淺析烏魯木齊機場大霧近36年出現(xiàn)時間的分布特征及不均勻性

淺析烏魯木齊機場大霧近36年出現(xiàn)時間的分布特征及不均勻性1引言根據(jù)國家民用航空總局公布的?民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?中相關(guān)定義，大霧為近地面層中水汽凝結(jié)或凝華而使能見度降低至1000m以下的現(xiàn)象。霧通常出如今400m以下的低空,加之天氣形勢穩(wěn)定,局地性明顯,對霧的監(jiān)測和準(zhǔn)確預(yù)報一直是氣象效勞工作中的難點。近年來，諸多研究從不同角度對霧展開了深化細(xì)致的分析和討論。國外學(xué)者曾對霧的組成及其氣候特征進展了研究，同時還開展了區(qū)域性霧霾現(xiàn)象對氣候的影響研究。我國學(xué)者也開展了一些全國性和區(qū)域性霧的氣候特征研究。王麗萍等利用中國604個地面站40年的地面觀測霧日資料，分析了我國霧的地理分布，討論了不同區(qū)域霧的月、年變化特征。劉小寧等分析了1950年以來我國大霧空間、時間分布的根本氣候特征。孫丹等就我國大陸地區(qū)濃霧發(fā)生頻數(shù)的時空分布做了相應(yīng)的分析。馬禹分析了1961~2003對新疆霧的分部及氣候變化特征，并指出天山山區(qū)北麓和準(zhǔn)格爾盆地南緣，屬大霧多發(fā)區(qū)域，而烏魯木齊機場正坐落于此。烏魯木齊機場地處大霧高發(fā)區(qū)，又因其獨特的低窩碗底地形，其大霧也表現(xiàn)出了極強的局地性特征：有時機場大霧彌漫，市區(qū)卻是艷陽高照；有時跑道上能見度惡劣，航班無法起降，機場其它區(qū)域能見度卻在標(biāo)準(zhǔn)之上；有的時候霧團在跑道上漂浮不定，導(dǎo)致跑道上能見度時而在標(biāo)準(zhǔn)之上，時而低于標(biāo)準(zhǔn)，給管制指揮飛機起降及預(yù)報人員對外效勞帶來很大困難。所以針對大霧天氣給民航運輸帶來的影響，立足實際工作需要，就烏魯木齊機場大霧持續(xù)時間及大霧天氣時間分布上的不均勻性進展特征分析，為烏魯木齊機場大霧天氣的預(yù)報提供一些參考，加深對烏魯木齊機場大霧規(guī)律的認(rèn)識。2資料與方法本文采用1977年1月~2021年3月烏魯木齊機場逐時地面人為觀測的能見度資料?；跈C場大霧天氣明顯的月際分布特點，即大霧天氣主要集中在11月和12月及次年1月、2月、3月，上述月份累計大霧時間占到全年大霧時間的99.3%，故本文以上述5個月大霧累計出現(xiàn)時間累積小時數(shù)作為研究樣本。應(yīng)用氣候統(tǒng)計方法探求烏魯木齊機場大霧天氣出現(xiàn)時間的分布及變化特征。3結(jié)論分析3.1烏魯木齊機場大霧累計出現(xiàn)時間年際分布特征烏魯木齊機場共計出現(xiàn)大霧10423小時，從年變化上可見大霧累計出現(xiàn)時間呈明顯的上升趨勢，線性相關(guān)系數(shù)r=0.73，超過r0.001=0.52的信度檢驗。但是這種趨勢分為較為明顯的兩個階段：2002年以前，大霧累計出現(xiàn)時間很均勻，平均值為190小時/年，除1987年和1998年以外，其余年份均較低，最低出如今1978年為70小時，2002年以后〔2002~2021〕大霧天氣出現(xiàn)時間增長迅速，平均值512.58小時/年，為大霧高發(fā)期。尤其是2002年~2007年，平均值534個小時/年，2021年出現(xiàn)大霧時間最常年份，高達(dá)761小時。另外，2002年以前的年份又可以分為兩個階段：20世紀(jì)70年代后期至20世紀(jì)90年代前期〔1977~1991〕，機場大霧出現(xiàn)較少且相對平穩(wěn)，平均157.3小時/年，為機場大霧的少發(fā)期；20世紀(jì)90年代前期至21世紀(jì)00年代初期(1992~2001)大霧累計出現(xiàn)時間年際變化幅度開始加大，大霧多發(fā)年與少發(fā)年相間出現(xiàn)，平均239.4小時/年，為機場大霧的調(diào)整期。