航空气象学--雷暴的结构和天气
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利用单站探空资料分析太原机场强雷暴天气特征郑延才1,管翔2民航山西空管分局,太原市,山西省 030031摘要:本文根据2003-2012年十年间探空观测资料,统计并分析太原机场雷暴当天00Z、12Z (UTC)两个时次共12个物理参量值,试图找出大风、大雨、冰雹等不同类型强雷暴的物理参量特征。
关键词:探空资料,统计分析,强雷暴引言强雷暴是指发生突然、天气剧烈、破坏力大,常伴有雷雨大风、冰雹、龙卷风、局部强降雨等强烈对流性的灾害性天气,具有生命史短,强度大,局地性强的特点[1]。
就太原机场而言,在每年5月-10月的雷暴期,预报员对于雷暴的强度(一般雷暴还是强雷暴?)、分类(伴大风?伴大雨?还是伴冰雹?)的把握多基于多普勒雷达、卫星云图、天气图分析等途径,手段相对单一,预报精度不高,预见时恶劣天气也将马上到来,往往不能满足用户的要求。
雷暴天气的发生需要有利的环境条件,而探空资料的引入提供了大气环境场温压湿物理量,从而我们可以根据不同高度层的温压湿分布来分析对流天气的特征[2]。
在雷暴活动中,层结的热力不稳定决定了对流发展的强度,动力因子及大气中的水汽含量对于触发对流及决定对流类型起着关键作用[3]。
本文选取代表热力、动力、水汽等层结条件的12种探空物理参量,对2003至2012年十年间太原机场雷暴天气当天00Z、12Z(UTC)时次的探空资料进行统计分析。
旨在通过比较各探空物理参量在不同强天气下的表现,探讨使用探空物理参量区分强对流天气类型的可行性,为夏季雷雨预报提供可靠的依据。
1 资料和方法根据相随天气现象把强雷暴天气分为以下3类(同时发生的按就重原则归类):雷暴伴冰雹、雷暴伴大雨、雷暴伴大风(风速12m/s以上)。
依据实况观测资料,太原机场10年间共发生雷暴伴冰雹8日,雷暴伴大雨23日,雷暴伴大风52日。
平均下来强雷暴每年出现8天,一般雷暴每年出现24天。
依据天气学原理,我们选取能代表雷暴天气的12种物理参量。
第五章天气现象天气现象是指大气中或地面上所产生的除云以外的各种物理现象,它包括降水现象、视程障碍现象、雷电现象、地面凝结现象和其他现象等。
各种天气现象都是在一定的天气条件下产生的。
天气现象的出现,反映着大气的不同运动和物理变化过程,是天气变化的体现,也是天气预报的依据之一。
对航空飞行有重要意义的天气现象会严重威胁航空飞行安全。
因此,正确地观测天气现象,准确地判定它的强度,不但对保障飞行安全起到重要的作用,而且是分析、预报天气和了解气候情况的重要资料。
值班观测员应当按照《民用航空气象地面观测规范》的要求观测天气现象,而且还应当和其他要素结合起来仔细分析,以便能正确的确定某一现象。
第一节降水现象降水现象是指液态和/或固态的水汽凝结物或冻结物从云中或空中降落到地面的现象。
一、降水种别的判定和降水现象的主要特征值班观测员应当根据降水物的形态和下降的情况以及当时的云层、降水形成的条件等进行分析、判定降水的种别。
(一)雨(RA)—是较大液体水滴(直径≥0.5毫米)所产生的降水。
表现为由水滴构成的、强度变化缓慢的滴状液态降水。
降落情形清晰可见,落在水面上可以激起圆形波纹和水花,落在干地上可留下湿斑。
雨通常降自层积云、雨层云、高层云和高积云。
(二)冻雨(FZRA)—过冷雨滴与地面或地物、飞机等相碰而即刻冻结的雨。
冻雨通常降自层积云、雨层云、高层云和高积云。
(三)阵雨(SHRA)—起、止突然,骤降骤止,强度变化大而快,雨滴比非阵性降雨中的大。
