哈尔滨太平国际机场初雷天气分析.pdf

收稿日期院 圆园23原3原1第一作者简介院孙超渊1988-冤袁男袁黑龙江省哈尔滨市人袁哈尔滨师范大学袁本科生袁工程师.孙超袁张秋实袁王天竺(中国民航东北地区空中交通管理局黑龙江分局袁黑龙江 哈尔滨 150000)哈尔滨太平国际机场初雷天气分析摘要院本文基于 MICAPS 天气实况资料袁通过高低空环流场尧K 指数和垂直温度层结以及气象要素等方面研究了哈尔滨太平国际机场一次罕见的伴有扬沙和雨夹雪的初雷天气过程袁 得出以下结论院此次天气过程主要受蒙古气旋东移影响袁哈尔滨机场受低涡前暖平流控制袁有利于水汽的输送袁后期随着冷空气的南下袁地面转为冷锋影响袁锋前后有强烈冷暖平流袁且温度梯度较大袁850hPa 风向风速辐合条件较好袁有较好的辐合抬升条件遥 较为强烈的低层低涡辐合系统是本次对流性天气的动力条件袁 低涡前后西南风和西北风引起的冷暖空气交汇是本次对流性天气的热力条件遥 风向风速尧温度等气象要素在此次天气过程中存在明显变化遥关键词院雷暴曰中尺度天气分析曰气象要素分析中图分类号院P458.1+2文献标识码院A文章编号院员园园圆原圆缘圆载穴圆园23雪园2原园园20原园21引言近年来袁异常尧复杂的天气出现愈加频繁袁而雷雨天气是危及飞行安全主要灾害性天气之一1-3遥 对于民用航空运输来说袁 雷雨天气是造成航班延误的最主要天气现象袁 由此引起的飞行延误占气象原因引起的飞行延误总架次的 51%袁高居延误首位袁雷雨天气对于飞行安全和航班正常运行的影响更是巨大的袁 由于雷雨所造成的影响和危险很多袁 如下击暴流尧阵风锋尧强垂直切变等遥 2019 年 4 月 16 日袁哈尔滨太平机场出现雷暴天气袁较历年同期偏早袁本文对这次雷雨天气过程的发展和演变进行分析遥2资料与方法本文使用地面观测资料和欧洲中期天气预报中心渊ECMWF冤ERA 再分析资料 袁空间分辨率为 0.25毅伊0.25毅袁时间分辨率为 6 h遥3天气实况2019 年 4 月 16 日渊以下均为北京时冤黑龙江省出现了大风伴扬沙天气袁中部地区出现了中到大雪袁南部出现了雷阵雨遥 哈尔滨机场始终伴随大风尧扬沙天气袁傍晚出现雷阵雨袁期间中雷雨持续时间约半个小时遥 08 时平均风速达到 9-13 m/s,最大风速达到18 m/s袁并且伴随扬沙天气袁扬沙伴有大风天气一直持续到次日 01 时扬沙结束同时地面风速逐渐减小袁次日早 08 时风速突然剧增袁平均风速 11 m/s袁最大风速达到 16 m/s袁10 时又出现扬沙伴有大风的天气遥下午 15 时 33 分出现小雨,15 时 52 分天空出现积雨云遥 此时由小雨转为小阵雨袁在傍晚 18 时 30 分天顶闻雷渊TS冤袁此时天气现象为小雷雨渊-SHRA冤袁18 时45 分听到雷声 18 时 51 分转为中雷雨(SHRA)遥 18 时55 分确定雷暴消失遥 19 时 26 分天顶又出现了雷暴袁此时为中雷雨袁直到 19 时 52 分雷暴消失袁此时天空中的积雨云渐渐消散袁中阵雨转为小雨(-RA)直到 18日 04 时 51 分出现罕见天气现象雨夹雪渊-RASN冤遥4天气分析4.1天气形势分析分析 4 月 16 日 20 时渊北京时袁下同冤各高度场环流场可知(图 1)袁中纬度西风急流位置偏北袁急流轴位于 50毅N 附近袁黑龙江西南部高空风速较大袁高层动量抽吸作用明显遥 500 hPa 高度哈尔滨机场位于强槽前侧袁受正涡度平流控制袁低层上升运动较强袁且处于等压线密集区域袁低层风速较大袁高度场与温度场交角接近 90毅袁系统斜压性较强袁正处于发展阶段遥低层受低涡影响袁哈尔滨机场位于其东南侧袁为西南大风控制袁低层风速超过 24 m/s袁水汽输送较强遥 地第 40 卷第 2 期2023 年 