任遠(yuǎn)際 陳 靜 龔杰昌
(⒈林芝機(jī)場氣象臺 西藏 林芝 860000;⒉攀枝花市米易縣氣象局 四川 米易 617200;⒊林芝機(jī)場塔臺 西藏 林芝 860000)
林芝機(jī)場標(biāo)高2949m,位于西藏自治區(qū)林芝地區(qū)米林縣境內(nèi),坐落于雅魯藏布江南岸河谷地帶(圖1)。機(jī)場兩側(cè)多為海拔4000m以上的高大山脈,北側(cè)為念青唐古拉山余脈,南側(cè)是向東延伸的喜馬拉雅山脈。呈西南―東北走向,機(jī)場河谷寬度約1~3km,機(jī)場下游約20km是雅魯藏布江與尼洋河的匯合處,飛機(jī)起降只能在狹窄彎曲的河谷中進(jìn)行。飛行航道最窄處距離峽谷兩側(cè)的山脊不到4km,在機(jī)場南側(cè)附近的山嶺中,在河谷南岸分布多個山口,午后印度洋暖流沿山口吹來,會出現(xiàn)較大的山谷風(fēng),受河谷地形影響容易在河谷內(nèi)產(chǎn)生亂流(圖2)。
圖1 林芝機(jī)場地理位置示意圖
風(fēng)與飛行關(guān)系極為密切,飛機(jī)起飛、著陸,選擇飛行高度,領(lǐng)航以及計算飛機(jī)活動半徑和油料消耗等,都必須考慮風(fēng)的影響,強(qiáng)風(fēng)還可能會損壞飛機(jī)。
風(fēng)是直接對飛機(jī)的航行有影響的氣象要素,跑道上的風(fēng)又是起飛和著陸是特別重要的氣象條件。風(fēng)對飛機(jī)起降的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
圖2 林芝機(jī)場地形示意圖
近地面風(fēng)的切變,特別是垂直切變對飛機(jī)的起降有很大的影響,有強(qiáng)烈垂直風(fēng)切變的時候可能伴隨著惡劣的能見度和亂流,使飛機(jī)產(chǎn)生顛簸難以操作。此外,飛機(jī)起降所能承受的最大風(fēng)速,取決于機(jī)型和風(fēng)與跑道的夾角。逆風(fēng)起降時多能承受的風(fēng)速最大,正側(cè)風(fēng)起降時所能承受的風(fēng)速最小,逆風(fēng)起降有助于增大飛機(jī)升力,靜風(fēng)條件下起降也是比較安全的。而在側(cè)風(fēng)條件下起降的飛機(jī),要保持正常的下滑道或跑道非常困難。風(fēng)向風(fēng)速對飛機(jī)起降、爬升均有直接影響。
同樣,在林芝機(jī)場,近地面風(fēng)也是對飛機(jī)起降威脅很大的氣象條件之一。
1)盛行風(fēng)
盛行風(fēng)又稱最多風(fēng)向,是指一個地區(qū)在某一時段內(nèi)出現(xiàn)頻數(shù)最多的風(fēng)或風(fēng)向。通常按日、月、季和年的時段用統(tǒng)計方法求出相應(yīng)時段的盛行風(fēng)向。盛行風(fēng)帶往往與一地的環(huán)流條件有密切關(guān)系。
以下利用2002年地面風(fēng)逐日逐時觀測資料作05號和23號跑道的風(fēng)向風(fēng)速玫瑰圖。統(tǒng)計的樣本總數(shù)為4015次,結(jié)果如圖3和圖4。
由現(xiàn)在主要使用的23號站分析知道林芝機(jī)場盛行風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)(圖3),與跑道有45°的夾角,年平均風(fēng)速為7.09m/s,而最大平均風(fēng)速為8.15m/s,出現(xiàn)在南東南方向。從圖4同樣可見05號跑道盛行風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng),與跑道方向一致,平均風(fēng)速為4.62m/s,但最大平均風(fēng)速卻在東東南方向,為6.94m/s,與盛行風(fēng)向的平均風(fēng)速差異較大。
圖3 23號跑道風(fēng)向風(fēng)速玫瑰圖
圖4 05號跑道風(fēng)向風(fēng)速玫瑰圖
這個結(jié)果與林芝機(jī)場的地理環(huán)境是一致的,由于山谷位置處于機(jī)場跑道中部的東南方向,基本與機(jī)場跑道方向相垂直,如此一來午后的東南大風(fēng)形成一個沖溝,吹向跑道中間,對跑道中部及23號跑道方向的影響最大,而對05號跑道影響相對小得多,地形是造成跑道兩端風(fēng)向、風(fēng)速差異的一個重要因素。
2)靜風(fēng)
飛機(jī)在靜風(fēng)條件下起降都能順利進(jìn)行,把距地面10米高處平均風(fēng)速小于0.5m/s的氣象條件稱作靜風(fēng)。由2002年23號站地面風(fēng)觀測資料分析,林芝機(jī)場上午出現(xiàn)靜風(fēng)的頻率是較大的,下面統(tǒng)計時段為00-03時,總的統(tǒng)計頻次為1412次,根據(jù)各季節(jié)不同時刻統(tǒng)計出的頻次計算出頻率,結(jié)果于表1。
表1 各季節(jié)00-03時(UTC)靜風(fēng)頻率(%)分布圖
春季00-02時風(fēng)速很小,靜風(fēng)頻率分別是83%、72%、66%,即使出現(xiàn)的不是靜風(fēng),風(fēng)速都較小,多穩(wěn)定在1-3m/s。但到03時,靜風(fēng)頻率大大減?。?2%),由此可見,從03時開始靜風(fēng)減少,風(fēng)速增加,對流活動增強(qiáng)。
