咸阳机场低空风切变过程实证分析

　　引言

　　低空风切变是指 500 米以下风向和（或）风速变化的现象，它是国际航空界公认的飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素，被人们称为“无形杀手”.近年来，随着航班量的显著增加，低空风切变对航空飞行安全的影响也日益凸显。航空、气象等部门的专家对风切变的出现原因及其应对进行了多方面的探讨认为，造成低空风切变的原因主要包括下击暴流、阵风锋、快速移动的冷锋两侧、低空逆温层、低空急流、海陆风等[1].程勇[2]阐述了风切变产生的天气学条件，分析风切变对飞行的影响以及在飞行过程中遭遇风切变的处置方法。李秀莲等[3]对 2008年 11月 1 日首都机场冷锋过境前后风切变现象及其可预报时效进行分析认为，在冷锋过境前后，首都机场存在多种形式的风切变，有高空槽前后的水平风切变、高层和中层急流轴引起的水平风切变、冷锋前逆温层顶上下的水平风切变和地面锋面过境时跑道面上的水平和侧风切变，并对各种风切变的可预报时效进行了分析。刘开宇[4]等通过分析生贵阳机场冷锋型低空风切变的特征认为，切变线和南下冷锋是产生该型低空风切变的主要原因，当锋面过境影响时，狭窄的过渡锋区使风出现急剧变化，从而易于产生风切变。针对低空风切变的相关预报预警信息的及时、有效地发布，对于保障航空器的正常飞行具有极其重要的作用。

　　2012 年 3 月底，我国西北地区冷空气活动频繁，受强冷空气南下影响，咸阳机场先后出现多次明显的低空风切变过程，并收到航空器空中报告。文章利用咸阳机场实况观测资料对3月30日低空风切变过程进行了分析，以期为今后低空风切变的预报和服务工作提供借鉴。

　　1 资料说明

　　1.1 常规探测资料

　　采用 2012 年 3 月 30 日 00 时（UTC）的地面和高空探测资料分析此次过程的天气尺度背景形势，其中格点资料的空间分辨率是1*1.

　　1.2 机场实时探测资料通过机场自动观测数据分析 2 分钟的平均风向及风速的演变情况。

　　2 过程概况及实况风场演变情况

　　3 月 30 日下午 13 时 20 分，咸阳机场塔台电话告知有多架航班在五边进近过程中遭遇风切变，川航8556 航班在五边进近过程中 790米高度遭遇风切变，机载设备风切变告警，飞机拉升一次。

　　本次风切变过程主要是由于冷空气南下渗入本场导致风场转换而出现的低空风切变过程。本场风场资料分析显示，冷空气来临之前本场处于弱风场中，风向不稳定，风速 2-3 米/秒。随着冷空气逐渐南下，12:45 分左右，05 方向风向最先发生转变，风速加大；随后，MID 和 23 方向的风向也发生转变，12:50后转为稳定的西北风控制，各个点的风向也逐渐由 2-3米/秒迅速增大到6-7米/秒，直至 13:20以后风速才趋于稳定。在风场调整的过程中，风向、风速均发生了不连续性变化，风切变就发生在这段时间。

　　3 天气背景尺度分析

    3 月 30 日，西北地区北部受强冷空气影响，河西、河套中北部出现了大范围的地面强风，并伴有6-8℃的降温，强冷空气的影响范围广、强度大，且持续时间较长。

　　30 日 00 时 500hPa 高度场（图 2），西北地区东部处在乌拉尔山东部高脊前强劲的西北气流控制之中，从河套中部到甘肃东南部有浅槽东移，槽后冷平流较强。700hPa 和 850hPa,冷高压中心位于青海的西北部，高压系统前部的西北气流影响西北地区中东部。从甘肃东南部到陕西中部，风速、风向都存在明显的不连续性。

　　温度平流场（图3），500hPa 从河西到陕西中部存在明显的冷平流，强冷平流中心位于甘肃中南部及河套的东北部，温度平流达到-20*10-5℃/s.700hPa 河套北部的冷平流强度为-25*10-5℃/s,系统有明显的后倾性。这和高度场的分析结果一致。850hPa西北地区的中东部也有明显的冷平流。

　　00 时 850hPa 的垂直速度场图中（图 4）机场的垂直速度约为 0.6Pa/s,干冷空气下沉增温，有利于上层风下传，使得本场西北风风速增大。700hpa 和 500hPa 受河套中部浅槽东移的影响，垂直速度为负值，有弱的符合上升运动。随着浅槽的东移，从12时垂直速度图（图5）中可以看出，机场上空整层都处在下沉区，这说明中低层存在着明显的扰动。

　　受强冷空气南压影响，整层都存在较强的冷平流，同时风场具有明显的不连续性，中低层存在小的扰动，这些形势有利于低空风切变的发生。

　　4 结束语

　　（1）强冷空气伴随的冷平流使风场出现明显的不连续，同时若中低层有小的扰动，这种形势有利于低空风切变的发生。（2）风速的增大较风向的变化时间略有滞后，滞后时间与冷空气的强度等有关系。

　　参考文献

　　[1]刘志华，顾志涛。低空风切变对飞行的危害及对策研究[J].飞行试验，1998,14（1）：35-237.

　　[2]程勇。风切变与飞行[J].航空安全，2008,87:62-64.

　　[3]李秀莲，付强，王科，等。风切变对飞行的影响及其预报时效分析[J].气象科技，2010,38（2）：170-174.

　　[4]刘峰，刘式达，等。广州白云机场“721”低空风切变天气过程综合分析[J].北京大学学报（自然科学版），2007,43（1）：23-29.