晉江機(jī)場(chǎng)低云天氣統(tǒng)計(jì)分析

肖曉娟

(泉州晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng) 福建 晉江 362200)

低云是影響航空器飛行的重要?dú)庀笠刂唬驮坪挽F多相伴出現(xiàn)，且具有明顯的轉(zhuǎn)化過程，如輻射霧一般發(fā)生在云層剛散開期間，且霧逐步抬升為云，并持續(xù)消散[1]。低于機(jī)場(chǎng)起降標(biāo)準(zhǔn)的低云對(duì)飛機(jī)的起飛和著陸有重要影響，通常低云量大且云高較低時(shí)，由于低云中的液態(tài)含水量大，云滴濃度高，使云中能見度惡劣，易造成飛行員目視不清產(chǎn)生誤判，尤其是降落時(shí)飛行員穿過云層時(shí)可能距離地面高度很低，從而來不及對(duì)準(zhǔn)跑道造成事故的發(fā)生。目前，對(duì)于僅有激光云高儀觀測(cè)到云的樣本，在無降水時(shí)探測(cè)能力最好，而低層高濕或有霧的條件下，結(jié)果誤差較大[2]。云高儀地基觀測(cè)和衛(wèi)星觀測(cè)相結(jié)合可以獲得較準(zhǔn)確的云探測(cè)[3]，人工地面觀測(cè)則通過目視結(jié)合參考儀器探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)云高和云量進(jìn)行進(jìn)一步的判斷和分析。通過晉江機(jī)場(chǎng)氣象地面觀測(cè)月總簿和氣象地面觀測(cè)年總簿資料，對(duì)低云的日變化和年變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，以探求低云日變化于年變化的氣候規(guī)律，為日常低云的預(yù)報(bào)工作提供參考，以提高預(yù)報(bào)低云的水平和能力。

1 機(jī)場(chǎng)簡(jiǎn)介及資料介紹

泉州晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)地處福建東南沿海，與臺(tái)灣隔海相望，西側(cè)、北側(cè)均為丘陵地帶，水汽充沛，屬于典型的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)場(chǎng)累年平均總云量達(dá)到4.0 個(gè)量，累年平均低云量為3.6 個(gè)量。由于福建北側(cè)有武夷山脈，中間有閩中戴云山脈，且兩大山脈均為東北—西南走向，大致與海岸線平行，臺(tái)灣中央山脈位于泉州晉江以東，呈北東北—南西南走向，因此兩大山脈與臺(tái)灣山脈構(gòu)成一個(gè)巨大的東北—西南走向的“狹管”，對(duì)晉江的盛行風(fēng)向、風(fēng)速影響很大[4]，風(fēng)場(chǎng)的地方性特征也會(huì)影響水汽的輸送，而局地水汽通量輸送在影響低云云量的變化中起著至關(guān)重要的作用[5]。季風(fēng)與太陽輻射均會(huì)對(duì)低云的時(shí)空分布產(chǎn)生影響[6]。中國(guó)地區(qū)總云量呈東高西低、南高北低，夏高冬低的分布特征[7]，而晉江機(jī)場(chǎng)特殊的地理位置使機(jī)場(chǎng)具有獨(dú)特的地方性氣候特點(diǎn)。

資料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來源于機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)觀測(cè)室累積的2000—2020 年共21 年的民用航空氣象地面觀測(cè)月總簿和民用航空氣象地面觀測(cè)年總簿資料，且僅對(duì)其中云的觀測(cè)資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。需要說明的是，圖片與描述均采用的是協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC），且民用航空氣象地面觀測(cè)規(guī)范規(guī)定云量是指云遮蔽天空視野的分?jǐn)?shù)，采用八分量制，即把天空分成八等份，天空被云遮蔽了幾分，云量就是八分之幾，下文中出現(xiàn)的BKN 和OVC分別為多云（云量為5/8～7/8）和陰天（云量為8/8），由于BKN以上量級(jí)低云對(duì)飛行起飛著陸影響較大，故一般選取BKN以上量級(jí)低云進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 BKN以上量級(jí)低云出現(xiàn)頻率的日變化