夏季靜風(fēng)頻率最大的時段集中在00-01時,分別為89%和68%,02時風(fēng)速就開始變大。同樣,秋季靜風(fēng)頻率最大的時段也是00-01時,風(fēng)速也增大于02時。
而冬季出現(xiàn)靜風(fēng)的頻率是最大的,00-02時的靜風(fēng)頻率都在70%以上。
夏季和秋季靜風(fēng)持續(xù)時間比冬春兩季持續(xù)時間短的主要原因是夏秋兩季日照開始較早,下墊面升溫快,不穩(wěn)定的氣流擾動出現(xiàn)更早。所以,單就地面風(fēng)來看,春季和夏季上午的前半段(00-01時)是最適合飛行的,而冬季和春季則可持續(xù)到02時。
3)大風(fēng)分析
大風(fēng)對飛行是十分不利的,強(qiáng)烈的大風(fēng)會使飛機(jī)起降偏離軌道,如果同時又是側(cè)風(fēng)會嚴(yán)重威脅飛機(jī)起降。下面利用林芝機(jī)場2007年-2010年自動觀測資料統(tǒng)計出2007年-2010年每個月的大風(fēng)日數(shù)。再利用2002年大風(fēng)資料對該機(jī)場大風(fēng)出現(xiàn)的時間、季節(jié)、持續(xù)時間等進(jìn)行統(tǒng)計分析。以瞬時風(fēng)速達(dá)到或超過17m/s作為一個大風(fēng)日,結(jié)果于表2至表4。
表2 跑道中間(MID)逐月大風(fēng)日數(shù)(d)統(tǒng)計表
根據(jù)2007年-2010年自動觀測風(fēng)的資料,可發(fā)現(xiàn)林芝機(jī)場多大風(fēng)日。由表2至表4可見,2007年-2010年,跑道中間的大風(fēng)日數(shù)是最多的,年平均為175天。23號跑道次之,為130個大風(fēng)日。而05號跑道出現(xiàn)的平均大風(fēng)日數(shù)最少,為8天。由于大風(fēng)主要從跑道東南面的山谷中吹來,山谷風(fēng)對跑道中間及23號跑道影響最大,與上面的統(tǒng)計結(jié)果是相符的。從大風(fēng)的風(fēng)向來看,林芝機(jī)場大風(fēng)風(fēng)向多是維持在120°-170°的東南風(fēng)。
表3 05號跑道各月大風(fēng)日數(shù)(d)統(tǒng)計表
表4 23號跑道各月大風(fēng)日數(shù)(d)統(tǒng)計表
圖5 林芝機(jī)場逐月大風(fēng)日數(shù)示意圖
機(jī)場大風(fēng)天氣多發(fā)生在冬春兩季(圖5),夏季出現(xiàn)大風(fēng)的機(jī)會是較小的。
此外,通過對2002年各月大風(fēng)出現(xiàn)的頻次及時間統(tǒng)計可見,林芝機(jī)場2002年出現(xiàn)的58個大風(fēng)日,出現(xiàn)時間多集中在06時(UTC)到傍晚之間,而且持續(xù)的時間較長,最長可達(dá)兩個小時之久。特別對于12月份,風(fēng)速都在20m/s以上,大風(fēng)特征十分明顯。這與上午多靜風(fēng)形成了鮮明的對比。
因此,林芝機(jī)場的大風(fēng)天氣多出現(xiàn)在冬季和春季,出現(xiàn)時間在下午,持續(xù)時間不等,最長可達(dá)兩小時左右,冬季大風(fēng)風(fēng)速都較大。
本文利用林芝機(jī)場2007年-2010年自動觀測資料和2002年逐日逐時地面觀測資料,統(tǒng)計分析林芝機(jī)場大風(fēng)、側(cè)風(fēng)的一些特點(diǎn),得到如下結(jié)果:
1)機(jī)場05號跑道與23號跑道的盛行風(fēng)不同,05號跑道盛行風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng),23號跑道盛行風(fēng)為南風(fēng),機(jī)場地面風(fēng)受地形影響很大。
2)林芝機(jī)場上午地面風(fēng)較小,通常是靜風(fēng),尤其在00時到02時靜風(fēng)頻率多達(dá)到70%以上,就這一點(diǎn)來說飛機(jī)在上午起降會比較安全。
3)林芝機(jī)場的大風(fēng)日較多。2007年-2010年,23號跑道年平均有130個大風(fēng)日,跑道中間年175個大風(fēng)日,05號跑道年平均只有8個大風(fēng)日。大風(fēng)風(fēng)向多維持在120°-170°。一年中,冬季和春季大風(fēng)天氣更為突出。大風(fēng)多在下午出現(xiàn),因此下午通航是不安全的。
僅對2007年-2010年和2002年的風(fēng)資料進(jìn)行分析還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,但以上分析可為林芝機(jī)場航空天氣預(yù)報提供一定的參考。
根據(jù)林芝機(jī)場運(yùn)營6年來不定時下午飛行機(jī)組的反映,對飛機(jī)起降影響最大的就是跑道南部那個山口(圖2),如果能修一個幾百米高的擋風(fēng)墻會不會將跑道上的風(fēng)速減小到10m/s以內(nèi),徹底解決林芝機(jī)場下午不能飛行的難題,這個需要科研工作者采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果來驗(yàn)證是否具有可行性。