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呼和浩特机场地面风的气候特征分析及预报

时间:2022-04-28 14:25:05 浏览次数:


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摘要:通过对呼和浩特机场2002-2016年地面风的气候特征进行统计,并对结果进行了原因分析。结果表明:呼和浩特机场全年盛行东偏东北风,白天西南风,夜间东北风,年平均风速2.1m/s,冬春季易出现西北地面大风;地面风除了满足典型的山谷风的特征外,还有受局地山地背风波影响的湍流乱流;地面大风出现的天气形势一般为高空槽冷锋型、蒙古气旋型、高压底部型、动量下传大风和雷暴大风;地面大风一般是高低空风场辐合辐散的环流运动强迫所造成的,一般伴随高低空急流,且整层垂直速度接近零。

关键词:盛行风向;平均风速;地方性风;大风预报

中图分类号:X16 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2019)10-0-03

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.099

Abstract: The climatic characteristics of ground wind in Hohhot Airport from 2002 to 2016 were statistically analyzed, and the results were analyzed. The results show that Hohhot Airport is prevailing in the northeast of the year, with southwest winds during the day and northeast winds at night. The annual average wind speed is 2.1m/s. The northwest ground winds are prone to occur in winter and spring. The surface winds not only meet the characteristics of typical valley winds, but also There are turbulent turbulences affected by local mountainous winds; the weather conditions of the ground winds are generally high-altitude trough cold front, Mongolian cyclone type, high-pressure bottom type, momentum downwind and thunderstorm gale; ground winds are generally high and low air wind fields The convergent divergence of the circulatory motion forcing is generally accompanied by high and low altitude jets, and the vertical velocity of the entire layer is close to zero.

Key words: prevailing wind direction; average wind speed; local wind; wind forecast

地面風与飞行活动的起飞着陆关系密切,通常要求飞机的起飞和着陆在逆风条件下进行,因为逆风可使离地和着陆的速度减小,能缩短滑跑距离,增大飞机运动时的方向稳定性和操纵性。所以如果能提前预报出地面风向风速的转折点,不仅可大大减少飞机的顺风超标、终止进近、复飞和场外接地等不正常事件,还能为管制用户提前更换跑道做好充足的准备,不但为飞行活动的安全提供保障,也为航空公司节省了运营成本。

呼和浩特机场位于阴山支脉大青山南侧15km处,当冷空气入侵时常常产生西北大风,与山脉的走向近于正交,气流穿越山脉后升降气流很强,可达15~20m/s,大青山山高1000m,升降气流影响范围最大处在背风坡时为山高的15倍左右,呼和浩特机场刚好处于背风波影响的最大处,低层出现绕水平轴的强大涡流,表现为几个强局地湍流区,有很强的滚轴流或滚转流,对飞行活动影响较大。通过对呼和浩特机场地面风的气候特征进行统计分析,得出地面风预报的一些指标,以期对飞行活动保障提供更优质的气象服务。

1 资料来源

本文所有的统计资料来自呼和浩特白塔机场气象观测场内的自动观测系统和人工观测报文。

2 呼和浩特机场风的气候特征

2.1 盛行风向

在不考虑风速的情况下,全年主盛行风向为东偏东北风(60°+90°风向段),次盛行风向为西南风(210°+240°风向段),这主要反映了地方性山谷风的特点,白天为谷风西南风,夜间为山风东北风。第三盛行风向为西北风(330°+360°风向段),是冷空气入侵造成的系统性风(图1)。

当平均风速≥3 m/s时,累年盛行风向为东北风(70°风向);当平均风速≥5 m/s时,累年盛行风向为西北风(340°风向)。

年变化特征:在不考虑风速的情况下,各时期盛行风向为东北风(60°风向段),春季盛行东偏东北风(60°风向段+90°风向段)、西南风(240°风向段)和西北风(330°风向段),夏季盛行东偏东北风(60°风向段+90°风向段)和西南风(210°风向段),秋季盛行东偏东北风(60°风向段+90°风向段)和西南风,冬季盛行东北风和西北风;具体为西南风(240°风向段)盛行时期从3月至11月,西北风(330°风向段)盛行时期从11月至次年5月,VRB(风向不定,下同)在冬季出现频率最少,静风,1月出现最多,频率为7%,3、4月最少,频率为2%。下图中左侧图代表各风向段逐月出现的频率,右侧折线图代表静风逐月出现的频率(图2)。

