福州长乐国际机场雷暴特征分析

张智超

福州长乐国际机场雷暴特征分析

张智超

民航福建空管分局气象台

采用福州长乐国际机场1998～2016年地面气象例行观测资料，利用统计学方法对福州机场雷暴的年际变化特点、日变化特点、持续时间及雷暴出现方向等进行了统计分析。结果表明，福州机场雷暴活动期主要为春夏两季，雷暴出现日变化明显；雷暴持续时间较短，出现方向以正西方向为主。

雷暴特征 长乐机场 飞行安全

近年来，随着民航事业的快速发展，飞行安全及航班正常化也越来越被人们所关注。雷暴是目前公认的严重影响航空运输安全最重要的天气现象之一，在雷暴区飞行时，可能会遇到风切变、颠簸、冰雹、下击暴流等危险天气，给旅客及机组人员的生命安全造成严重威胁，并带来无法估量的经济损失，因而雷暴被认为是航空器飞行的“天敌”。据不完全统计，近20年来国内外因为雷暴引发的飞行事故占气象原因发生飞行事故总数的47.9%。同时，雷暴天气对航班运行正常化也造成了严重影响，近年来福州长乐国际机场因为雷暴原因造成航班延误、返航备降呈快速增长趋势，常常导致大面积航班延误事件。2016年长乐机场因雷暴影响航班729架次，占天气原因影响航班总数的38.4%。由此可见，雷暴是影响航空飞行、运输的最重要的灾害性天气，做好雷暴保障是航空气象业务的重要工作内容。

1 福州长乐机场概述

1.1 福州长乐国际机场简介

福州长乐国际机场，IATA代码为FOC。机场位于位于北纬25°56´，东经119°39´，离福州市中心39.2km的一块沙地上。机场三面环海，东临东海（台湾海峡西岸），地势较为平坦，而向西、西北、西南延伸，高山环抱，河流纵横，地貌复杂，为丘陵地带。

1.2 福州长乐国际机场气候特点

福州长乐国际机场三面环海，属亚热带海洋性气候，冬半年盛行东北季风，夏半年盛行西南季风，海陆风效应明显。其四季气候特点如下：春季（3月～5月），冷暖空气在华南到武夷山地区对峙，本场可出现连阴雨天气；夏季（6月～8月），受副热带高压系统影响，本场维持晴热高温天气，副高南侧的台风与东风波等热带低值系统常给本场带来大风和暴雨；秋季（9月～11月）是夏冬季的转换季节，热带系统和温带系统交替出现；冬季（12月～2月），青藏高压建立，我国东南沿海受西北气流影响，本场可以出现持续性的晴好天气。

福州长乐国际机场典型气候特点有：

①云量多，云底高度低，出现最低云底高度小于300m的天数年平均51.2d，最低云底高度小于450m的天数年平均94.3d。

②阴雨天数多，雨量充沛。日降水量大于等于0.0 mm的天数年平均 175.6d，年平均降水量1254.4mm。

③平均风速大，大风日数多，年平均风速4.5m/s，年平均大风日数25.1d。

④盛行东北季风和海陆风，海陆风效应明显，夜间西北风，昼间偏东风。上午10时左右转偏东风，夜间20时左右转西北风。冬季海风时间稍短。

⑤本场雷暴少，空域雷暴多，本场年平均雷暴天数26.9d，最多45d，最少12d。本场所处长乐区域年平均雷暴天数53d。但由于机场三面环海，海水午后增温幅度低于陆地，因此本场雷暴较少。

⑥空气湿润，年平均相对湿度75%。

⑦云高“东低西高”，降水量“东大西小”，当东部天气系统（如台风）对机场产生影响时，本场云底高度低，降水量大；当西风槽系统对机场产生影响时，本场云底高度较高，降水量偏小。

2 福州长乐机场雷暴的气候特征

2.1 长乐机场雷暴日数的年际变化特点

福州长乐国际机场全年累计雷暴日平均27.3d，活动较为频繁，对飞行影响较大。年最多日数为45d（2006年），年最少日数为12d（2011年），年最多日数是最少日数的近4倍。雷暴年际变化较大，机场全年都可能出现雷暴，伴随气温升高，雷暴也开始增多。总体上，福州长乐机场雷暴比福州市区少，主要是机场地处海边，午后增温比市区慢，气温比市区低1℃～3℃，但周围雷暴多，对飞行影响也比较大。春夏季节雷暴多于其它季节。

