桂林机场低能见度天气特征分析与预报指标初探

桂林机场低能见度天气特征分析与预报指标初探

马霜

（民航桂林空管站，广西，桂林，541199）

摘要：本文采用2013-2022年桂林机场地面观测月总簿资料及自动气象观测系统逐分钟资料，统计分析桂林机场低能见度天气个例，分析相关的地面风、气温、相对湿度等历史数据初步得出桂林机场低能见度预报指标。研究表明：2013-2017年，桂林机场低能见度天气特征为“冬春多、夏秋少”， 2018-2022年，桂林机场冬季低能见度天气显著减少，低能见度天气特征变为为“初春多”。以2小时以内的短时波动为主，最多在06时（北京时，下同）出现，07-09时结束。桂林机场低能见度预报指标为： 1）风速在0-1.4m/s；2）春季温度集中在15-19℃，夏季集中在23.7-25.1℃，秋季集中在15.1-20.95℃，冬季集中在6.3-14.1℃；3）温度露点差在0.3℃以下，相对湿度在94%以上。

关键词：低能见度；天气特征；气象要素分析；预报指标

1 引言

能见度是航空器起飞和着陆的重要指标，低能见度天气会导致航班无法正常起降，影响地面交通运输，给生产运行造成严重阻碍，甚至会引发安全事故。目前，低能见度天气是桂林机场主要影响航班运行的原因之一。杨彬彬[1]采用一元线性回归法分析了禄口机场大雾低能见度天气变化特征，发现2013—2022年禄口机场平均每年的大雾日数为30.000 d，且大雾日数总体呈显著减少趋势。韦景译[2]利用南宁吴圩国际机场历史观测资料，对大雾的年际变化、年变化、日变化、持续时间以及气象要素进行统计分析。发现当日平均气温为 15～25 ℃，日最低气温为 15～20 ℃，日平均相对湿度为 81%～85%，风速等于 1m/s 时，南宁机场出现大雾天气的频率最高。贺昱郡等[3]利用铜仁凤凰机场的机场天气报告，统计分析引起铜仁机场低能见度的天气现象及低能见度的变化特征等，得出结 论：引起铜仁机场低能见度的天气主要是雾和小雨 ；铜仁机场的低能见度冬春 多、夏秋次。

本文旨在通过统计桂林机场低能见度天气历史个例，分析桂林机场低能见度天气特征及其变化趋势，结林机场气候志，分析桂林机场自动气象观测系统历史逐时资料，尝试获得本地低能见度天气预报指标，为后续实际工作开展提供参考。

2 资料与方法

本文利用桂林机场2013-2022年地面观测月总簿数据，统计分析桂林机场共200个低能见度天气个例，又利用自动气象观测系统逐分钟历史资料，研究低能见度天气来临前2小时地面风、气温、相对湿度、露点等要素的变化情况。主要方法采用改进的箱线图分析法，箱体上部表示有95.0%的数据小于该值，箱体中间为中位数，箱体下部表示有 5.0%的数据小于该值，箱体上边缘为最大值，箱体下边缘为最小值。

3 低能见度特征

3.1 年月变化特征

根据月总簿纪要栏统计，桂林机场2013年1月至2022年12月共208次FG天气的记录，经过合理化处理，剔除短时暴雨带来的短时低能见度，合并环境场波动导致间隔小于两个小时的连续FG天气记录等，最终统计为200次雾天气。由图1可知，桂林机场低能见度天气总体呈逐年减少趋势，2018年后出现频率趋于稳定，2013-2017年平均出现次数为26.2次，2018-2022年平均出现次数为13.8次。

根据图2可知，桂林机场低能见度天气主要出现在冬春两季，其中1-4月累年月平均出现次数为34.25次，大部分出现在3月，5-6月开始减少，7-10月出现次数极少，十年累计每月不超过4次，11月低能见度天气开始增加。

分别统计桂林机场2013-2022年中前五年和后五年低能见度天气的逐月分布情况，获得图3和图4。由图3可知，2013-2017年，桂林机场低能见度天气主要出现在冬春季节，3月出现次数最多，5-6月开始减少，7-10月出现次数极少，11月开始增加。

由图4可知，2018-2022年，桂林机场低能见度天气主要出现在春季3-4月份，3月出现次数最多，5月开始减少，7-11月极少甚至不出现，12月到次年2月每月出现不超过4次。

对比图3和图4可知， 2018-2022年和2013-2017年相比，桂林机场冬季低能见度天气显著减少，春季低能见度天气略有减少但相差不大，7-10月变化不大，9月连续5年没有出现过低能见度天气。

3.2 日变化特征

图5是桂林机场2013-2022年低能见度天气在不同时刻出现的次数分布。根据图5可知，桂林机场出现低能见度天气次数最多的时刻是06时，此时多由于地面辐射降温导致空气达到饱和，形成辐射雾。此外，在22时-08时都有较高可能出现低能见度天气，16时和18时出现低能见度的天气较多，其余时刻出现低能见度天气的次数较少，其中11时和12时没有低能见度天气出现。

图6是桂林机场2013-2022年低能见度天气在不同时刻结束的次数分布。根据图6可知，桂林机场低能见度天气结束次数最多的时刻是07-09时，此时多是由于气温逐渐升高，逆温层被破坏，水汽含量减少，成雾条件被破坏，导致辐射雾消散。

3.3 持续时间特征

图7是桂林机场2013-2022年低能见度天气持续时间统计图，由图可知，桂林机场低能见度天气以短时波动为主，持续时间在2小时以内的约占50%，持续时间在10小时以上的占比8%。有3次大于15小时的持续较长时间的低能见度天气过程，最长的达到了22小时，发生在2015年1月。