阵雨主要降自对流云。
(四)毛毛雨(DZ)—大量的微小雨滴(直径小于0.5毫米)所产生的相当均匀的降水现象。
毛毛雨表现为稠密、细小而均匀的液态降水,下降情况不易分辨,看上去似乎随空气微弱的运动飘浮在空中,徐徐下降,迎面有潮湿感。
落在水面上无波纹和水花,落在地面上无湿斑。
毛毛雨常降自层云、碎层云或雾中。
(五)冻毛毛雨(FZDZ)—过冷雨滴与地面或地物、飞机等相碰撞而即刻冻结的毛毛雨。
第1-4章选择填空,名词解释:5、6章简答选择10个(20分):填空10个(20分):划词解释15分:电码翻译30分;简答10个(30分)第一章大气的状态及运动1、本站气压:气象台气压表直接测得的气压。
由于各测站所处地理位宜及海拔高度不同,本站气压常有较大差异。
2、场面气压:指航空器着陆区(跑道入口端)最高点的气压。
场而气压也是由本站气压推算出来的,为了准确计算飞机起降时相对于跑道的高度。
3、场面气压高度:指飞机相对于起飞或着陆机场跑道的高度。
在起飞和着陆阶段为了使气压高度表指示场而气压髙度,需按场压来拔正气压式高度表,使得髙度指针位于零值刻度。
4、测高仪表:无线电高度表、气压式高度表无线电高度表:测高原理:天线向地而发射无线电波,经地而反射后,再返回飞机。
测髙是测量电波往返传播的时间A to 特点:较精确地测得飞机距地表的距离,对地形变化敏感,既是优点也是缺点。
用途:①用于校正仪表②复杂气象条件下的飞机起飞和着陆气压式髙度表:髙灵敏度的空盒气压表注意:髙度表刻度盘是在标准大气条件下按照气压随髙度的变化规律而确左的。
含义:在标准海平而上(气压为1个标准大气压)高度值为零。
5、理想气体状态方程气温、气压和空气湿度的变化都会对飞机性能和仪表指示造成影响,这种影响主要是通过它们对空气密度的影响实现的:6、密度高度指飞行高度上的实际空气密度在标准大气中所对应的髙度。
密度高度表示了密度随高度变化的特征。
密度高度对飞行的影响:低密度高度能增加飞机操纵的效率:髙密度高度则降低飞机操纵的效率。
飞机操纵的效率:指飞机的操作性能,这种操作性能受大气密度影响很大。
机翼的升力(或螺旋桨的推力)受其周边的空气速度和空气密度所影响,在髙密度高度的地区,需要额外的动力来弥补薄空气的不足,升力下降,发动机功率下降,喷气发动机的推力下降,飞机性能变坏且起飞和降落的距离加长,上升率和升限也降低。
根据实测结果, 当气压维持不变,气温每升高10°C,起飞所需跑道长度增加13%落地增加5%;反之亦然。
中文网| ENGLISH∙机场建设∙俱乐部联盟通用机场王清晨:雷雨危害与飞行安全风险防范措施2012年07月19日浏览次数:87雷雨对飞行的危害之大是众所周知的。
雷雨天气多出现在夏季,它是强烈垂直发展的积雨云内所产生的一种中小尺度的天气系统。
当大气中蕴藏着大量的不稳定能量、充沛的水气,且在足够的作用下就能形成一次雷雨天气,这种天气中常常会有强烈的升降气流、积冰、闪电、结冰、大气湍流与急流、低空风切变等,会形成低云和低能见度,有时还伴随有冰雹、龙卷风、强降雨、大风等灾害性天气。
中国民航2009-2010年公布的338起运输航空事故征候中,与雷雨天气有关的事故征候达54起,查阅美国民用航空1988-2008年发生的飞行事故,与雷雨有关的事故达到了25起,占了总数比例的三分之一以上。
从公布的分析报告来看,多数事件发生的原因主要集中在:机组对雷雨影响飞行安全的危害程度认识不够而盲目蛮干;机组应对雷雨危害的飞行安全风险防范措施不完善或有缺失。
虽然现在飞机机载设备、地面导航设施越来越先进,但这只是为尽早发现雷雨,顺利避开雷雨提供有力的支持,并不能消除雷雨对飞行运行的危害。
