“0516”浦东机场极端复杂天气分析

杨瑜

摘 要 利用机场雷达和自动观测资料，结合NCEP再分析资料以及Micaps等气象资料，对2020年5月16日浦东机场出现的一次雷雨之后出现低云大雾的天气过程进行特征分析，初步探讨极端天气出现的天气形势和物理量场，结果表明低云发生时上海地区近地面相对湿度长时间维持在97.5%，雷雨时垂直速度达到-0.02P/s。另外区域高分辨率快速更新数值预报对此次低云预报效果较好，为以后低云预报提供了数值预报的积累经验。总结对管制用户的服务经验，为未来极端天气的航空气象服务提供经验总结。

关键词 浦东机场;极端天气;低涡切变;气象服务;预报经验

引言

初夏季节冷暖空气势均力敌，西南暖湿气流日渐活跃，北方冷空气频繁快速东移南下，二者互有进退，共同上演着一场场阴晴雨雾的天气“短剧”。低云雷雨和大雾天气作为这一幕幕天气短剧的主角，是影响航空安全的主要危险天气，因此能否提前做好初夏复杂天气的准确预报，成为航空气象人员做好气象服务的关键。

低云和大雾是在稳定层结下发生的天气现象，不稳定层结是雷雨的主要触发机制，三种复杂天气在同一天发生，在统计意义上属于不易发生的事件，称之为极端天气事件，数值预报技术特别是中尺度数值预报对灾害性天气的预报有了很大的提高，但是对于极端天气的预报能力仍然非常有限，数值模式一方面无法确定极端事件发生的可靠性，另一方面无法确定预报落区和时间等具体信息，机场天气预报要求定时定点，这对极端天气的预报能力提出了更高的要求。

本文以2020年5月16日浦东机场发生的一次雷雨和低云大雾交替发生的天气过程为例，首先回顾了天气过程，通过天气形势分析总结环流背景，通过物理量初步诊断分析，定量研究天气系统发生的原因，在此基础上总结气象服务，探讨极端天气下预报服务经验，为浦东机场极端复杂天气的预报预警提供一定参考。

1天气复盘及形势场分析

本文资料包括机场观测实况纪要栏、Micaps资料、NCEP/NCAR再分析资料、机场终端区多普勒天气雷达资料和卫星云图资料，文中涉及时间除特殊标注外均使用北京时。由浦东机场实况纪要栏的解析可以看出，复杂天气分为两个阶段：

（1）强雷雨：16日11：44浦东机场由小阵雨转中阵雨天气，11：48观测闻雷，雷声持续至12：30，中或大阵雨持续至13：57，累计降水量达到38.9毫米。

（2）低云和大雾：17日04：06浦东机场云底高下降至50米，04：20观测员开始报告垂直能见度50米，一直持续至07：21，之后云高上升至60米以上。另外在04：10主导能见度下降至900米，一直持续至06：46能见度均小于1000米，06：00时能见度达到最低值350米，同时16L跑道视程最低至375米。

综上，雷雨和低云大雾天气接连影响浦东机场终端区，其中中或大降水持续约2小时30分钟，累计降水量38.9毫米;低云持续约3小时，大雾持续约2小时，大雾天气发生具有明显的爆发性，能见度6分钟内从2100米骤降至900米。

从Micaps数据分析的地面天气图（图略）可以看出，16日11时地面在河套西侧有低压中心东移，本场弱气压场控制，并由流场图可以看出有辐合线生成;高空天气图（图略）可以看出，850hPa切变线位于上海北部，700hPa上海地区位于急流轴出口区左侧，辐合上升运动明显，500hPa上西南低压槽和副高西侧的西南气流有在夜间有显著加强，因此浅层有明显的西南气流北顶导致850hPa暖湿切变线明显北跳。结合高低空配置可看出，16日上午，上海地区在西南暖湿气流的加强下，西南暖湿切变东端北跳移经本场，浙江中部地面辐合中心与之配合也将东移北抬至上海地区。

