西安机场大雾气候特征及气象条件分析

董楼 何欣如 鄢姣伊 卢宇航 申展

摘 要：利用2013年1月1日至2022年12月31日西安咸阳国际机场大雾的METRA报文及SPECI报文数据，统计分析西安咸阳国际机场大雾天气的生消机制，归纳出重要预报因子，为航班安全起降提供更加优质的气象服务。结果表明，西安咸阳国际机场大雾天气具有明显的月际与日际变化，秋冬季多发，春夏季节则较少；雾大多数发生于3：00～9：00，消散于8：00～11：00，持续时间以0～3h为主；大雾发生时湿度较大，多为东北风与西南风。

关键词：大雾；气候特征；气象条件；西安咸阳国际机场

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

秋冬季节是西安咸阳国际机场大雾频发的季节，有时，一连数日大雾笼罩。大雾是指由于近地面气层中大量悬浮水滴或冰晶的存在，导致水平能见度小于1000m的天气现象，是一种灾害性天气［1，3］。机场出现大雾时，会严重影响飞机起飞和降落，给航空公司带来极大的经济损失［5］。咸阳位于渭北塬上，南距渭河大约4km，东离泾河大约3km，由于咸阳机场特殊的地理位置及两河源源不断的水汽输入，再加上秋冬季地面温差的增大，造成咸阳机场秋冬季以大雾为主的天气现象。大雾是影响咸阳机场航班正常率及飞机安全起降的主要因素之一。

本文通过对2013年1月1日至2022年12月31日西安咸阳国际机场大雾的地面气象站观测数据，结合该机场的历史实况资料，分析大雾出现时的天气条件，研究其产生以及消散机制，寻找对于西安机场大雾预报有影响的关键因子，对于提高大雾天气预报的准确性，以便为飞机安全起降提供更加优质的气象服务具有重要意义［2］。

2 资料及处理方法

本文资料取自西安机场2013—2022年地面气象站观测的天气现象、能见度、气温、相对湿度、风向、风速等逐小时观测资料。大雾资料包括大雾是否出现（天气现象）、大雾日数和大雾起止时间。

大雾日的统计方式：以16时UTC為界，1天中只要有1次或多次大雾记录，将被计为1个大雾日；跨越16时UTC的浓雾，则将其计算为2个大雾日。大雾持续时间的计算方法：1天中两次大雾时间间隔在4h内的，则将其计算为1次大雾过程并累积计时；当1天中两次大雾间隔大于4h时，则定义为两次不同的大雾；同时，对于跨越16时UTC的同一场大雾作为1次连续大雾的过程处理；每个时次大雾的产生和消散频率及大雾持续时间基于大雾的开始和结束时间。

3 大雾的气候特征分析

3.1 大雾的日变化规律

由图1可知，西安机场大雾的生成主要发生在协调世界时19：00～20：00、协调世界时20：00～21：00、协调世界时23：00～次日0：00和协调世界时0：00～1：00，分别占大雾生成时间的11.81%、9.03%、15.28%、10.42%，这是由于这四个时间段内比较容易出现最低气温，气温降低使空气湿度高于饱和度，近地层的水汽凝结形成雾气［2］。根据数据显示，协调世界时5：00～6：00和协调世界时10：00时～11：00时，没有生成过大雾天气，生成频率最小，为0.00%。

大雾的消散时段主要集中在协调世界时0：00～1：00，占大雾消散时间的17.4%，其次是协调世界时23：00～次日0：00和协调世界时2：00～3：00，分别占大雾消散时间段的13.9%和13.2%，雾气消散时间主要取决于日出后地面气温回升情况［2］。

图1 大雾生成、消散时间段百分率

由表1可见，大雾生成后大雾维持时间多为1～3h占总数的42.36％；持续时间为4～6h占28.47％；持续时间为7～9h占11.11％；持续时间为10～12h占6.94%；持续时间为13～23h占7.64%；而维持时间在24h以上的只有5次占3.47％。由此可知，西安机场大雾主要生成于日出前后，消散于午前，类型以辐射雾为主。

3.2 大雾的年变化规律

2013—2022年西安机场大雾次数共146次，大雾时间156天，年平均15.6天。最多的年份是2014年，大雾天数达到37天；最少的年份是2017和2021年，仅6天（图2）。西安机场大雾日呈现出整体减少的趋势，其原因可能是与城市化进程加快、全球气候总体变暖等诸多因素有关。

