大连地区积雨云观测要点分析

大连地区积雨云观测要点分析

李逸飞 刘妍芳 高若时

大连空管站 大连 辽宁省 116000

摘要：本文介绍了积雨云的云状特点，重点分析了大连地区及本场典型积雨云案例分析，以及雷达回波图在积雨云观测中的应用，为今后雷雨过程中积雨云的观测提供参考。

关键词：观测 积雨云 雷达回波图

1. 引言

云的观测是民航地面观测中较为重要的一项，需要观测员目测判断云量、云状、云高，而积雨云又是云的观测中的重点、难点。积雨云的出现常常伴随着大风、雷暴、冰雹、等强对流天气，对航空飞行造成严重的威胁，因此，及时、准确地观测判断、记录并编报积雨云，及时通知相关部门就显得非常重要。

2. 积雨云对飞行的影响

2.1.云内积冰

飞机积冰是指飞机机体表面某些部位聚集冰层的现象。积雨云中过冷却水滴极易附着在飞机上形成积冰。产生积冰后对飞机动力影响极大，会减少飞机升力和受到的阻力。此外在飞机天线、燃油管道、螺旋桨等地方产生积冰还会造成飞机故障。

2.2.颠簸

在积雨云中飞行颠簸极强，在颠簸时飞机和各部分结构都要经受着忽大忽小的载荷，颠簸越强载荷变化越大，如果超过飞机所能承受的最大载荷，飞机的某些零件就可能变形，甚至损坏，强烈的颠簸可能使飞机飞行高度在瞬间上升或下降数十米，甚至几百米，并使飞机左右剧烈摇晃，操纵十分困难。

1. 3. 下击暴流

下击暴流是指在地面及其附近引起灾害性风的向外暴流的强下沉气流，下击暴流的形成与对流云中下沉气流发展紧密相关。飞机在起飞或着陆时穿越下击暴流，将使飞机升力发生改变，从而导致飞机上升下降高度不受控制，使飞机失速，不能按照预期路线飞行，造成严重的飞行事故。

2.4.引起雷暴、冰雹、大风等天气现象

由于积雨云中有上升气流，垂直发展极其旺盛，所以积雨云常伴随雷暴冰雹和大风等恶劣天气。对飞机飞行造成较为严重的影响。

3. 积雨云的观测

3.1积雨云的形成

形成云的条件有三个：一是要有充足的水汽，二是要有适当的空气上升运动，使水汽绝热冷却发生凝结或凝华，三是空气中要存在一定的凝结核。积雨云属积状云，积状云是由于空气以对流运动形式造成绝热冷却，使水汽饱和凝结而成。如果对流高度高于凝结高度，在这两个高度之间就有云形成。

当对流刚开始时，上升气流达到的高度稍高于凝结高度，生成的云是云块较小的淡积云或碎积云。当对流逐渐发展，上升气流达到的高度高于凝结高度很多时，云块变得高大，就会形成浓积云。成熟的浓积云云顶厚达4000-5000米，云顶可伸展到0℃等温线以上，故顶部常由过冷却水滴组成。当浓积云云顶伸展到温度很低的高空时，云顶的过冷却水滴就会逐渐冻结成冰晶，使云顶逐渐失去清晰的圆弧形轮廓，出现丝缕结构，这时浓积云就会发展成积雨云。

3.2积雨云的演变过程

积雨云大多具有独立分散、底部平坦和顶部凸起的外貌特征以及明显的日变化。由于因为热力对流产生的积状云，这些特征表现得尤为明显。一日之中，随着对流强度的日变化，积状云的演变规律通常是上午为淡积云，中午发展成浓积云，下午则发展为积雨云，到了傍晚逐渐消散或者演变成其他云。

积雨云的云体很厚，垂直发展极盛，远看像耸立的高山，顶部具有纤维结构，有时平衍呈马鬃状或者铁砧状，云底混乱，常呈悬球状、滚轴状或弧状。云底多呈铅黑色，云下常有低而破碎的云，布满天空时，天空显得非常阴暗，并常伴有雷暴、降水（或者呈幡状），有时会产生飑或冰雹，偶尔有龙卷，常伴有风和气压等要素的显著变化。

3.3积雨云的观测要点

积雨云离本场较远，能完全看到他的侧面，云体浓厚庞大，很像耸立的高山。从内部组成来看，积雨云由水滴、过冷却水滴、冰晶、雪花组成，有时含有霰粒、冰雹、云中带电。升降气流很强，可以观测到上升、下沉气流，云底阴暗混乱，起伏明显，有时呈滚轴状或悬球状结构，或有雨幡下垂。