6 月黑 龙 江 气 象HEILONGJIANG METEOROLOGYVol.40No.2Jun.2023表 116 日 08 时和 20 时哈尔滨站位势高度和温度变化情况16 日 08 时16 日 20 时位势高度渊dagp10m冤温度渊益冤位势高度渊dagp10m冤温度渊益冤850 hPa135141286700 hPa2940284-3500 hPa551-23543-19T850-T5003725图 14 月 16 日 20 时(a)200 hPa 纬向风场(等值线袁单位院m 窑 s-1袁阴影部分为风速跃25 m 窑 s-1区域)尧(b)500 hPa 高度场(实等值线袁单位院10 gpm)尧温度场(虚等值线袁单位院益)及风场(矢量袁单位院m 窑 s-1)尧(c)850 hPa 高度场(等值线袁单位院10 gpm)及风场(矢量袁单位院m 窑 s-1袁阴影部分为低空急流袁风速12 m 窑 s-1区域)和(d)海平面气压场(等值线袁单位院hPa)及温度场(阴影袁单位院益)的分布特征面为典型的蒙古气旋袁哈尔滨处于等压线密集带袁地面风速较大遥 地面暖锋锋区位于哈尔滨以北区域袁空中以层云为主袁后期随着冷空气的南下袁地面转为冷锋影响袁锋前后有强烈冷暖平流袁且温度梯度较大袁低层风向风速辐合条件较好袁 有较好的辐合抬升条件遥 较为强烈的低层低涡辐合与高层的动量抽吸作用是本次对流性天气的动力条件袁 低涡前后西南风和西北风引起的冷暖空气交汇是本次对流性天气的热力条件遥由图 1渊c冤可见在 850 hPa 上可见平均风速达到13 m/s,最大风速达到 18 m/s 并且存在急流遥 此时风向为 200-220毅西南风向与 850 hPa 相对称袁 温度升高遥 而且 4 月份季节性干燥袁 相对湿度低袁 风速较大扰动气流将大量的沙粒尘土从地面吹起袁 适合扬沙的存在并且间歇性持续 24 h袁 最严重时主导能见度降低到 1400 m袁 RVR 最低到 900 m 持续 5 h遥 4月 16 日扬沙依然存在直到下雨之前地面风速有明显的减小扬沙消失袁 风向转为北风同时相对湿度有明显变动遥 降水现象持续 6 h袁 期间中雷雨持续 2h遥 当雷雨过境前阵风达到 18 m/s袁 雷雨期间风向转为北风袁 风速明显减小遥 雷雨消散后袁 又相继出现雨夹雪天气现象此时温度逐渐降低相对湿度加大袁 温度减小遥 雷雨减弱消失后风向转为西北风同时地面风速加大袁 地面温度降低至 0 益遥 次日早晨袁 随着冷空气南下又出现小雨夹雪天气现象,此时高空 850 hPa35袁 但是分析 CAPE 数值袁 整个过程其均200 J/kg,袁可能是由于季节原因袁垂直方向上气温和露点温度均较夏季低袁因此 CAPE 较低遥哈尔滨机场上空层结不稳定性较强袁 相对湿度较大袁700 hPa 空气达到饱和袁 比湿大值区位于机场上空袁随高度递减袁水汽条件较好遥对比分析 16 日哈尔滨站位势高度和温度变化情况(表 1)遥 分析大气层结稳定性可知院16 日早 8 时袁T渊500-850hPa冤=37 益袁其与理论值 21 益相差 16 益袁这说明大气层结是典型的上冷下暖结构袁 有利于中等强度的对流发展遥 16 日晚 20 点袁T渊500-850hPa冤=25 益袁其与理论值 21 益相差 4 益袁这说明随着冷空气的入侵袁大气层结趋于稳定遥 通过表 1 可以判断袁16 日 08-20 时有利于中等强度对流性天气的发生袁20 时后袁对流性天气发生的层结条件较弱遥综合数值预报指标分析和哈尔滨单站层结分析袁16 日有对流性天气过程遥 次日早晨袁 随着冷空气的继续南下影渊下转第 40 页冤孙超,等院哈尔滨太平国际机场初雷天气分析第 2 