桂林两江机场能见度特征及气象要素相关性分析

桂林两江机场能见度特征及气象要素相关性分析

李江南，胡勇，赵素玲

中国民用航空桂林空中交通管理站，桂林市，广西壮族自治区， 541106

摘要 利用桂林两江机场1997-2016年20年逐时的能见度、天气现象、气温、场面气压和相对湿度等气象观测资料，对桂林两江机场能见度特征及气象要素相关性进行统计分析，结果表明：桂林两江机场平均能见度呈现先下降后上升的趋势，全年能见度变化分为2个阶段：1月至7月属于上升阶段；7月至12月开始逐步下降。各级能见度出现频率的年际变化均不大，出现的频率随季节的变化较大，夏秋季节出现频率较低，而冬春季节较高。出现频率有明显的日变化，即00时之后降低，08时之后增高，峰值均出现在19至20时。能见度低于1000米的出现日数与年平均气温和累年各月平均气温均呈现反相关，与年平均场面气压、年平均相对湿度均呈现正相关。影响能见度的天气现象主要是雾和雨。

关键词 气象学 航空气象 能见度 桂林两江机场 气象要素

1 引言

主导能见度是指观测点四周一半或机场一半以上视野内能达到的最大水平距离，这些区域可以是连续的也可以是不连续的^[1]，主导能见度是观测员在观测平台上以目测方式得到。为方便书写记录，本文中主导能见度简称能见度。低能见度天气对航空器的起降有着不容忽视的影响，在民航史上，约30%的飞行事故与天气直接或间接有关，陆瀛洲^[2]指出，在所有因天气造成的飞行事故中，低能见度占49%左右。桂林两江机场地处湘桂走廊西南端的开阔地带，机场北头有罗山水库，西侧有一条河，全年平均相对湿度为80%，冬春两季多雾（能见度低于1000m），年均日数为46.5天^[4]。因此，了解能见度特别是低能见度的变化规律及特点，以及探讨各气象要素对能见度的影响，对保障飞行安全、提高经济效益有重要意义^[3]。

利用桂林两江机场1997-2016年20年逐时的能见度、天气现象、气温、场面气压和相对湿度等气象观测资料，时间序列相对较长，且有很好的的连续性。对桂林两江机场能见度年际变化特征、年变化特征、日变化特征以及能见度与气温、气压、相对湿度的相关性分析，找出其规律和特征，以期为提高机场运行效率、保障飞机安全运行提供参考。

2 两江机场能见度气候特征分析

2.1 平均能见度的年际变化特征

如图1，两江机场1997-2016年间平均能见度呈现先下降后上升的趋势，累年平均能见度为6532.4m。1997年至1999年的年平均能见度值是较高的，最高达到7557.7m。而从2000年开始，虽然存在一些小波动，但是年平均能见度仍维持在一个较低水平，大部分年份的平均能见度均在累年平均值之下，2015年至2016年的年平均能见度稍有上升。

图1 平均能见度的年际变化图

2.2 平均能见度的年变化特征

由图2可以看出，全年能见度变化分为2个阶段：1月至7月属于上升阶段；7月至12月能见度又开始逐步下降。其中5至9月的能见度高于累年平均值，7月平均能见度达到最高值8328.3m； 1月平均能见度是全年最低值，只有4912.2m。

图2 累年平均能见度的年变化图

2.3 各级能见度的年际变化特征

如图3，各级能见度出现频率的年际变化与平均能见度的年际变化趋势是不同的，以能见度小于8000m，能见度小于5000m，能见度小于3000m和能见度小于1500m为例，1997年这四级能见度的出现频率都比较低，之后几年的出现频率缓慢增高，到2001年各级能见度出现了第一个峰值，此后有缓慢的波动，第二和第三峰值分别出现在2006年和2008年，2009年是一个谷值，2010年至2011年的出现频率又开始上升，2012年是第四个峰值，之后开始逐年下降。对于能见度小于800m及以下的各级能见度出现频率的年际变化较小，其中能见度小于800m的出现频率在1997至2000年都等于2%的，峰值出现在2006年、2011年和2012年，出现频率均达到了4%。从2000年开始能见度低于800m的出现频率稍有增加，到达2006年后有轻微波动，2007年出现了最小值1%的频率，之后逐年上升，2012年之后又开始回落。能见度小于600m，小于400m和小于200m的出现频率年际变化与小于800m的基本一致。总的来说各级能见度出现频率的年际变化均不大。

图3 各级能见度出现频率年际变化图

2.4 各级能见度的年变化特征

如图4，各级能见度出现的频率随季节的变化较大，夏秋季节各级能见度出现频率较低，而冬春季节较高。在此着重描述低于1500m的能见度的年变化特征。桂林两江国际机场春季弱冷空气与西南暖湿气流交汇频繁，多出现降水和大雾天气，低于1500m的能见度的出现频率在三月份达到最大值24%；春末夏初低于1500m的能见度出现频率不断减小，7月达到最小值2%；到9月，低于1500m的能见度出现频率开始缓慢增加。

能见度小于800m和小于600m的出现频率自5月到10月为0%至1%；而能见度小于400m和小于200m的情况从5月到11月都没有出现。总体来说，桂林两江国际机场一年中出现低能见度的时间较短，主要集中在冬春季节，一年中大多数时间都是适航的。

图4 累年各级能见度出现频率年变化图

2.5 各级能见度的日变化特征

如图5所示，累年各级能见度的出现频率有明显的日变化，即00时之后降低，08时之后增高。由于1500m以上的各级能见度对飞行的影响比较小，在此仅讨论对飞机起降有重大影响的低于1500m的各级能见度，高于1500m的各级能见度变化。