表1 累年雷暴出现日数 单位：天

福州机场雷暴主要活动期为3～9月。雷暴夏季出现日数最多，平均出现日数为13.5d，占全年雷暴总日数的49.5％；春季次之，平均为9.7d，占总日数的35.5％；秋季平均出现日数为3.1d，占总日数的11.3％；冬季雷暴出现最少，平均出现日数为1.0d，仅占全年总日数的3.7％。

图1 福州长乐机场雷暴年变化

全年各月中，6月份雷暴出现日数最多，平均为5.1d；其次是8月份，平均为4.7d；1月最少，平均仅为0.1d。8月雷暴最多日数达13d；其次是7月，为11d；10、12、1月雷暴最多日数仅为1d。

从雷暴的年变化规律可知，机场夏季午后经常出现热力性雷暴，热力雷暴要比其它的季节多。春季雷暴相对夏季少，春季雷暴主要是系统性雷暴，影响福州的锋面系统，大多在机场北面东移出海，冷空气主要以海上回流的形式影响机场，因此机场春季雷暴相对夏季较少。

7月，尽管本场处于高温晴热季节，但由于副热带高压中心位于福建地区上空，本场受中高空下沉气流控制，雷暴日数和次数在夏季相对较少，7月平均雷暴日数3.7d，绝大多数为干雷暴，不容易引起降水。

2.2 长乐机场雷暴的季节变化特点

春季雷暴平均出现9.7d，占年雷暴日的35.5%。春季雷暴少于夏季，多于其他季节。雷暴日变化不明显，一日中均有雷暴出现，但16时左右相对较多。因此，在飞行保障中，要特别注意午后的不稳定天气。

夏季雷暴平均出现13.5d，占年雷暴日的49.5%，是全年雷暴最多的季节。夏季的雷暴日变化特别明显。尤其是8月份，随着副热带高压的强度减弱，北方弱冷空气沿海上南下进入福建北部后，机场及其空域午后多雷暴，其中17时出现的频率最高。

秋季雷暴平均出现3.1d，占年雷暴日11.3%。秋季雷暴强度弱，雷暴日数少。雷暴主要于9月份出现，其强度比夏季雷暴弱很多，日变化较明显，主要集中在午后到上半夜。

冬季雷暴平均出现1.0d，占年雷暴的3.7%。日变化不明显，其中12、1月份的雷暴比较孤立，云顶高在5~7km，持续时间短，影响飞行少。2月份雷暴开始增多，平均0.7d。其强度也在增强，但影响飞行不超过2h。

2.3 长乐机场雷暴的日变化特点

从图2可以看出，全年逐时段雷暴次数的日变化十分明显，呈双峰型。从02时（UTC时，下同）开始进入缓慢上升阶段，逐渐从02时的0.8次增加到05时的2.5次，06时后雷暴出现的次数明显增多，至08时到达全日最高峰值8.4次；08时后缓慢下降，形成一小低谷，最低为11时的6.3次，其中09时雷暴出现次数为7.8次（为全日次高值）；之后又进入全日第二次高峰期，12至14时雷暴出现次数均在7次以上，其中13时更多达7.6次；14时后迅速下降，降至19时达全日最低点0.2次。另外，在20至02时有一雷暴活动的小高峰，峰值为23时的1.6次。由此可以看出，午后至夜间雷暴出现的频率最大。

图2 累年逐时段雷暴出现的平均次数（UTC时）

春季雷暴的日变化规律与全年雷暴日变化规律基本一致。从02时开始雷暴出现的次数缓慢增加，至08时达全日最高峰值，此后缓慢下降，之后12～14时进入全日第二次高峰期；14时后迅速下降，19～20时达全日最低点。随着月份的推移，雷暴次数峰值的出现时段也不断前移。3月份夜间14时雷暴出现次数最多，4月份前移至10时，而5月份则为08时。其中5月日变化最大，4月日变化相对较小。这种日变化出现的原因是春季发生的雷暴主要属于系统性雷暴，其与夜间静止锋影响机场有关。