雷雨季节将至,未雨绸缪,笔者通过分析雷雨对飞行运行的危害,总结业内安全经验教训,系统归纳了飞行安全风险防范措施,期望能为保证雷雨飞行安全提供有益的帮助。
一、雷雨对飞行运行的危害1、强烈气流和风切变。
在一个雷雨单体中的水平风切变、下冲气流、上升气流和湍流,能达到同各种尺寸的飞机性能水平进行挑战的强度。
因为强烈的垂直气流运动,造成了强烈的乱流和扰动,飞机一旦进入这种扰动必然很难操纵,容易失去控制,甚至因失速而失事。
2010年9月,某公司一架A319飞机在五边进近过程中遭遇下击强气流,导致飞机状态剧烈变化,进入失速状态。
据ICAO飞行事故统计,发生的与低空风切变有关的飞行事故中,其中有近89.3%是由雷雨天气影响的。
2、积冰。
积雨云中的结冰现象比所有其他的云都来得厉害。
航空天⽓报⽂详解■备注:编近时天⽓,⽤“RE”表⽰,如“RETSRA近时天⽓则指观测前⼗分钟内存在但观测时不存在的天⽓现象。
a)观测实况报(METAR)、特殊观测(SPECI);1、例⾏观测(METAR):按固定时间间隔在指定地点观测到的⽓象实况的报告。
2、特殊观测(SPECI):指在两次例⾏天⽓报告之间,当⼀种或多种⽓象要素达到规定标准时发布的报告。
b)预报的应⽤(TAF);类型(根据预报有效时段),有两种类型: FC:航空机场9⼩时预报, 国内情报交换。
FC预报每3⼩时发布⼀次,每天发布8份,包括0312、0615,0918、1221、1524、1802、2106、0009。
FT:24或18⼩时的机场预报,国际情报交换。
FT预报每6⼩时发布⼀次,每天发布4份,包括0606、1212, 1818、0024。
※备注:9、24⼩时预报为国内机场使⽤,27、30⼩时预报为国外机场使⽤。
?c)航路重要⽓象(SIGMET、AIRMET)⽕⼭重要情报(SIGMET FOR VA)SIGMET:中⾼空(FL100以上);AIRMET:低空(FL100以下)。
报⽂内容解析: METAR 以及TAF■风向、风速:⽓象风以真北为基准,指风吹来的⽅向。
风速⽤“ffGkkMPS ”表⽰.风向风速组的形式为“dddffGkkMPH ”(或“KT”或“KMH ”)其中“ddd ”表⽰平均风向,“ff ”表⽰平均风速,“G ”表⽰阵风,“kk ”表⽰最⼤阵风风速。
只有当最⼤阵风风速⽐平均风速⼤5⽶/秒(或10海⾥/⼩时、20千⽶/⼩时)或以上时,才报告阵风风速。
静风⽤“00000”表⽰,其意义为两分钟或⼗分钟时距内的风速平均< 0.5m/s 的风。
风向不定⽤“VRB ”表⽰,是指在观测时距内。
风向变化> 180° ,平均风速< 2m/s 为风向不定。
当风速> 3m/s ,风向变化> 180° ,也应确定风向,只有实在⽆法确定风向时,才视为风向不定。
2020年 8月 1日济南机场雷雨天气过程摘要:利用常规气象资料,分析2020年8月1日济南机场雷雨天气的成因。
初步分析受高空槽和低空急流,造成了此次长时间的雷暴天气,并且伴随短时强降水天气。
这种雷暴天气强度大、范围广、持续时间长,给济南机场的航班正常运行带来了极大的影响。
关键词:雷暴,强降水,高空槽1雷雨实况介绍2020年8月1日夜间至2日凌晨,济南机场经历了一次强雷暴天气过程,该雷暴天气过程从夜间的21:45开始,持续至后半夜4:11结束,历时3个多小时,期间机场或机场周边伴随出现了强降水、大风、风切变等天气。
此次天气过程,预报室共发布机场警报4份,终端区天气预警2份,组织临时天气会商2次。
