中川机场一次风切变天气成因分析

逯野

摘要：利用常规气象资料、多普勒天气雷达资料、测风激光雷达资料和自动观测资料，对2016年10月15日发生在中川机场的风切变天气，从天气形势背景和探测资料的表现上对其成因进行分析，结果表明：具有较强辐合且移动缓慢的锋面和对流云底部的下冲外流共同影响造成此次风切变过程；测风激光雷达、多普勒天气雷达、自动观测设备在一定程度上能够有效探测到低空风切变的存在，但只有测风激光雷达能够提前预警风切变的发生。

关键词：风切变；多普勒雷达；测风激光雷达

1 绪论

低空风切变一直以来就是影响飞行安全和效率的重要因素，是对飞行威胁最大的气象条件之一。同时，它具有时间段、尺度小、强度大的特点，所以对风切变的预警、成功避让就显得尤为重要。

2016年10月15日中川机场共有三个航班在降落过程中遭遇风切变，具体如下：

（1）CHH7792航班因风切变于19：28（北京时，下同）复飞，复飞高度为真高30 米，距跑道入口约1海里；

（2）CHH7896航班因风切变于19：31中止进近，中止进近高度为真高180 米，距跑道入口约2海里；

（3）EPA6246航班因风切变于20：50中止进近，中止进近高度为真高550 米，距跑道入口处约7海里。

此次风切变天气对航班影响较大，共造成8个航班备降、1个航班返航、13个航班地面等待、4个航班空中等待，地面等待最长1小时13分钟、最短10分钟。

2 资料说明

中川机场的多普勒雷达为美国EEC公司的C波段雷达，位于跑道中心点以北1.5公里处，距离圈的间隔为30公里。激光雷达为法国LEOSPHERE公司在中川机场的试验运行雷达，位于跑道中心点附近，距离圈的间隔为5公里，跑道南北两测各3个1海里的正方形，根据飞机的降落轨迹，常用扫描方式为3度仰角的径向速度平扫（PPI）方式，当正方形内风速差绝对值达到15KT，激光雷达便会产生风切变告警。

3 天气形势分析

20时500hPa形势场中川机场均位于西北气流和弱冷平流中，700hPa形势场中川机场均位于较强的暖脊中，11时23时有锋面自西北往东南移动并过境中川机场，锋面移动缓慢，14时20时均位于中川机场附近并位于鞍型场中，且前后具有较强的风的辐合，23时锋面才明显移至中川机场以东。上述天气形势一是有利于中川机场及其附近地区对流云的生成与发展，二是有利于具有较强辐合的锋面对中川机场造成较长时间的影响。

4 多普勒天气雷达资料分析

从3个时次雷达强度演变图1可以看出对流云自西北向东南移动影响中川机场，在回波移动的过程中始终有强中心的下降；速度回波图（图略）显示在回波的中低层有辐合，在回波移动的过程中始终有中层的后侧入流，说明对流云中有较强的下沉气流，从而对流云底部有较强的下冲外流存在，根据前述对流云的移动与发展变化的过程，本场受对流云底部的下冲外流的影响较大，但由于CB云不是很强，所以回波的上述形态不典型，但都有所反映。

5 测风激光雷达资料和自动观测资料分析

航班第一次遇风切变是在19：28时，测风激光雷达（图2）显示跑道南侧距跑道入口12海里处出现正速度梯度大值区，同时测风激光雷达也在此处告警，告警值为18K，告警显示表明此处正速度由南向北风速明显减小，同时自观三头跑道风（图5）风速变化范围在2米/秒至17米/秒，阵风较强，因此飞机在使用36号跑道逆风降落过程中，距离入口1海里时风速由大到小，飞机在此处遭遇顺风切变。

航班第二次遇风切变是在19：31，测风激光雷达（图3）显示跑道南侧和距跑道入口1海里处出现正速度梯度大值区，同时测风激光雷达也在此处告警，告警值为+15K，告警显示表明此处正速度由南向北风速明显增大，同时自观三头跑道风（图5）风速变化范围在4米/秒至20米/秒，阵风较强，因此飞机在使用36号跑道逆风降落过程中，距离入口2海里时风速由小到大，飞机在此处遭遇逆风切变。

航班第三次遇风切变是在20：50，测风激光雷达（图4）虽有告警，但告警的位置与风切变发生的位置有较大差异，但激光雷达显示在跑道西面有10米/秒以上的大风区移近跑道，受其影响自观跑道风（图6）的风向在短时间内自西向南转变，跑道南头的风速在5分钟内也增大了4米/秒左右，因此跑道附近有风切变存在。

6 天气成因分析

根据以上天气形势及探测资料的分析，此次风切变过程主要是由具有较强辐合的锋面和对流云底部的下冲外流共同影响造成的，且由于锋面及对流云的移动都较缓慢，因此两者对本场影响的时间均较长。

18：1519：20期间，主要受锋面的影响。由于锋面两侧风的辐合较强，再加上受到对流云的影响，本场风速的变化较大；由于对流云先位于本场的西北偏西面，后位于本场的西面，因此跑道南头受对流云的影响大一些以偏西风为主，跑道北头受对流云的影响小一些以偏北风为主，从而跑道南北头还存在一定的风向差。

19：2020：50期间，主要受对流云的影响。由于对流云先位于本场的西面和西南面，后位于本场的西南面，因此跑道南头受对流云的影响比跑道北头要更大一些，所以跑道南头在此时段以偏南风为主。跑道北头先是以西北风为主，随着对流云移近本场，在20：25后转为以偏西风为主。因此在此时段跑道南北头的风向差较大，特别是19：4520：25风向差很大；同时由于还受到锋面的影响，此时段内跑道南北头各自的风速变化很大，在很短的时间（4分钟）内跑道南北头各自风速变化的最大值分别都达到14m/s以上。

20：5021：05期间，受锋面和对流云共同影响。此时段内对流云已明显变弱但对本场的影响仍存在，锋面也在持续影响，从而造成锋面和对流云共同对本场影响的结果，导致跑道南北头各自的风向风速的变化都很大。

7 总结

（1）500hPa的冷平流、700hPa的暖脊、位于鞍型場中并移动缓慢的锋面，是产生此次风切变天气有利的天气形势背景。

（2）此次风切变过程主要是由具有较强辐合的锋面和对流云底部的下冲外流共同影响造成的，且由于锋面及对流云的移动都较缓慢，因此从而造成风切变长时间的持续。

（3）多普勒雷达对对流云的移向移速及对流云底部的下冲外流都有较明显的反映。

（4）激光雷达对航班报告的三次风切变都有告警，特别是前两次告警的位置与风切变发生的位置对应的比较好。

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