在地面辐合、中低层切变和高空西南气流的共同配合下，浦东机场16到17日出现了雷雨和低云大雾的复杂天气，这种复杂天气在浦东机场气候志中出现的概率极低，因此本文结合极端天气的定义，将其定义为极端天气进行复盘分析，并对复杂天气涉及的Micaps资料和NCEP再分析资料进行保存，为日后教学分析提供素材[1]。

2物理量场诊断分析和数值预报

图1 NCEP分析场（16日08时地面相对湿度和850hPa的垂直速度）

为精确分析此次复杂天气的物理量场，本文下载了1°*1°的再分析资料，进行绘图分析后初步發现，16日08时华东中部均位于相对湿度大值区，上海地区相对湿度均在97.5%，为低云天气的发生提供了良好的水汽条件。分析850hPa的上升速度发现在上海地区东部有明显的上升气流最大值中心，浦东机场的东侧上升气流最大值达到-0.02Pa/S，为浦东机场大雷雨天气的发生提供了充足的辐合上升条件。

图2 区域高分辨率快速更新数值预报（17日01时起报的云底高度）

另外分析区域高分辨率快速更新数值预报，对17日凌晨的低云和大雾天气预报进行分析发现，该数值预报在17日01时起报的产品中，能够较好的预报低云和大雾发生的时间段，数值预报显示17日05时-06时浦东机场云底高低于60米（图2），07时云底高抬升至60米以上（图略），与实际观测结果比较接近，为以后低云的预报提供了数值预报参考。

3气象中心雷达产品

图3是16日雷达剖面图，由图可以看出此次强降水过程，雷达回波上表现出典型的弱回波穹隆，强上升气流将降水粒子倾斜上升，为此次强雷雨的发生提供了良好的触发和维持机制。

4气象服务总结

针对此次低云雷雨大雾天气过程，浦东机场16日00：16二类准备，04：04二类启动，23日07：40二类结束，其中16日11：44-13：57中到大阵雨天气，对浦东机场航班正常运行造成严重影响。

值班预报员共发布3份AMD报和4份机场警报， 在预报服务过程中，预报员对低云大雾天气的预报提前量充足，但是由于对切变线北跳的预报不足，因此对雷雨的发生及其维持时间存在明显的漏报情况，但是通过机场警报和电话服务在雷雨天气过程中，对管制用户进行了精细化的气象服务。

5结束语

2020年5月16-17日雷雨和低云大雾天气接连影响浦东机场终端区，给航班运行带来了比较严重的影响。在低云低能见度天气发生前及发生阶段，气象部门制作并提供了大量有针对性的天气预警和气象服务，力求使气象信息能够深入管制一线、协助运行决策，但是对雷雨天气的发生和维持预报不足，主要考虑到稳定层结情况下雷雨发生的时间较短，另外没有充分考虑到此次降水量偏大，因此预报雷雨准确率不足。总结来看，此次极端天气的气象服务具有如下特点：

（1）预报员在准确分析天气形势的基础上，确立了自己的预报思路，重点关注辐合区和高湿条件下的低云低能见度天气，对雷雨天气的发生没有充分考虑到降水量增大，造成雷雨天气的气象服务效率较低。

（2）此次低云和低能见度天气并未覆盖早高峰时段，气象预报提前量充足，管制部门采取的流控及时，在有效控制进港航班数量中气象预警的发布能起到关键作用。

（3）极端天气的气象服务对航空气象预报员从技术上存在较大的挑战性，报文和机场警报在服务层面上存在时间和空间上的精度不足，因此我们仍需充分调研极端天气发生的天气形势及其气象要素，总结经验，为未来极端天气的气象服务做好充分的准备工作。

参考文献

[1] 吴波，卫晓东.浦东机场一次极端复杂天气过程分析[J].中国航班，2019（8）：1-2.