小于1500m的各级能见度在午后出现的频率相当低，03时至12时这段时间的出现频率都接近2%，并且从13时开始升高，在19时频率达到最高值11%，在21时频率略微下降，在23时达到另一个小峰值9%，00时以后的出现频率迅速下降。

能见度低于800m在04时至09时的出现频率为0%；能见度低于600m在03时至14时的出现频率为0%；能见度低于400m在02时至16时的出现频率为0%；能见度低于200m在01时至17时的出现频率为0%。并且各级能见度出现频率的峰值均出现在19至20时。

图5 累年各级能见度出现频率日变化图

3 两江机场能见度与不同气象要素相关性分析

3.1 能见度与气温的年际变化与年变化比较分析

由图6可以看到，1997-2016年能见度低于1000米的出现日数与年平均气温总体呈现反相关的关系。在2000-2005年两者有一定的正相关，但2005年后两者的反相关愈加明显，尤其是2011年以后，气温明显上升，年平均气温由2011年的18.8℃上升至2016年的19.7℃。而能见度低于1000米的出现日数持续降低，由2011年的51天持续减少至2016年的26天，减少了近一倍。

图6 能见度低于1000米的天数与气温的年际变化图

由图7可以看到，1997-2016年能见度低于1000米的出现日数与累年各月平均气温总体呈现明显的反相关的关系。在3月前两者有一定的正相关，但3月后两者呈现明显的反相关，8月累年平均气温达到最高值为27.8℃，对应的8月累年能见度低于1000米的平均天数达到最低值为1.3天。

图7 能见度低于1000米的天数与气温的年变化图

3.2 能见度与气压的年际变化比较分析

由图8可以看到，1997-2016年能见度低于1000米的出现日数与年平均场面气压总体呈现正相关的关系。在1999年以前两者有一定的反相关，之后两者均呈现明显的正相关，1999年至2006年，能见度小于1000米的天数呈现比较一致的上升趋势，对应的场面气压也是呈现上升趋势。2006年以后，能见度小于1000米的天数呈现波动下降的趋势，对应的场面气压也有所波动，下降趋势不明显，但两者波动的波峰与波谷重合性较好，显现出明显的正相关。

图8 能见度低于1000米的天数与场面气压的年际变化图

3.3 能见度与相对湿度的年际变化比较分析

由图9可以看到，1997-2016年能见度低于1000米的出现日数与年平均相对湿度总体呈现正相关的关系。由线性趋势线可以看到，相对湿度总体呈现波动下降的趋势，对应的能见度低于1000米的天数总体也是呈现下降的趋势，两者呈现明显的正相关。只是在2014年以后，相对湿度有所上升，对应的能见度低于1000米的天数却有所下降。

图9 能见度低于1000米的天数与相对湿度的年际变化图

3.4 影响能见度的天气现象

在两江机场，由于没有风沙、吹雪、严重的烟幕等天气现象，因此影响能见度的天气现象主要是雾和雨。由雾和雨导致能见度小于1000m的日数累年共计分别是627天和402天（包含两种天气现象同时影响的日数），两者分别约占年均总量的68%和43%，它们是主要的影响因素，其它的影响因素还有霾、毛毛雨和雪，仅占10%。

由图9可以看出，雾和雨对能见度的影响除了随季节变化之外，各月之间，雾和雨对能见度的影响作用又有主、次之别：9月至次年6月，雾的影响日数明显大于雨的影响日数，雾的影响是主要的，雨是次要的；7月份，雨的影响日数明显大于雾的影响日数，雨的影响是主要的，雾是次要的； 8月差异不明显。从实际经验看，夏季能见度低于1000m的情况多由强度较大的降水引起。

另外，根据实际经验，从10月至次年5月，影响能见度低于1000m的雾在形式上是有很大的差异的：10～12月主要是辐射雾，其特点是发生在早上，维持时间较短；1～5月主要是与小雨、毛毛雨相生相伴的“雨雾”，其特点是任何时候均可发生，但偏多于早、晚，持续时间较长。从12月至次年5月，雾对引起的能见度低于1000m的贡献远大于雨，仅在7月，雨的贡献大于雾。

图9 雾和雨引起能见度低于1000m的出现日数的年变化图

4 结论

（1）两江机场平均能见度呈现先下降后上升的趋势，累年平均能见度为6532.4m。

（2）全年能见度变化分为2个阶段：1月至7月属于上升阶段；7月至12月能见度又开始逐步下降。

（3）总的来说各级能见度出现频率的年际变化均不大。

（4）各级能见度出现的频率随季节的变化较大，夏秋季节各级能见度出现频率较低，而冬春季节较高。

（5）各级能见度的出现频率有明显的日变化，即00时之后降低，08时之后增高，并且各级能见度出现频率的峰值均出现在19至20时。

（6）能见度低于1000米的出现日数与年平均气温总体呈现反相关的关系，与累年各月平均气温也呈现明显的反相关的关系。

（7）能见度低于1000米的出现日数与年平均场面气压总体呈现正相关的关系。

（8）能见度低于1000米的出现日数与年平均相对湿度总体呈现正相关的关系。

（9）两江机场影响能见度的天气现象主要是雾和雨。

参考文献

[1]赵熙,李京萌,童红梅.济南机场低能见度和低跑道视程对比分析[J].干旱气象,2017,35(5): 847-856.

[2]陆瀛洲.高空高速飞行条件[M].北京;气象出版社,1994: 153-155.

[3]沈宏斌，宋静.成都双流机场能见度气候特征及气象相关性分析[J].成都信息工程学院学报,2013,28(6): 672-675.

[4]桂林空中交通管理站气象台气候志编写小组.桂林两江国际机场航空气候志.2021: 7-8.