機(jī)場(chǎng)歷年各時(shí)次BKN 以上量級(jí)低云出現(xiàn)的頻率如圖1 所示，從圖中可以看出BKN 量級(jí)、OVC 量級(jí)和（BKN+OVC）量級(jí)低云出現(xiàn)頻率日變化十分明顯，全日于日出前后22時(shí)至次日24時(shí)低云出現(xiàn)頻率最高，夜間18～20時(shí)出現(xiàn)頻率最低。圖中（BKN+OVC）量級(jí)低云為BKN量級(jí)低云和OVC量級(jí)低云出現(xiàn)頻率的疊加，更能體現(xiàn)出BKN 量級(jí)以上低云出現(xiàn)頻率整體的日變化特征，其日變化要明顯大于BKN量級(jí)和OVC量級(jí)低云單獨(dú)出現(xiàn)頻率的日變化。綜上所述，BKN 以上各量級(jí)低云出現(xiàn)頻率日變化趨勢(shì)趨于一致，且均表現(xiàn)為日出前后與上午出現(xiàn)頻率最多，夜間降至最少的特點(diǎn)。

圖1 累年逐時(shí)BKN以上各量級(jí)低云出現(xiàn)的頻率

3 累年各季（BKN+OVC）量級(jí)低云頻率日變化

通過對(duì)春夏秋冬各季節(jié)（BKN+OVC）量級(jí)低云出現(xiàn)頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，各季節(jié)日變化如圖2所示。

圖2 累年各季逐時(shí)（BKN+OVC）量級(jí)低云頻率

春季（BKN+OVC）量級(jí)低云在各時(shí)刻的出現(xiàn)頻率均大于其他季節(jié)，其日變化表現(xiàn)為20 時(shí)過后，低云量出現(xiàn)頻率突然增大并逐漸遞增，并于22時(shí)達(dá)到日最高值，為66%。22 時(shí)后逐漸降低，07 時(shí)頻率達(dá)到相對(duì)低值，為47%，07時(shí)后頻率逐漸增加，13時(shí)頻率達(dá)到相對(duì)高值，為57%。之后低云量出現(xiàn)頻率逐漸降低，并于19時(shí)達(dá)到全天最低值30%。

冬季（BKN+OVC）量級(jí)低云在各時(shí)刻的出現(xiàn)頻率均小于冬季，大于夏季、秋季，其日變化和春季基本相同，日出前后與上午出現(xiàn)頻率較大，22 時(shí)到01 時(shí)頻率最大為51%～55%，午后頻率逐漸減小，07 時(shí)達(dá)到相對(duì)低值39%，07 時(shí)之后頻率又逐漸增大，于13 時(shí)達(dá)到相對(duì)高值，為46%。13 時(shí)之后頻率又逐漸減小，于18 到19時(shí)達(dá)到全天最小值28%。

秋季（BKN+OVC）量級(jí)低云在各時(shí)刻的出現(xiàn)頻率均小于其他季節(jié)。其日變化與冬季和春季基本相同，日出前后與上午出現(xiàn)頻率較大，22時(shí)到凌晨05時(shí)頻率最大為33%～36%，午后頻率逐漸減小，08—09 時(shí)達(dá)到相對(duì)低值25%，09 時(shí)之后頻率略有增大，10—15 時(shí)頻率為27%到28%。15時(shí)之后頻率逐漸減小，于19—21時(shí)達(dá)到全天最小值17%。

夏季（BKN+OVC）量級(jí)低云在各時(shí)刻的出現(xiàn)頻率均小于冬季、春季，大于秋季，其日變化和其他季節(jié)基本相同，日出前后與上午出現(xiàn)頻率較大，21 時(shí)至次日04 時(shí)出現(xiàn)頻率較大，其頻率值均大于41%，24 時(shí)頻率最大為48%，午后頻率逐漸減小，08 時(shí)達(dá)到相對(duì)低值33%，08 時(shí)之后頻率又逐漸增大，于13 時(shí)達(dá)到相對(duì)高值，為39%。13 時(shí)之后頻率又逐漸減小，于20 時(shí)達(dá)到全天最小值22%。