一年中每月均有大雾出现，1～2月、9～12月最多。这是由于西安机场特殊的地理位置及两河源源不断的水汽输入，再加上秋冬季地面温差的增大，造成了西安机场在秋冬季节大雾较多。对各月平均大雾次数进行统计可见（图3），全年以2月大雾的次数最多，月平均次数为2.6次；其次是11月，月平均大雾次数为2.2次；8月平均大雾次数最少，为0.1次。

图3 大雾次数的月际变化

4 大雾天气与各气象要素的关系

大雾的形成和发展离不开适宜的气象条件。其中良好的风场配置及水汽条件对大雾的形成和发展起到了关键性的作用，现通过统计2013—2022年西安机场大雾过程中的风场要素及相应时刻的相对湿度进行详细的统计分析。

4.1 风场配置

风速风向与雾的形成与维持有密切的关系，适宜的风速风向有利于暖湿气流的空中输送，从而使得近地表上下层空气既能充分混合，也能使得水汽扩散到一定高度，且不会影响近地层水汽达到饱和状态［45］。

为了解维持大雾的主要风场配置，本文统计了2013—2022年大雾发生过程中每一时刻的风速和风向。统计结果显示：风速在1m/s至3m/s之间的占比最大，达77.47%，风速为0m/s的占比为14.94%，而风速在4m/s至6m/s及大于6m/s的占比较小，分别为6.55%和1.03%。由此可得，风速介于1m/s和3m/s的风场最有利于大雾的维持和发展。

为了更加深入地了解大雾过程中的近地面大气的运动状态，本文对西安机场自动观测的风向方位频率进行了统计（图4，图5）。统计结果发现：大雾过程风一共出现8个方位，其中东北风出现的频率最大，占25.75%，其次为西南风与VRB（风向不定），出现频率分别为22.87%与21.15%，东风出现的频率最小，仅占0.23%。结合风速和风向来看，影响西安机场大雾生成和发展的主要风向为东北与西南，这与邓小丽等人［6］分析得出的西安大雾天气低层风场的风向一致。

4.2 水汽条件

适宜的水汽条件也是形成和维持大雾的重要因素，相对湿度是反映空气潮湿程度的一个物理量，相对湿度越大，空气越潮湿，在一定条件下更利于大雾的形成和维持。本文通过统计2013—2022年西安机场大雾天气中共870个时刻的相对湿度，得出结论：相对湿度大于80%是本场大雾产生和维持的有利条件（统计结果见表2）。

5 结论

（1）西安机场本场大雾天气有明显的日际变化，其生成频率最高时段发生在协调世界时23时～次日0时，占大雾生成时间的15.28%；消散频率最高时段出现在协调世界时0时～1时，占大雾消散时间的17.4%。大雾持续时间以0～3h为最多，占比42.36%，大雾类型以辐射雾为主。

（2）西安机场本场大雾天气也有较为明显的年际和季节变化，2013—2022年，年平均大雾日为15.6d，年平均大雾次数为14.6次，且有逐年减少的趋势。一年中每月均有大雾出现，且以2月最多，8月最少，有明显的“秋冬多，春夏少”的特点。

（3）大雾日东北风出现的频率最大，占比25.75%，其次为西南风与VRB（风向不定），出现频率分别为22.87%与21.15%，东风出现的频率最小，仅占0.23%。大雾日中风速介于1m/s和3m/s之间的占比最大，达77.47%，相对湿度大于80%占比98.51%，这些因素均是本场大雾产生和维持的有利条件。

参考文献：

［1］韩庆婷，王嘉源，袁潮，等.盘锦地区大雾时空分布特征及其发生的气象条件分析［J］.现代农业科技，2017（23）：202203+205.

［2］陈玉雪.日照机场大雾气候特征及气象条件分析［J］.农业技术与装备，2021（08）：142143.

［3］沈肖江，何雪娥.梧州大雾气候特征及气象条件分析［J］.气象水文海洋仪器，2010，27（02）：7981+85.

［4］吴建成，施宗强.漳州市大雾气候特征及其气象条件分析［C］//中国气象学会.第33届中国气象学会年会S12大气物理学与大气环境.2016：169174.

［5］宛涛，肖称根，谢忠妙，等.南寧机场一次大雾过程的诊断分析［J］.科技与创新，2023（01）：116118+123.

［6］邓小丽，林杨.西安地区大雾天气的分析与预报［J］.陕西气象，2013（04）：2124.

资助项目：中国民航大学大学生创新创业训练项目202210059072；中央高校基本科研业务费项目D类项目（3122018D024）

作者简介：董楼（2002— ），男，汉族，浙江杭州人，本科在读，研究方向：气象条件对民航客机的影响。

*通讯作者：潘丽丽。