為了更細(xì)致的分析不同能見度范圍內(nèi)大霧的變化特點，本節(jié)分別以1000m、800m、600m、350m、150m為邊界參考值，分別分析各能見度區(qū)間的大霧發(fā)生時間的變化情況。研究說明，能見度〔VIS〕位于600m〔含〕~350m之間的出現(xiàn)時間最長為2665小時，出現(xiàn)時間最長為216小時出如今2021年，出現(xiàn)最短時間在1983年，為17個小時；其次能見度〔VIS〕位于1000m〔含〕~800m之間的出現(xiàn)時間2496小時，出現(xiàn)時間最長為228小時出如今2021年，出現(xiàn)最短時間在1978年，為10個小時；最低位能見度小于〔含〕150m，持續(xù)時間為1387小時；其中1000m〔含〕~800m，800m〔含〕~600m大霧累計出現(xiàn)時間近36年來也出呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，線性相關(guān)系數(shù)分別為r=0.76和r=0.71，均超過r0.001=0.52的信度檢驗，相對而言，能見度位于600m〔含〕~350m〔能見度平均值為506m〕與低于150m〔能見度平均值為93.5m〕，總體較為平穩(wěn)，沒有明顯變化較為平穩(wěn)。烏魯木齊機場大霧不但出現(xiàn)時間長，而且大霧過程之間的持續(xù)時間也有著很大的差異。為了更貼近日常工作需要，本文針對持續(xù)10小時以上的大霧天氣，做如下統(tǒng)計：兩次大霧天氣假設(shè)間隔小于等于3個小時，且其中一次大霧過程持續(xù)時間大于等于10個小時，且另一次大霧過程持續(xù)時間大于等于4小時，那么將兩次天氣過程的持續(xù)時間相加記為一次過程。詳細(xì)結(jié)果如表1所示：近36年來，烏魯木齊機場大霧持續(xù)時間長短跨度很大，從1小時到103小時〔2021年01月06日09時2021年01年10月15日〕不等，詳細(xì)分布為T15小時的出現(xiàn)次數(shù)2159次，另30T＞15小時出現(xiàn)62次，60T＞30小時出現(xiàn)16次，T＞60小時的次數(shù)僅為5次；烏魯木齊機場大霧以小于等于6小時為主，出現(xiàn)次數(shù)占到大霧出現(xiàn)次數(shù)的80.9%，按照持續(xù)時間越長，出現(xiàn)次數(shù)越少的規(guī)律來講，持續(xù)8小時的大霧出現(xiàn)次數(shù)相對較多，持續(xù)12小時的大霧相對較少。4總結(jié)1)1977~2021年，烏魯木齊機場大霧累計出現(xiàn)時間呈明顯的上升趨勢，且以能見度處于600m〔含〕~350m之間大霧為主，直接對航班的正常起降產(chǎn)生影響；另外，機場大霧有著明顯的突變，詳細(xì)時間發(fā)生在21世紀(jì)00年代初期；2)36年來，機場大霧分為三個階段：大霧少發(fā)期〔1977~1991〕大霧調(diào)整期〔1992~2001〕大霧高發(fā)期〔2002~2021〕，且大霧高發(fā)期大霧時間的增加主要表達(dá)在大霧發(fā)生次數(shù)的變化上；3)機場大霧累計出現(xiàn)時間和能見度上下有明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，且日變化顯著：一天內(nèi)有兩個非常明顯的轉(zhuǎn)折時間，分別為1時~2時和14時~15時，即3時~13時為一天內(nèi)易發(fā)大霧時間段，14時~23時為一天內(nèi)能見度較好時間段；4)機場大霧發(fā)生時間的集中度相對較高，36年來為下降趨勢，進入大霧高發(fā)期以后的集中度相對較低，即大霧累計出現(xiàn)時間的突變增加主要以大霧次數(shù)的增多為主，單次大霧持續(xù)時間沒有顯著變化；以周為時間單位計算，機場大霧發(fā)生的集中周為12月和1月，且2002年以前，以12月第四周為主；2002以后，大霧發(fā)生的集