綜上所述，無論是全年還是各個(gè)季節(jié)，機(jī)場(chǎng)低云日變化都呈現(xiàn)日出前后及上午出現(xiàn)頻率最多，夜間降至最少的特點(diǎn)，由于日出前后氣溫降至最低，空氣所能容納的水汽達(dá)到最大限度，水汽凝結(jié)，就容易形成低云。而四季中，春季（BKN+OVC）量級(jí)低云出現(xiàn)頻率最高，各時(shí)次均明顯大于其他三季；秋季出現(xiàn)頻率最低，各時(shí)次均明顯小于其他三季，冬季和夏季出現(xiàn)頻率居中，且冬季出現(xiàn)頻率高于夏季。

4 低云量與總云量的年變化

機(jī)場(chǎng)總云量的分布隨季節(jié)變化有顯著差異，通過對(duì)累年各月平均總云量和平均低云量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：如圖3所示，可計(jì)算得出春季的總云量最多，季平均總云量為4.6 個(gè)量；秋季的總云量最少，秋季平均總云量為3.5個(gè)量；夏季、冬季居中，季平均總云量分別為4.4個(gè)量和3.9個(gè)量。從圖3可看出，全年各月中，2—6月為總云量峰值區(qū)，區(qū)內(nèi)各月變化較小，其中5月總云量全年最多，月平均總云量為4.9個(gè)量；7月總云量迅速降低，10月為總云量最少的月份，月平均總云量為3.1個(gè)量。

圖3 累年各月平均總云量和平均低云量

低云量的分布也有明顯的季節(jié)差異。如圖3 所示，可計(jì)算得出低云量春季最多，季平均低云量為4.0個(gè)量；秋季最少，季平均低云量為2.5 個(gè)量；夏、冬兩季居中，季平均低云量為3.2 個(gè)量和3.3 個(gè)量。低云量逐月變化趨勢(shì)與總云量變化趨勢(shì)一致。2月低云量全年最多，為4.3 個(gè)量，2 月以后低云量逐漸減少，7 月低云量達(dá)到最低值，云量?jī)H為2.2 個(gè)量，7 月后低云量逐漸增加。從圖3還可以看出，10月至翌年2月，總云量與低云量?jī)蓷l曲線平行且接近，說明冬季低云量相對(duì)比重較大。而3月開始，兩條曲線開始發(fā)散，說明從春季開始，中高云所占比重逐漸增多。

綜上所述，由于機(jī)場(chǎng)春末夏初受華南切變線影響，與地面鋒面系統(tǒng)配合，冷暖空氣交匯，多有降水云系生成，因此春季的總云量最多，季平均總云量為4.6個(gè)量，特別是5 月總云量全年最多，月平均總云量為4.9 個(gè)量；夏秋季副熱帶高壓系統(tǒng)強(qiáng)盛，夏季午后多副高邊緣不穩(wěn)定云系生成，秋季則副高穩(wěn)定盤踞，晴朗少云，多中高云系生成，故秋季的總云量最少，季平均總云量為3.5個(gè)量，季平均低云量為2.5個(gè)量；同時(shí)夏秋季多為西太平洋臺(tái)風(fēng)活動(dòng)的季節(jié)，當(dāng)臺(tái)風(fēng)靠近時(shí)，臺(tái)風(fēng)外圍云系明顯；冬季西風(fēng)槽活動(dòng)明顯，冷空氣不斷補(bǔ)充南下，多為穩(wěn)定的層狀云生成。

5 BKN以上各量級(jí)低云出現(xiàn)頻率的年變化

累年各月各量級(jí)低云出現(xiàn)的頻率如圖4 所示，OVC 量級(jí)低云出現(xiàn)頻率2 月最高，達(dá)到35%；2 月后逐漸降低，7 月達(dá)到最低值，頻率僅為5%；7 月之后到次年2 月，頻率值逐漸增加。全年中BKN 量級(jí)低云出現(xiàn)的頻率11 月最高為24%，而7 月頻率最低為15%。機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)（BKN+OVC）量級(jí)低云的頻率值逐月變化趨勢(shì)與OVC 量級(jí)低云頻率、低云量的逐月變化基本相同。低云出現(xiàn)頻率6—12 月BKN 量級(jí)大于OVC 量級(jí)，其余各月OVC量級(jí)大于BKN量級(jí)。

