机场高影响天气等综合分析,得出以下结论:⑴机场及周围区域地形相对开阔、平坦,暴雨、强对流天气现象少,雷暴、闪电、冰雹、沙尘暴等天气均出现较少,不易形成气象灾害,这点对机场工程建设及运行安全极为有利。⑵从不同气象观测要素的对比分析中,机场临时气象观测站数据与鲁山气象站数据相关性较好,且差别不大,符合参证气象站选取条件。⑶近39年气象要素分析发现,除温度呈现上升趋势,强降水、雷暴、闪电、冰雹和雾等出现日数基本均呈减少趋势。
关键词:鲁山拟建机场,高影响天气,演变特征
0 引言
高影响天气气候事件是指可能造成严重灾害,从而对社会有重大影响的天气气候现象或异常[1]。针对机场选址与建设方面的高影响天气主要指低能见度、雷暴、雾、暴雨、高温、
低云、闪电、冰雹等天气。近些年,对民航开展高影响天气研究较少,机场恶劣气象灾害是影响其安全的主要因素之一,甚至在某些特定天气条件下是关闭机场的依据。李志杰[2]利用新郑机场 2004—2010 年雷暴观测数据,分析了雷暴对飞行安全的影响,并给出了几点雷暴天气下的飞行管制措施。王清平等[3]分析了2015年1月14日,严重影响航运的大雾天气背景。左同连[4]对气象灾害对航班延误、安全、经济损失等多方面的影响进行了评估,并建立了评估模型。还有一些研究是基于对机场选址作风险评估,其中有部分涉及高影响天气分析。如:2012年新疆维吾尔自治区气象服务中心全程参与新机场预选场址灾害风险评估工作,对影响地窝堡国际机场运行和飞机飞行的雨雪、雾、沙尘暴、雷暴等天气和季节性天气进行风险评估。2013年3月西北区域气候中心研究人员组成的项目组开展了“复杂地形机场建设极端天气评估技术研究”,进行了复杂地形机场建设气候背景分析,低空风切变时空特征分析,对机场建设地 30 年日最大降水量、10min 最大风速、极端气温等气象要素值WRF中尺度模拟进行了敏感性试验。
本文利用鲁山机场临时气象观测点,对所选场址进行为期一年连续逐日逐时气象观测,同时与鲁山站(1981年-2019年)气象资料进行对比分析,根据拟建机场现场一年的实时专业气象监测结果、机场高影响天气分析,得出变化特征,为政府决策部门在鲁山机场建设
、规划等决策提供参考依据。
1 资料选取
所用资料包括:鲁山机场临时测站2019年3月-2020年2月和鲁山气象站1981年1月-2019年12月的逐日最高、最低气温、日降水量和风速数据以及逐日雷暴、大风、降雪和大雾日数等气象要素。雷暴、大风、降雪和大雾的标准与《地面气象观测规范》[4]一致。
1.1气象观测站概况
浪胃仙平顶山鲁山机场军民合用工程项目气象观测站于2018年12月21日开始建设,2019年1月24日建设完成并投入业务试运行。气象观测站位于鲁山县让河乡马圪塔村,北纬33°41´15",东经112°53´37",机场观测点海拔高度138.6米,气象传感器高度140.1米。观测仪器使用长春希迈气象科技股份有限公司AMS-II自动气象观测系统。主要观测内容主要包括开展气温、湿度、风向、风速、气压、雨量自动观测和人工云、能见度、天气现象8-20时连续观测(图1)。
图1  机场临时观测场
鲁山国家气象观测站始建于1953年8月,位于鲁山县小集村地方国营农场。1981年11月-至今,迁站于鲁山县张店乡张店村南500米处(乡村)。两站的场址对比见表1。
表1  机场与气象站场址对比
林志玲被揩油
与机场临时站距离(公里)
海拔高度(米)
环境
机场
48
乡村
鲁山
6.5
142.1
乡村
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1. 2鲁山机场观测站一年实况
使用机场临时气象站一年的观测资料(表2),对机场气象要素进行分析,以便更清楚的了解机场的气象信息。
表2  机场气象站主要气象要素统计值
双学位
项目
统计结果
备注
气温
年平均气温(℃)
15.9
年极端最高气温(℃)谢娜到底怀孕了吗
38
2019年6月2日
年极端最低气温(℃)
-8
2019年12月31日
气压
年平均气压(百帕)
演员蒋恺1029.9
年极端最高气压(百帕)
1044.5
2019年12月31日
年极端最低气压(百帕)
996.2
2019年7月11日
降水
年降水量(毫米)
680.2
年1小时最大降水量(毫米)
49
2019年7月27日
年3小时最大降水量(毫米)
82.6
2019年7月27日
年6小时最大降水量(毫米)
92.4
2019年7月27日
年12小时最大降水量(毫米)
47.3
2019年6月19日
年24小时最大降水量(毫米)
92.5
2019年7月25日
年平均风速(米/秒)
1.8
年最大风速(米/秒)
11
2019年11月14日,风向203
年主导风向
23-24-25
风向频率11%
能见度
年<1000米日数(天)
6
年<800米日数(天)
4
年<600米日数(天)
4
年<400米日数(天)
4
年<200米日数(天)
2
年≤50米日数(天)
0
天气现象
年雨日数(天)
103
年雪日数(天)
4
年雾日数(天)
8
雷暴日数(天)
12
注:统计时段为:2019.3.1~2020.2.29。
1.2.1 修正海平面气压
2019年3月-2020年2月修正海平面平均气压为1016.0hPa,夏季气压低,冬、春季气压高。极端最高修正海平面气压为1044.9hPa,出现在2019年12月31日,极端最低修正海平面气压995.0hPa,出现在2019年8月5日。各月气压见图2。
图2  平均气压的月变化
1.2.2 相对湿度
2019年3月-2020年2月平均相对湿度68%,各月的相对湿度略有差异;8月份相对湿度最高,达80%,3月份平均相对湿度较低,仅50%。相对湿度的极小值出现在3月25日,相对湿度仅为6%。
各时次相对湿度在47-85%,变化幅度大。相对湿度随时间变化呈现单峰型分布,在6:00左右有最大值,在15:00左右有最小值,日变化特征明显。
1.2.3 风玫瑰图
2019年3月-2020年2月平均的风玫瑰图中,以23-24-25的风向频率最大,出现频率为11%,同时在05-06-07、08-09-10、20-21-22扇区的风频在7-10%左右,出现频率较高,即机场盛行风以西南风为主,东北风和东风的频率也较高(图3)。
图3  年平均风玫瑰图
从不同气象观测要素的对比分析中,机场临时气象观测站数据与鲁山气象站数据相关性较好,且差别不大(表3)。预选机场气象观测站数据可用性较好,可为机场建设提供基础气象数据支撑与保障。
表3  机场与气象站的相关系数
气压
气温
相对湿度
风速
鲁山
0.999
0.995
0.9137
0.5405
预选机场地处平原地区,灾害性天气偶有发生,但总体较少。因观测时间为一年,不同年份气象因素变化较大,观测期间未出现飑线、冰雹等强对流性天气,可以参照鲁山站气象数据进行相关分析。
2 高影响天气演变特征分析
飞机飞行过程中,几乎所有的气象要素和天气现象都会产生不同程度的影响,主要包括雾霾、雷暴、闪电、强降水等。以下结果分析均采用鲁山气象站1981年1月-2019年12月气象要素统计分析得出。