4 气象要素特征

4.1 风向风速分布

由图8可知，低能见度天气发生前两小时的年平均风向主要集中在67°-302°，从季节平均风向能看出夏季（6月至8月）的风向较其余季节更加集中，在145°-302°，秋季（9月至11月）的低能见度天气发生前两小时的风向中位数是107°，与冬季（12月至次年2月）、春季（2月至4月）、春季的中位数200°有明显差异。从逐月分析看，9月仅有一个个例，低能见度发生前两小时风向平均在314°，7-10月的风向中位数波动较大，可能是因为个例较少，其他月份基本介于115°-219°。总体来看，冬春夏三季低能见度天气发生前两小时以西南风为主，秋季低能见度天气发生前以东南风为主。

图 8 低能见度发生前两小时风向分布（单位：°）

(a)年平均 (b)季节平均 (c)月平均

由图9可知，低能见度发生前两小时的年平均风速主要介于0.0-1.1m/s，中位数为0.3m/s，微弱的风有利于维持层结稳定，不利于水汽流通，便于水汽聚集累积而使空气达到饱和状态。从季节变化来看，四季风速都主要集中在 0.0-1.4m/s，变化不大。从逐月分析来看，各月风速主要集中在0.0-1.7m/s，无明显变化。

图 9 低能见度发生前两小时风速分布（单位：m/s）

(a)年平均 (b)季节平均 (c)月平均

4.2 温度分布

由图10可知，低能见度发生前两小时温度的年平均主要介于12.8-19℃，中位数为16.1℃。温度与气温年变化趋势基本符合，从左到右依次是春、夏、秋、冬，温度的中位数分别是17℃、24.2℃、17.1℃、10.4℃，其中春季温度主要集中在15-19℃，夏季集中在23.7-25.1℃，秋季集中在15.1-20.95℃，冬季集中在6.3-14.1℃，冬季温度变化区间最大。从逐月变化看，冬冷夏热，春秋暖，5-8月温度主要集中在23.5℃左右，变化约±1.5℃，9月温度开始下降，1月最低，而后开始上升。

图 10 低能见度发生前两小时温度分布（单位：℃）

(a)年平均 (b)季节平均 (c)月平均

4.3 温度露点差分布

由图11可知，低能见度发生前两小时温度露点差的年平均主要介于0.3-0.8℃，中位数为0.5℃，变化区间较小。从季度分析看，冬春季温度露点差主要集中在0.3-0.9℃，夏秋季集中在0-0.5℃，变化区间较小。从逐月分析看，各月温度露点差变化区间较小， 约±0.4℃。从数据分析结果看，温度露点差在0.3℃以下可作为发生低能见度天气的精细化预报指标。

图 11 低能见度发生前两小时温度露点差分布（单位：℃）

(a)年平均 (b)季节平均 (c)月平均

4.4 相对湿度分布

由图12可知，低能见度发生前两小时相对湿度的年平均主要介于95-98%，中位数为97%。唯一偏离较大一组值为2015年1月的一次过程，受高后偏南气流和弱风场影响，弱降水持续，近地面水持续累积，相对湿度于低能见度天气发生前4分钟增高至91%，随后低能见度天气发生并持续了22小时以上，是一次较为极端的“雨雾”低能见度过程。从季度分析看，冬春夏季相对湿度均主要集中在94-98%，秋季相对湿度区间更高主要集中在97%-100%。从逐月分析看，各月变化区间主要集中在94-100%。根据数据分析结果，相对湿度在94%以上可作为发生低能见度天气的精细化预报指标。

图 12 低能见度发生前两小时相对湿度分布（单位：%）

(a)年平均 (b)季节平均 (c)月平均

5 结论

（1）通过统计分析2013-2022年桂林机场低能见度天气个例可知，低能见度天气特征为“冬春多、夏秋少”，总体呈逐年减少趋势，2018-2022年和2013-2017年相比，桂林机场冬季的低能见度天气显著减少，主要特征变为“初春多”，年平均个数较前五年几乎减半。桂林机场出现低能见度天气概率最高的时次是06时，主要在07-09时低能见度天气结束。低能见度持续时间主要在2小时以内，雨雾、混合雾持续时间较长。

（2）通过分析低能见度天气发生前两小时的风、温度、相对湿度等数据可知,气象要素一定程度上可以反映出低能见度天气。冬春夏季低能见度天气发生前两小时以西南风为主，秋季低能见度天气发生前以东南风为主。适当的微风（1.4m/s以下）有利于低能见度天气发生和维持，5-8月温度变化区间小，充足的水汽有利于低能见度天气发生。

（3）桂林机场低能见度天气预报指标为：1）风速在0-1.4m/s；2）春季温度集中在15-19℃，夏季集中在23.7-25.1℃，秋季集中在15.1-20.95℃，冬季集中在6.3-14.1℃；3）温度露点差在0.3℃以下，相对湿度在94%以上。

（4）目前桂林机场低能见度天气主要原因之一是降水引发的雨雾或混合雾，局地性偶发性较强，目前很难通过气象要素反映出来，实际运用时可能需要更多的预报指标研究。

参考文献

[1].杨彬彬.禄口机场大雾低能见度天气变化特征分析[J].现代盐化工,2023,50(02):85-87.DOI:10.19465/j.cnki.2095-9710.2023.02.017.

[2].韦景译.南宁机场大雾天气特征和气象要素分析[J].科技与创新,2020(03):23-25.DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2020.03.008.

[3].贺昱郡,杨亮亮.铜仁凤凰机场低能见度变化特征初探[J].民航学报,2022,6(04):61-64.