圖4 累年各月各量級(jí)低云出現(xiàn)的頻率

綜上所述，機(jī)場(chǎng)無論是低云量還是OVC 量級(jí)低云、（BKN+OVC）量級(jí)低云都是春季出現(xiàn)頻率最多，夏季、冬季居中，秋季最少。機(jī)場(chǎng)春季低云量出現(xiàn)最多是由于春季開始西南暖濕氣流加強(qiáng)，當(dāng)較強(qiáng)冷空氣南下遇到暖濕氣流時(shí)，濕潤(rùn)的暖空氣被抬升，并成云致雨，因此春季低云對(duì)飛行影響最大。秋季則副熱帶高壓南撤，南方暖濕氣流減弱，大陸上氣壓由低值系統(tǒng)向高值系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，而高空副熱帶高壓的南撤往往緩于地面高值系統(tǒng)南移，所以往往使高低空同受高氣壓控制，使整個(gè)大氣皆表現(xiàn)為下沉運(yùn)動(dòng)，故秋季低云量最少，對(duì)飛行影響也最小。

6 低云云高的日變化

云高低于450 m 時(shí)對(duì)飛機(jī)起飛和著陸影響較大，通過對(duì)累年春夏秋冬四季各對(duì)次出現(xiàn)云高低于450 m的頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如圖5所示，春季云高低于450 m低云出現(xiàn)頻率較其他三季最高，日變化為午后出現(xiàn)頻率最低，夜間14—15時(shí)出現(xiàn)頻率最高。夏季日變化不明顯，午后及23—24 時(shí)低云出現(xiàn)頻率最低。秋季、冬季低云出現(xiàn)頻率都較低，冬季頻率略高于秋季，16—24時(shí)頻率較低，近似為0%。秋季除01 時(shí)低云頻率為1%外，其余時(shí)次低云頻率均近似為0%。

圖5 累年各季逐時(shí)云高低于450 m的頻率

7 低云云高的年變化

通過對(duì)累年各月的平均低云的云底高度進(jìn)行計(jì)算，如圖6 所示，機(jī)場(chǎng)累年平均低云云高為572.1 m，全年各月中，10 月云高為全年最高值，平均為704.9 m；6月云高最低，為530.4 m。根據(jù)計(jì)算，四季平均低云云高秋季最高，平均為669.6 m，冬季次之，平均低云云高為641.0 m，夏季平均云高為576.3 m，春季平均低云云高最低，低云平均云高為575.6 m。

圖6 累年各月平均低云云底高度

8 結(jié)論

（1）BKN 以上量級(jí)低云出現(xiàn)頻率日變化均表現(xiàn)為日出前后及上午出現(xiàn)頻率最多，夜間降至最少的特點(diǎn)。

（2）四季中，春季（BKN+OVC）量級(jí)低云出現(xiàn)頻率最高，秋季出現(xiàn)頻率最低，冬季和夏季出現(xiàn)頻率居中，且冬季出現(xiàn)頻率高于夏季。

（3）機(jī)場(chǎng)總云量的分布隨季節(jié)變化有顯著差異，春季的總云量最多，秋季的總云量最少。

（4）低云量為春季最多，季平均低云量為4.0個(gè)量；秋季最少，季平均低云量為2.5個(gè)量；夏、冬兩季居中。

（5）無論是低云量還是OVC量級(jí)低云、（BKN+OVC）量級(jí)低云都為春季出現(xiàn)的頻率最多，夏季、冬季居中，秋季最少。

（6）春季云高低于450 m 低云出現(xiàn)頻率較其他三季最高，秋季、冬季低云出現(xiàn)頻率都較低。

（7）四季中，平均低云云高秋季最高，為669.6 m，春季平均低云云高最低，低云平均云高為575.6 m。