浅析哈尔滨机场一次阵性雨夹雪天气过程

2018-01-29 18:51薛琳瑶
科学与财富 2017年35期
关键词:观测

薛琳瑶

摘 要:天气现象是指大气中或地面上所产生的除云以外的各种物理现象,天气现象的出现,反映着大气的不同运动的物理变化过程,是天气变化的体现,对航空飞行有重要的意义的天气现象会严重威胁航空飞行的安全,因此,正确的观测天气现象,准确判断其强度不仅对安全飞行起到重要的作用,而且是分析、预报天气和了解气候情况的重要资料。本文通过对哈尔滨太平机场的一次阵性雨夹雪的天气过程分析,总结出此类天气形势的特点,并初步得出此类天气的着眼点,为春季雨夹雪天气条件下的安全飞行提供可靠保障。

关键词:阵性;雨夹雪;观测;安全飞行

1 前言

天气现象对航空活动有着重大的影响。降水对飞机座舱玻璃上造成的水流或粘附的雪花,会使飞行人员观测到的能见度比气象观测员观测到的更坏些,在过冷雨滴区域或雨夹雪中飞行可能造成飞机表面某些部分结冰或跑道积冰,以致使飞行员操作困难。所以说,降水现象,尤其是雨夹雪现象威胁飞行安全。春季是冬夏转换的季节,在东北地区,常把春季作为冬季的结束夏季对流天气的开始,所以,在这个季节偶尔会遇到具有夏季对流的特点又具备冬季降雪的这种天气,给飞行带来严重的影响,本文以哈尔滨太平机场具有代表性的阵性雨夹雪为例,对我国东北地区这种春季特殊的天气过程进行分析讨论,从而为今后观测雨夹雪这种天气现象寻找更广的思路,积累更多的经验。

2 频率简析

机场雨夹雪(含雨转雪、雪转雨等混合性降水)历年出现在3~4月份和9~11月份,累年年平均数为3.2天,占全年平均降水日数的4.1%。雨夹雪在3~4月份出现的次数较多,平均日数为2.0天,占雨夹雪年平均日数的60.6%;9~11月份出现的次数较少,平均日数为1.3天,占雨夹雪年平均日数的39.4%。其中4月份出现的次数最多,平均日数为1.4天;其次是11月份,平均日数为0.7天;9月份出现的次数最少,平均日数仅为0.1天。

雨夹雪可造成低能见度天气,但出现次数较少,强度不大。雨夹雪造成机场能见度低于1公里累年年平均日数仅为0.2天,仅占全年能见度小于1公里平均日数的1.4%。但当出现雨夹雪时,由于过冷却水滴充足,易造成停场飞机机身与跑道结冰,危及飞行安全,影响飞行正常。

与历年同期雨夹雪出现的次数相比,2013年3~4月份雨夹雪的出现次数突破历史之最达到8次之多。所以说,雨夹雪对于民航飞行的影响更为突出,形式也更为严峻。

3 雨夹雪的成因

3.1 定义

雨夹雪(RASN或SNRA)是半融化的雪或雨和雪同时下降的现象。雨夹雪通常降自雨层云、高层云、高积云、层积云。阵性雨夹雪(SHRASN或SHSNRA)具有明显阵性特点的雨夹雪。阵性雨夹雪通常降自积雨云、淡积云和层积云。

3.2 雨夹雪的形成

降水的形成过程,就是云滴增大为雨滴、雪花及其他降水物的过程。在云的形成和发展阶段,如果其内部空气不断上升和绝热冷卻,或云外继续有输入云中,云滴周围就会达到过饱和状态,云滴就会因水汽凝结而逐渐增大。

由于云滴的大小不同云内气流又有不同的方向和速度,因而云滴就可能相互碰撞合并,使原来小的云滴变大,打的云滴变为更大。大的云滴在其下降的过程中有可能碰上小的云滴,并吞并他们而继续增大。云滴增大以后他的冲撞范围加大"吞并"的小云滴就更多,像滚雪球一样越来越大继而发生降水。

