西安機場大霧氣候特征及氣象條件分析

董樓 何欣如 鄢姣伊 盧宇航 申展

摘?要：利用2013年1月1日至2022年12月31日西安咸陽國際機場大霧的METRA報文及SPECI報文數據，統計分析西安咸陽國際機場大霧天氣的生消機制，歸納出重要預報因子，為航班安全起降提供更加優質的氣象服務。結果表明，西安咸陽國際機場大霧天氣具有明顯的月際與日際變化，秋冬季多發，春夏季節則較少；霧大多數發生于3：00～9：00，消散于8：00～11：00，持續時間以0～3h為主；大霧發生時濕度較大，多為東北風與西南風。

關鍵詞：大霧；氣候特征；氣象條件；西安咸陽國際機場

Abstract：Based?on?the?METRA?message?and?SPECI?message?data?of?heavy?fog?at?Xi’an?Xianyang?International?Airport?from?January?1，2013?to?December?31，2022?at?Hong?Kong?Underground?Observatory，the?mechanism?of?heavy?fog?weather?at?Xi’an?Xianyang?International?Airport?is?analyzed，and?the?important?forecast?factors?are?summarized，so?as?to?provide?better?meteorological?services?for?flight?safety.The?results?show?that?the?heavy?fog?weather?at?Xi’an?Xianyang?International?Airport?has?obvious?intermonthly?and?interday?changes，with?more?in?autumn?and?winter?and?less?in?spring?and?summer.The?fog?mostly?occurs?at?3：009：00，dissipates?at?8：0011：00，and?lasts?for?03h.The?humidity?is?large?when?the?fog?occurs，mostly?northeast?wind?and?southwest?wind.

Keywords：Heavy?fog；climate?characteristics；meteorological?conditions；Xi’an?Xianyang?International?Airport

1?概述

秋冬季節是西安咸陽國際機場大霧頻發的季節，有時，一連數日大霧籠罩。大霧是指由于近地面氣層中大量懸浮水滴或冰晶的存在，導致水平能見度小于1000m的天氣現象，是一種災害性天氣［1，3］。機場出現大霧時，會嚴重影響飛機起飛和降落，給航空公司帶來極大的經濟損失［5］。咸陽位于渭北塬上，南距渭河大約4km，東離涇河大約3km，由于咸陽機場特殊的地理位置及兩河源源不斷的水汽輸入，再加上秋冬季地面溫差的增大，造成咸陽機場秋冬季以大霧為主的天氣現象。大霧是影響咸陽機場航班正常率及飛機安全起降的主要因素之一。

本文通過對2013年1月1日至2022年12月31日西安咸陽國際機場大霧的地面氣象站觀測數據，結合該機場的歷史實況資料，分析大霧出現時的天氣條件，研究其產生以及消散機制，尋找對于西安機場大霧預報有影響的關鍵因子，對于提高大霧天氣預報的準確性，以便為飛機安全起降提供更加優質的氣象服務具有重要意義［2］。

2?資料及處理方法

本文資料取自西安機場2013—2022年地面氣象站觀測的天氣現象、能見度、氣溫、相對濕度、風向、風速等逐小時觀測資料。大霧資料包括大霧是否出現（天氣現象）、大霧日數和大霧起止時間。

大霧日的統計方式：以16時UTC為界，1天中只要有1次或多次大霧記錄，將被計為1個大霧日；跨越16時UTC的濃霧，則將其計算為2個大霧日。大霧持續時間的計算方法：1天中兩次大霧時間間隔在4h內的，則將其計算為1次大霧過程并累積計時；當1天中兩次大霧間隔大于4h時，則定義為兩次不同的大霧；同時，對于跨越16時UTC的同一場大霧作為1次連續大霧的過程處理；每個時次大霧的產生和消散頻率及大霧持續時間基于大霧的開始和結束時間。

3?大霧的氣候特征分析

3.1?大霧的日變化規律

由圖1可知，西安機場大霧的生成主要發生在協調世界時19：00～20：00、協調世界時20：00～21：00、協調世界時23：00～次日0：00和協調世界時0：00～1：00，分別占大霧生成時間的11.81%、9.03%、15.28%、10.42%，這是由于這四個時間段內比較容易出現最低氣溫，氣溫降低使空氣濕度高于飽和度，近地層的水汽凝結形成霧氣［2］。根據數據顯示，協調世界時5：00～6：00和協調世界時10：00時～11：00時，沒有生成過大霧天氣，生成頻率最小，為0.00%。

大霧的消散時段主要集中在協調世界時0：00～1：00，占大霧消散時間的17.4%，其次是協調世界時23：00～次日0：00和協調世界時2：00～3：00，分別占大霧消散時間段的13.9%和13.2%，霧氣消散時間主要取決于日出后地面氣溫回升情況［2］。

圖1?大霧生成、消散時間段百分率

由表1可見，大霧生成后大霧維持時間多為1～3h占總數的42.36％；持續時間為4～6h占28.47％；持續時間為7～9h占11.11％；持續時間為10～12h占6.94%；持續時間為13～23h占7.64%；而維持時間在24h以上的只有5次占3.47％。由此可知，西安機場大霧主要生成于日出前后，消散于午前，類型以輻射霧為主。