夏季雷暴日变化较为明显，从03时开始雷暴出现的次数缓慢增加，05时后雷暴出现的次数明显增多，至08时达全日最高峰值；此后缓慢下降，10时形成一小波谷，之后12～13时出现次峰值；14时后迅速下降，至19时达全日最低点。夏季地面气温最高值出现在06～07时，而雷暴峰值出现时间比气温峰值出现时间晚2小时，即雷暴出现高峰区在08～09时。此外，12时前后，雷暴也多发。夏季雷暴的产生主要与副热带高压加强与减弱有关，此外东风波雷暴经常于下半夜到上午出现。

秋季与冬季雷暴峰值出现时间与全年规律不同，秋季先于傍晚10时出现次峰，随后夜间14时出现主峰。随着月份的推移，雷暴出现峰值的时段也不断后移。其中9月日变化最明显，08～10时及12～14时出现双峰值，全日在19～02时未出现过雷暴。10月最高出现在10～11时及21～01时，11月最高出现较晚在14～15时。

冬季先在傍晚09时出现次峰，然后在夜间13时出现主峰，夜间15～20时未出现雷暴。其中12月雷暴出现时间集中在12～13时，1月集中出现在07～09时。2月雷暴出现次数明显增多，除15～20时及07时外，其余时段均有可能出现，早上23雷暴出现的次数最多。

2.4 长乐机场雷暴持续时间特点

福州机场雷暴持续时间在0～1h（含）、1～2h、2～4h三个时间段的年平均次数分别占雷暴出现各级持续时数总次数的55.4%、24.6%、15.4%，因此80%以上雷暴持续时间在2小时以内，而持续时间超过4小时的平均次数仅占总次数的4.6%。持续时间超过12h的雷暴未出现，全年最长持续时间为10h 51min（发生在1999年8月3日）。由上可知，福州机场雷暴发生时持续时间较短。

2.5 长乐机场雷暴的方向

福州机场各个方向均可能出现雷暴，各方向中以正西方向开始出现的次数最多，其次是西北和西南方向，东南方向开始出现的次数最少。这是由于机场东部为海洋，西部为山区，山区上空要比海洋上空对流发展旺盛的缘故。

2.6 长乐机场产生雷暴的主要天气形势

福州机场产生雷暴的天气形势主要有冷锋、静止锋、切变线、副热带高压边缘的干雷暴、台风倒槽、东风波等。

2.6.1冷锋

春季冷锋过境前数小时，经常会有雷暴出现。春季冷锋南下到长江流域时，福州机场天气回暖增温，处于锋前暖区中，西南暖湿气流增强，以少云天气为主，有时午后可出现雷暴。

2.6.2静止锋

静止锋雷暴主要出现在春季和初夏，春季冷锋过境后容易转变为静止锋，由于静止锋经常在武夷山至南岭之间来回摆动，受静止锋影响，机场常会连续数日出现雷阵雨。

2.6.3副热带高压的周期性进退

副高进退时，在西风槽的配合下，容易出现干雷暴。当福州机场处于副高北侧或副高中心西侧4～5个经度时，午后在气温达到最高时，容易出现热力性雷暴，有时连续出现几天。雷暴一般从西或西北方向移入本场，福州市区出现雷暴的时间比本场提早1～2h。

2.7 长乐机场伴随雷暴出现的主要天气现象

雷暴出现时大多伴有阵雨，有时有大风和强降水出现，偶然出现风切变和冰雹。据统计，1998～2016年间，福州机场共出现16次雷雨大风。雷雨大风的出现时间主要集中在下午15时至夜间23时，其特点是风向变化大，持续时间短，最长为40min，最短仅几秒钟。在飑线移过机场时，曾有32m/s的大风出现。强雷暴引起的降水可达暴雨级别，并伴有短时雷暴大风、低云、低能见度天气及风切变。10年中，只有2001年4月29日的强雷暴天气过程出现小冰雹，冰雹持续时间仅5min。

3 结论

（1）福州机场雷暴活动期主要集中在3～9月份，春夏两季雷暴日数占全年总日数的84.7％。

（2）福州机场雷暴日变化明显，午后14时至18时（北京时）发生概率较大。

（3）福州机场雷暴持续时间较短，大部分在2h内结束。

（4）福州机场雷暴的出现方向中以正西方向开始出现的次数最多，其次是西北和西南方向，东南方向开始出现的次数最少。

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