淺析首都機場(chǎng)極值大風(fēng)的論文
引言
航空上對風(fēng)的定義是指：空氣相對于地球表面的水平運動(dòng)。地面風(fēng)對航空器的影響主要是：逆風(fēng)起降時(shí)，使航空器離地速度和著(zhù)陸速度減小，便于穩定操縱飛機，并縮短滑跑距離；順風(fēng)起降時(shí)則相反；而側風(fēng)起降時(shí)，大風(fēng)造成航空器兩翼面的上升力不同，產(chǎn)生使飛機向逆風(fēng)方向旋轉的力，飛機無(wú)法平衡，容易沖出跑道；但逆風(fēng)過(guò)大時(shí)，飛機增加油門(mén)使空速過(guò)大，容易沖出跑道。另外大風(fēng)，尤其是極值大風(fēng)常伴隨有強烈的顛簸和風(fēng)切變，嚴重危及飛行安全。
近年來(lái)，國內外學(xué)者對大風(fēng)的研究較多，如：張宏升等對北京北郊冬季大風(fēng)的湍流通量演變進(jìn)行研究，結果表明：大風(fēng)過(guò)程對近地面層的物質(zhì)能量輸送有著(zhù)重要影響, 大風(fēng)之前出現短時(shí)間動(dòng)量上傳和熱量下傳；俞飛等建立了洛陽(yáng)機場(chǎng)大風(fēng)預報的非線(xiàn)性回歸方程；曲海濤等、孟齊輝等、譚波等分別總結了各自地區的大風(fēng)天氣形勢和預報方法等。
但是對危害更大的極值大風(fēng)天氣，研究相對較少。因此本文對首都機場(chǎng)歷史上的極值大風(fēng)天氣進(jìn)行總結，提取預報經(jīng)驗，以利于更好地做好極值大風(fēng)天氣時(shí)的服務(wù)保障工作。
1. 資料和方法
使用的是 1976-2013 年共 37 年首都機場(chǎng)定點(diǎn)觀(guān)測的資料，包括：風(fēng)向、風(fēng)速、能見(jiàn)度、天氣現象、云、氣溫、氣壓、露點(diǎn)等要素。
本文中對大風(fēng)的定義是平均風(fēng)大于等于 10 米/秒；極值大風(fēng)是平均風(fēng)大于等于 17 米/秒的大風(fēng)。
2. 首都機場(chǎng)大風(fēng)氣候統計
1976-2013 年，首都機場(chǎng)共發(fā)生： 平均風(fēng) 10 米/秒以上大風(fēng) 6524 時(shí)次，1645 日；平均風(fēng) 17 米/秒以上極值大風(fēng) 75 時(shí)次，46 日。最大平均風(fēng)：2010 年 12 月 10 日，0600UTC，34020G25MPS；最大陣風(fēng)：1991 年 7 月 9 日，1000UTC，29018G30MPS。
3. 首都機場(chǎng)極值大風(fēng)的預報
3.1 極值大風(fēng)分類(lèi)
按照發(fā)生的季節不同，首都機場(chǎng)極值大風(fēng)主要可分為春季大風(fēng)、夏季大風(fēng)和冬季大風(fēng)三類(lèi)。其中：春季地表含水量小，冷空氣過(guò)境迅速，大風(fēng)常伴有沙塵天氣；夏季大風(fēng)是與雷暴伴生的強對流天氣；冬季溫度低，地表含水量大，大風(fēng)常伴有雨雪和冰凍等天氣。
3.2 天氣形勢預報
首都機場(chǎng)易出現的極值大風(fēng)的主要天氣形勢有：冷鋒后的西北大風(fēng)、東北低壓后產(chǎn)生的偏北大風(fēng)、動(dòng)量下傳大風(fēng)、雷暴大風(fēng)等。
統計資料表明，造成首都機場(chǎng)極值大風(fēng)的主要天氣系統是冷鋒后的西北大風(fēng)，占 73%。其天氣形勢表現為：高空有較深厚的冷槽，槽后有較強的冷平流，與之配合的地面冷鋒后有非常強的冷高壓。大風(fēng)區位于冷鋒后三個(gè)多緯距以外、冷高壓東部前緣氣壓梯度最大的地方。通常鋒面過(guò)境 2～3 小時(shí)后，首都機場(chǎng)風(fēng)速迅速加大，在高空槽前傾時(shí)，大風(fēng)來(lái)臨更快。
東北低壓是首都機場(chǎng)產(chǎn)生極值大風(fēng)另一個(gè)重要原因，占 18%。東北低壓是一個(gè)比較深厚的天氣系統，高空冷平流從低壓后部不斷向華北平原侵入，地面圖上表現有一條副冷鋒，可造成首都機場(chǎng)的西北或偏北大風(fēng)。東北低壓極值大風(fēng)通�？沙掷m三天左右，其預報的'重點(diǎn)是東北低壓的發(fā)展趨勢。
另外，大氣中常有亂流或對流運動(dòng)，使上層動(dòng)量較大的空氣傳到下層，使下層風(fēng)速加大。高空風(fēng)速越大，冷平流越強，風(fēng)的垂直切變越大，則動(dòng)量傳遞作用越強。強冷空氣過(guò)境時(shí)，動(dòng)量下傳作用使地面風(fēng)速進(jìn)一步增大，更易產(chǎn)生極值大風(fēng)。
3.3 極值大風(fēng)預報的物理基礎
根據氣壓場(chǎng)、地表摩擦、溫度層結、地形（主要表現在阻擋和狹管作用）及動(dòng)量傳遞等因子的影響，結合高低層系統配置、天空狀況等，綜合考慮。
例如：風(fēng)與氣壓場(chǎng)的關(guān)系中，冷高壓梯度越大，則風(fēng)越大，降溫越猛；白天地面加熱，空氣層結變不穩定，鉛直交換強，空氣的動(dòng)量下傳較強，使地面風(fēng)速加大等。
4. 小結
總之，統計分析表明：首都機場(chǎng)極值大風(fēng)主要出現在春季 3-4 月或冬季 12-1 月。其頻次午后到傍晚最多，夜間到上午最少，下午 2-3 時(shí)出現峰值。首都機場(chǎng)極值大風(fēng)以冷鋒后的西北大風(fēng)為主，風(fēng)向 330゜為最高發(fā)值。地面冷鋒后強冷高壓南下與高空橫槽轉豎的共同作用是造成首都機場(chǎng)極值大風(fēng)的主要原因，高空 500hPa 以下的動(dòng)量下傳也對極值大風(fēng)的產(chǎn)生起著(zhù)非常重要的作用。
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