3.2?大霧的年變化規律

2013—2022年西安機場大霧次數共146次，大霧時間156天，年平均15.6天。最多的年份是2014年，大霧天數達到37天；最少的年份是2017和2021年，僅6天（圖2）。西安機場大霧日呈現出整體減少的趨勢，其原因可能是與城市化進程加快、全球氣候總體變暖等諸多因素有關。

一年中每月均有大霧出現，1～2月、9～12月最多。這是由于西安機場特殊的地理位置及兩河源源不斷的水汽輸入，再加上秋冬季地面溫差的增大，造成了西安機場在秋冬季節大霧較多。對各月平均大霧次數進行統計可見（圖3），全年以2月大霧的次數最多，月平均次數為2.6次；其次是11月，月平均大霧次數為2.2次；8月平均大霧次數最少，為0.1次。

圖3?大霧次數的月際變化

4?大霧天氣與各氣象要素的關系

大霧的形成和發展離不開適宜的氣象條件。其中良好的風場配置及水汽條件對大霧的形成和發展起到了關鍵性的作用，現通過統計2013—2022年西安機場大霧過程中的風場要素及相應時刻的相對濕度進行詳細的統計分析。

4.1?風場配置

風速風向與霧的形成與維持有密切的關系，適宜的風速風向有利于暖濕氣流的空中輸送，從而使得近地表上下層空氣既能充分混合，也能使得水汽擴散到一定高度，且不會影響近地層水汽達到飽和狀態［45］。

為了解維持大霧的主要風場配置，本文統計了2013—2022年大霧發生過程中每一時刻的風速和風向。統計結果顯示：風速在1m/s至3m/s之間的占比最大，達77.47%，風速為0m/s的占比為14.94%，而風速在4m/s至6m/s及大于6m/s的占比較小，分別為6.55%和1.03%。由此可得，風速介于1m/s和3m/s的風場最有利于大霧的維持和發展。

為了更加深入地了解大霧過程中的近地面大氣的運動狀態，本文對西安機場自動觀測的風向方位頻率進行了統計（圖4，圖5）。統計結果發現：大霧過程風一共出現8個方位，其中東北風出現的頻率最大，占25.75%，其次為西南風與VRB（風向不定），出現頻率分別為22.87%與21.15%，東風出現的頻率最小，僅占0.23%。結合風速和風向來看，影響西安機場大霧生成和發展的主要風向為東北與西南，這與鄧小麗等人［6］分析得出的西安大霧天氣低層風場的風向一致。

4.2?水汽條件

適宜的水汽條件也是形成和維持大霧的重要因素，相對濕度是反映空氣潮濕程度的一個物理量，相對濕度越大，空氣越潮濕，在一定條件下更利于大霧的形成和維持。本文通過統計2013—2022年西安機場大霧天氣中共870個時刻的相對濕度，得出結論：相對濕度大于80%是本場大霧產生和維持的有利條件（統計結果見表2）。

5?結論

（1）西安機場本場大霧天氣有明顯的日際變化，其生成頻率最高時段發生在協調世界時23時～次日0時，占大霧生成時間的15.28%；消散頻率最高時段出現在協調世界時0時～1時，占大霧消散時間的17.4%。大霧持續時間以0～3h為最多，占比42.36%，大霧類型以輻射霧為主。

（2）西安機場本場大霧天氣也有較為明顯的年際和季節變化，2013—2022年，年平均大霧日為15.6d，年平均大霧次數為14.6次，且有逐年減少的趨勢。一年中每月均有大霧出現，且以2月最多，8月最少，有明顯的“秋冬多，春夏少”的特點。

（3）大霧日東北風出現的頻率最大，占比25.75%，其次為西南風與VRB（風向不定），出現頻率分別為22.87%與21.15%，東風出現的頻率最小，僅占0.23%。大霧日中風速介于1m/s和3m/s之間的占比最大，達77.47%，相對濕度大于80%占比98.51%，這些因素均是本場大霧產生和維持的有利條件。

參考文獻：

［1］韓慶婷，王嘉源，袁潮，等.盤錦地區大霧時空分布特征及其發生的氣象條件分析［J］.現代農業科技，2017（23）：202203+205.

［2］陳玉雪.日照機場大霧氣候特征及氣象條件分析［J］.農業技術與裝備，2021（08）：142143.

［3］沈肖江，何雪娥.梧州大霧氣候特征及氣象條件分析［J］.氣象水文海洋儀器，2010，27（02）：7981+85.

［4］吳建成，施宗強.漳州市大霧氣候特征及其氣象條件分析［C］//中國氣象學會.第33屆中國氣象學會年會S12大氣物理學與大氣環境.2016：169174.

［5］宛濤，肖稱根，謝忠妙，等.南寧機場一次大霧過程的診斷分析［J］.科技與創新，2023（01）：116118+123.

［6］鄧小麗，林楊.西安地區大霧天氣的分析與預報［J］.陜西氣象，2013（04）：2124.

資助項目：中國民航大學大學生創新創業訓練項目202210059072；中央高?；究蒲袠I務費項目D類項目（3122018D024）

作者簡介：董樓（2002—?），男，漢族，浙江杭州人，本科在讀，研究方向：氣象條件對民航客機的影響。

*通訊作者：潘麗麗。