当平均风速≥3 m/s时,4月至8月和10月盛行西南风;12月至次年3月盛行西北风;其余风向各月出现频率较小。

当平均风速≥5 m/s时,9月至次年3月和7月盛行西北风;4月至6月和8月盛行西南风;其余风向各月出现频率较小。

日变化特征:各风向段各时次均有出现,其中180°-270°风向段、30°-90°风向段和300°-360°风向段日变化特征显著,白天以180°-270°风向段为主,07UTC频率最大,夜间14UTC-00UTC以30°-90°风向段为主,各时次频率相当,300°-360°风向段在午后04UTC-09UTC之间出现频率大,120°-150°风向段在上午02-03UTC出现较多,静风(CALM)在傍晚10UTC出现较多,风向不定(VRB)和其他风向段出现频率小,无明显日变化。下图中左侧图代表各风向段逐时出现的频率,右侧折线图代表静风逐时出现的频率(图3)。

2.2 平均风速

年平均风速为2.1m/s。4月平均风速最大,为3.3m/s,8月最小,为1.8 m/s(见图4)。

日变化:日变化明显,总体为白天风速明显大于夜间风速。平均来讲,在06UTC-12UTC风速显著大于其他时段,03UTC-04UTC、12UTC-13UTC均为转折点。

年际变化:2002-2016年期间虽略有震荡,但总体呈上升的趋势,2003年、2007年风速为这十五年中风速相对小的两年,2015年风速最大达2.8m/s(图5)。

2.3 大风出现的日数、极值情况和变化特征

呼和浩特机场年平均大风日数为24.0日,年最多大风日数为44日,出现在2013年。全年各月都有出现过大风的记录,5月是全年中出现大风日数最多的月份,平均大风日数为5.5日,1月是大风出现最少月份,平均为0.3日。从最大风速的大风风向看,主要出现在260°-360°风向段内,以西北风为主;夏季以雷暴大风为主,最大为2011年6月7日,风向320°,风速38m/s;冬春季以寒潮大风为主,最大为2008年5月28日,风向350°,风速32m/s。

3 大风的预报

1.高低空均有明显的急流,一般在高空500hPa急流中心风速≥40米/秒,850hPa急流中心风速≥20m/s;2.高空环流有等温线梯度密集区,地面有气压梯度密集区;3.蒙古气旋对本场的大风具有很高的指示意义;4.动量下传大风一般發生在午后;5.寒潮大风500hPa存在≤-40℃的冷中心。

4 结论

(1)呼和浩特机场地面风的气候特征为:累年盛行风向东偏东北风,白天西南风夜间东北风,年平均风速2.1m/s,春季大秋季小,白天大夜间小。(2)呼和浩特机场地面风除了满足典型的山谷风的特征外,还有受局地山地背风波影响的湍流乱流;风的地方性特点为从夜间到次日中午为山风(60°到90°风向段),下午为谷风(180°到270°风向段);风速从中午开始增大,傍晚逐渐减小,趋于稳定,在日最高气温出现期间,风速最大,且由于地形的强迫作用易出现大风。(3)地面大风出现的天气形势一般为高空槽冷锋型、蒙古气旋型、高压后部型、动量下传大风和雷暴大风。(4)地面大风一般是高低空风场辐合辐散的环流运动强迫所造成的,一般伴随高低空急流,且整层垂直速度接近零。(5)地面大风主要出现在冬春季节,夏季均是伴随雷暴出现的。(6)地面大风出现时在高空500hPa急流中心风速≥m/s,850hPa低空急流中心风速≥20m/s。寒潮大风500hPa存在≤-40℃的冷中心。

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收稿日期:2019-10-10

作者简介:李浩(1986-),男,主任工程师,研究方向为航空气象预报。

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