期21响袁哈尔滨机场出现了短暂的阵性小雨夹雪天气袁雨夹雪对能见度影响较小袁 没有对早晨出港航班造成影响遥5结论本文基于 ERA5 再分析资料袁 对哈尔滨机场一次罕见的初雷天气过程进行了分析袁得出以下结论院渊1冤本次天气过程主要受蒙古气旋东移影响袁哈尔滨机场受低涡前暖平流控制袁 有利于水汽的输送袁后期随着冷空气的南下袁地面转为冷锋影响袁锋前后有强烈冷暖平流袁且温度梯度较大袁850 hPa 风向风速辐合条件较好袁有较好的辐合抬升条件遥 较为强烈的低层低涡辐合系统是本次对流性天气的动力条件遥渊2冤地面冷锋过境引起的西南风和西北风冷暖空气交汇是本次对流性天气的热力条件遥 发生雷暴前期 850 hPa 为西南风背景下的暖平流控制袁为对流天气的发生提供了有利的低层暖湿条件遥渊3冤此次过程前后风向尧风速尧温度等气象要素变化较大袁 对扬沙尧 雨夹雪等天气现象具有重要影响遥参考文献1袁少华,王加平.浅谈哈尔滨机场雷暴天气的观测J.黑龙江气象,2011,28(3):3.2张序.雷暴天气的分析识别及对飞行的影响J.长沙航空职业技术学院学报,2011,11(2):6.3黄爱玲.雷暴天气的观测和编发报工作J.科技风,2017(24):1.渊上接第 21 页冤构建了基于 GIS 的气象数据综合展示平台袁 具备地面观测数据尧高空数据尧土壤水分数据尧大气成分数据尧雷达尧卫星云图尧闪电数据尧人工土壤水分等数据的查看尧制图尧分析和 Micaps 格式的导出9遥展示平台采用 RESTFUL 风格获取天擎数据袁以时间尧地区尧台站类型获取实时或者实时滚动的气象数据遥 平台获取到天擎数据后袁 会进行两种处理过程袁 分别是基于 web 的展示和自动产品进行色版图制作遥 这样做提高了实时点数据的加载速度袁将色版图的制作功能放到系统后台进行基于任务调度地自动制作遥5总结黑龙江省气象局一体化平台是黑龙江省气象局落实气象现代化的主要抓手袁 也是践行中国气象局信息化行动的关键工程遥 平台采用 microservice 的理念进行建设袁满足了高可用尧高延展尧高性能的架构要求遥 业务方面袁平台集成了气象管理尧预报预测尧综合观测尧气象服务尧预警发布等多个模块袁实现了信息一个出口尧操作一个页面尧工作一个平台的设计理念遥 一体化平台正在拥抱基于 docker 的 k8s 私有云袁将来会向集装箱式的容器方向发展袁具备热备份尧易部署的特点袁 为黑龙江省气象业务提供强有力的支撑遥参考文献1潘进军.开好局起好步 持续发力 推动野十四五冶龙江气象事业高质量发展 J.黑龙江气象,2021袁38渊01冤院1-8.2张永玉袁曾庆飞袁杨家正袁等.基于 SOA 的矿政一张图管理系统设计与实现 J.测绘与空间地理信息袁2018袁41(5):156-161.3黎健.新时期推进气象现代化的若干思考J.浙江气象袁2012袁33(1)院1-4.4贺雅楠,高嵩,薛峰,等.基于 MICAPS4 的智能网格预报平台设计与实现 J.应用气象学报,2018,29(01):13-24.5刘毅.基于 Liferay Portal 的所级图书馆集成信息服务平台设计与实现 J.现代图书情报技术袁2008袁6院72-76.6刘保汛,刘文杰.基于 SOA 架构的 ESB 在商业银行中的研究与实现J.信息技术与信化,2018(Z1):19-21.7李祥池.基于 ELK 和 Spark Streaming 的日志分析系统设计与实现J.电子科学术,2015,02(06):674-678.8赵晋,杨旭东.基于 CAS 的单点登录系统的研究与实现J.软件,2016,37(11):118-124.9薄宇,潘雪,蒙婷婷.多源气象卫星数据融合方法与应用的比较研究J.黑龙江气象袁2022,39(02):24-27.第 40 卷黑龙江气象40