通过值班预报人员的共同努力,预报室较好地顺利完成了此次复杂天气过程保障。
2天气过程分析从2020年8月1日20时500hPa高度场(图1)可以看出,此次天气过程,其主要影响系统为高空冷涡底部的高空槽和副高外围的西南气流,高空槽具有明显的前倾结构,在低空,槽前有明显急流,低空急流为此次强对流天气的发生、发展提供了充沛水汽和不稳定能量。
图1:2020年8月1日20时500hPa 高度场总体来看,此次天气过程可分为3个阶段。
abc图2:2020年8月1-2日21:30(a )、23:24(b )和02:24(c )雷达回波图(一)1日夜间,与高空槽对应的对流回波位于山西与河北一带,随着高空槽缓慢向东移动,副高西北侧的对流回波则沿着副高边缘以西南-东北走向逐渐靠近济南,1日21:45副高边缘的回波开始影响济南,机场出现短时大风、强降水等伴随天气。
随着回波继续向东北偏东方向移动,夜间23:00,对流回波逐渐离开济南,此时济南处在高空对流回波和副高对流回波之间的空隙,进入了雷暴间歇期。
(二)随着高空对流回波的持续东移,其外围的对流云团开始影响济南机场,2日02:30济南开始闻雷,但对流降水的强度并不大,对流回波的主体仍位于机场北侧。
航空气象学_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.当航空器在气压槽附近飞行时,由于温度梯度、风向变化引起航空器强烈颠簸时,应当()以脱离颠簸区。
参考答案:改变高度层2.统计结果表明,颠簸层持续时间一般不超过()。
参考答案:二十分钟3.在何种天气条件下进行飞行时容易碰到飞机颠簸()。
参考答案:晴天有积云4.区域管制员收到飞行员报告:“西安,国航×保持高度8400m,遭遇严重颠簸,请求下降”,该管制员应当( )。
参考答案:指挥飞机下降,向即将进入本地区的飞机提供颠簸情报5.中等强度以上低空风切变发生时,重要的天气背景是()。
参考答案:空中有强大的雷暴群活动或近地面层有强逆温层出现6.飞机从大逆风进入小逆风时所遇到的风切变时()。
参考答案:顺风切变7.对于固定机翼的航空器,在起飞期间当遇到强度增加的顺风切变时()。
参考答案:起飞滑跑距离会增加8.夏季的冷锋雷暴是由于()而形成的。
参考答案:空气潮湿、不稳定9.热力性雷暴的产生与()。
参考答案:大气层结稳定度、湿度及地表加热程度有关10.与雷暴有关的低空风切边引起的最大危害区出现在()。
参考答案:快速移动的积雨云前方,砧状云正下方11.()天气系统产生的雷暴常常是白天减弱消散,晚上形成和增强。
参考答案:暖锋,静止锋12.机场的假定零点高度是以()气压面为基准。
参考答案:标准海平面气压13.在对流层顶下飞行,影响能见度的天气现象是()。
参考答案:霾14.当航空器在下滑线时,着陆能见度通常()。
参考答案:小于跑道视程15.白天有平流雾移到沿海机场,什么原因使平流雾消散或抬升而形成低云()。
参考答案:地面风速≥8m/s16.在()高度上飞行常遇到高云和积雨云。
参考答案:对流层顶以下17.一个雷暴云可以由几个雷暴单体构成。
参考答案:正确18.下述何种天气现象标志着雷暴已进入成熟阶段()。
参考答案:地面开始下雨19.积状云中的降水是()。
《危险天气条件下的航空飞行与安全》篇一一、引言随着航空技术的不断进步,航空飞行已成为人们出行的重要方式之一。
然而,在飞行过程中,不可避免地会遇到各种危险天气条件,如雷暴、强风切变、低空湍流等。
这些天气条件对航空器的安全构成了巨大威胁。
本文将探讨危险天气条件下的航空飞行及其安全的重要性,并提出相应的措施以减少航空事故的风险。