天顶的积雨云很难看出云的结构，这时就要参考云的连续演变过程。分析天气形势，查看雷达回波图。若确实有系统逼近，云底颜色较深，局部甚至发黑，气压和风等要素也有明显变化，具备积雨云的特征时，即使没有闻雷或看到闪电，也应该观测为积雨云。

4. 大连地区积雨云的特点

图1

图1是正在发展的积雨云，图中浓积云正在逐渐向积雨云发展，云体渐渐向四周膨胀，云顶尖端正在向两边发展，隐约可见有正在发展的云砧，云底较为阴暗，属于发展较为旺盛的浓积云即将形成积雨云。

图2

图2相比于图1已经基本发展为积雨云，云顶横向发展较为旺盛，整个云体发展较为浓厚庞大，云底模糊不清，散布着破碎的低云，积雨云单体已经发展的较为旺盛。

图3

图3积雨云发展较图1图2发展更为旺盛，云顶冻结的丝缕状冰晶在高空风的吹拂下，像水平方向展开成砧状，云底较为混乱，有破碎的碎雨云。因距离较远，所以能较为明显地观察到具体云状。

图1至图3均拍摄于大连，因拍摄距离云体较远，所以能较为清晰地观测到积雨云的具体云状，对比云图等资料可以确定为积雨云。然而当积雨云影响本场造成雷雨、冰雹等恶劣天气时，此时积雨云经常在天顶，很难观测到完整的积雨云特征。大连地区降雨时常有层积云和碎雨云，云高较低，经常覆盖积雨云如下图4所示：

图4

图4、图5拍摄于本场的一次雷暴降水过程，图4为降水初期，可以看出此时天空云状较为复杂，有破碎的低云，上面还有漫天层积云，隐约可以看出有积雨云混乱的云底及远处的雨幡但不是十分明显。

图5

图5为雷暴及降水较大时拍摄，此时由于积雨云在天顶且云高高于层积云，只能观测到部分云底，从图中能看出云底较平，呈暗灰色，综合天气形势及雷达回波图判定为此时本场存在积雨云。

5. 雷达回波图在积雨云观测中的应用

如前文所述，当积雨云对本场造成影响时，由于大连地区云的特点，低云较低，雷雨天气时经常覆盖在积雨云下方，使得积雨云观测较为困难。而且当积雨云在本场上空时很难清晰地观测到云状，特别是在夜间，光线相对较弱时更难分辨积雨云特征。因此在实际观测中，经常使用到雷达回波图来辅助判断本场是否受积雨云影响。

以2020年5月大连地区的一次雷雨天气为例，本次雷雨过程是在5月16日，当时实况16日14⁰⁰（世界时，下同），2个量碎层云90米，6个量碎层云180米，8个量层积云1000米，当时满天低云，由于夜间光线较为阴暗，且低云较多，云底状况较为复杂，大部分覆盖了积雨云，因此很难准确观测到完整的积雨云云状。

所以借助雷达回波图判定本场是否受积雨云影响。在14⁰²时，本场附近已经有较强的回波，且自西向东逐渐向本场移动，14²⁷时，本场已经受对流云影响，且在东南方向闻雷，确定本场上空有积雨云，所以在14³⁰例行报中发布了3个量的积雨云1200米，并发布弱雷雨。

直至16³⁰，雷达回波显示对流云团逐渐从本场向东移动，且距最后一声闻雷已经达到10分钟，所以在16³⁰的报文中不再编发积雨云，并解除雷暴。

6. 结论

综上所述，文中对积雨云的介绍以及通过几个实例对比了大连地区及本场雷雨过程中的积雨云云状。由于大连地区地理位置原因，比较容易形成低云，云高较低，因此对积雨云的观测较为困难，尤其在夜间，更是很难通过观测确定本场是否受积雨云的影响，文中最后介绍了通过雷达回波图辅助判断，希望对以后雷雨过程中积雨云观测提供一些帮助。

参考文献

[1]周建华，耿加勤，民用航空气象地面观测技术手册[M].北京：气象出版社，2007.

[2]中国民用航空局.民用航空地面气象观测规范[M].北京：中国民用航空总局，2006.

[3]孙学金，大气探测学[M].北京：气象出版社，2009.

[4]谭丽.雷雨对飞行的影响类型分析[J].科技创新论坛,2014（12）.

[5]韩吉新.积雨云的观测和编报[J].科技视界,2012(29):447.

作者简介：李逸飞（1995.02）男，汉族，辽宁大连人；大学本科学历 职称：助理工程师，从事航空气象。