从云中下的究竟是雨还是雪主要取决于云内和云下的温度;当云内温度在0℃以上时降下的是雨或毛毛雨;当云内、云下温度都低于0℃时,一般是下雪,但有时也会下过冷水滴,如降落到地面或地物上即刻冻结就形成了冻雨;如果云内温度低于0℃而云下温度高于0℃时,从云中降下的冰晶、雪花或小冰雹,可能完全融化成雨滴,也可能出现雨夹雪或半融化的雪(湿雪),有时候航空器在飞行时遇到的是雪,而在地面上见到的确是雨,这就是雨夹雪的形成。

4 天气过程论述

2013年4月10日03时03分(时间均为世界时)本场出现微量的浓积云并且开始了小的阵性雨加雪的降水过程,(见表1)。此次雨雪现象共持续了11小时45分钟,其中小的阵性雨加雪到中的雨夹雪持续8分钟,日降水量合量为2.0mm。

通过以上数据可以看出,当日天气变化多端,主导能见度变动幅度较大,阵性的小雨雪与中阵性的雨雪与小阵雪的天气不断转换,在此期间发布特殊天气报告共2份,进行电话通告共47份。结合此次阵性雨夹雪的过程可以看出,春季降水特点特殊,并且在不同程度上影响了飞行的正常,因此对此类天气过程的分析就显得十分必要了。

5 综合气象要素分析

5.1 对流云

浓积云最为对流云的一种,它的形态云顶为重叠的圆弧形凸起,很像花椰菜,云体垂直发展强时个体臃肿高耸,最重要的以一点是在浓积云的控制下,有时可产生阵性降水,强对流云出现在3-11月份。春季,强对流云出现的频率较低高频率出现在04-09时,逐时频率平均为7.1%,而4月10日这天阵性雨夹雪的出现就完全符合这一特点。

根据4月10日整点观测数据统计,选取01时至09时(时间均为世界时)云的记录演变样本进行分析,03时天空开始出现浓积云,在04时浓积云由0个量变为1个量直至08时,浓积云消失。可以发现,浓积云的出现,对流运动的旺盛,也与天气现象形成统一。

5.2 温度、露点、及相对湿度

根据整点的观测数据,选取4月10日01时至09时(时间均为世界时)温度、露点及相对湿度样本进行分析。从温度、露点及相对湿度随时间的变化上可以看出,从01时至07时温度程缓慢递减趋势,湿度不断增加,在04时出现阵性雨夹雪,并在05时49分达到中度阵性雨夹雪,此时温度在零上。到06时,温度由零上1.3℃下降到零下1.1℃下降速度快,湿度由75%上升至93%转为小阵雪,降水形态发生了变化,从中等强度阵性雨夹雪转变为小阵雪,到07时,温度又迅速上升至1.4℃,降水形态又从小阵雪转变为小雨夹雪,到08时温度又从零上1.4℃下降至零下0.4℃,降水形态又从阵性小雨夹雪转为小阵雪,不难发现,气象要素的变化与天气现象的变化形成有机的统一。其中温度也是我们判断降水形态的一个重要的因素。

6 小结

(1)此次阵性雨夹雪的天气过程气象要素变化复杂,值班观测员应及时向预报员询问天气变化趋势,借助雷达或卫星云图等相关信息网络服务来观察降水的演变情况。

(2)阵性降水的过程时常会伴有阵风以及低能见度等相关气象要素的变化,要在观测阵性降水的同时更要密切关注阵风及能见度的有关信息。

(3)密切监视云的演变及对流云的变化规律是气象人员做好气象服务所必须的。

(4)注意温度的变化,在春季,气温变化复杂,忽上忽下,应该时刻关注温度的变化看看天气现象是否由雨夹雪转为雪,面对复杂多变的气象要素要做到沉着冷静,及时有效的向有关部门进行通报,这样才能做好气象观测的服务保障工作。

参考文献

[1]地面观测技术手册.

[2]哈尔滨太平国际机场航空气候志.

[3]地面观测规范.

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