二、危险天气条件对航空飞行的影响(一)雷暴天气雷暴天气是航空飞行中常见的危险天气之一。
在雷暴天气中,强烈的雷电、阵风和降水会对航空器的结构、电子设备和机组人员造成严重影响。
雷电可能导致航空器结构受损,电子设备失灵,甚至引发火灾。
此外,阵风和降水也可能导致航空器失速、失控或偏离航线。
(二)强风切变强风切变是指短时间内风向和风速发生剧烈变化的现象。
在飞行过程中,强风切变可能导致航空器突然失速、偏离航线或难以控制。
这种天气条件对飞行安全构成了严重威胁,特别是在起飞和着陆阶段。
(三)低空湍流低空湍流是指低空区域内气流的不稳定现象。
虽然低空湍流不会对航空器造成严重的结构损伤,但它可能导致机组人员难以控制航空器,影响飞行安全和舒适度。
三、提高危险天气条件下的航空飞行安全措施(一)先进的航空设备和技术通过采用先进的雷达和卫星技术,可以对天气进行精确监测和预测,及时发现危险天气条件。
此外,新型的航空设备和材料能够提高航空器的抗雷击、抗风切变等能力,减少对不良天气的敏感性。
(二)科学的航线规划根据气象部门提供的天气信息,合理安排航线,避免在危险天气区域中穿越。
对于短途飞行或复杂飞行环境中的航班,需要提前进行多次审查和核实航线安排。
(三)严格培训机组人员加强对机组人员的培训和技能训练是确保危险天气条件下飞行安全的关键。
机组人员应具备处理突发情况和紧急状况的能力,了解如何利用先进设备和仪表应对不同的飞行状况。
同时,航空公司还应对机组人员进行定期的身体检查和心理素质评估。
(四)制定应急预案制定完善的应急预案对于保障航空安全至关重要。
nong ye qixiang在民航气象中强雷雨指降雨强度≥8.1mm/h 的强对流天气。
由于强雷雨天气中不只有雷电活动,还有较强的降水,因此强雷雨天气不但对飞行有影响,对机场设施等也有着较大的影响。
兰州中川机场位于甘肃省的青藏高原边坡地区,夏季雷暴天气较多,强雷雨天气平均每年也会出现1~2次,因此做好强雷雨天气的预报对兰州中川机场的航空气象服务有重要意义。
目前,对强雷雨天气的研究也较多,但相关研究中所选天气个例多发生在中东部低海拔地区,对甘肃省的青藏高原边坡地区的此类天气涉及的较少。
本文利用常规气象资料对2016年8月23日凌晨出现在兰州中川机场的一次强雷雨天气过程进行了分析,主要目的是加深对该地区强雷雨天气的认识,特别是加深对其有利的环境条件方面的认识,还可为以后该地区此类强对流天气的预报积累经验。
1天气过程回顾2016年8月23日凌晨,兰州中川机场出现一次强雷雨天气过程,强雷雨从23日01:28(北京时,下同)持续至23日03:51,期间降水量达到33mm 。
此次强雷雨持续时间之长,降水量之大,为兰州中川机场有观测记录以来所罕见。
2资料说明8月22日20时,由于距此次强雷雨天气的开始时间不到6h ,因此可作为此次强雷雨天气的临近时刻。
所以根据物理量诊断分析中的临近原则,本文在分析过程中采用8月22日20时的MICAPS 实况资料。
3天气形势分析分析22日20时高空图及地面图(图略)。
500hPa 为从青藏高原向东伸展的暖高压带,兰州中川机场位于592高压边缘和暖脊中的0℃线附近。
700hPa 我国大部也为暖高压控制,兰州中川机场位于暖脊中的16℃线附近,有冷空气自内蒙古西部及河西走廊侵入高压,冷空气前部有一切变线,兰州中川机场位于该切变线附近。
地面河西走廊为一高压,高压前部为一倒槽,兰州中川机场位于倒槽中的锋面附近。
天气形势反映,500hPa 暖高压带、700hPa 暖脊和携带冷空气的切变线、地面位于倒槽中的锋面是此次天气过程的主要影响系统。