王保，黃思先，楊輝，張葉

（鄂州市氣象局，湖北 鄂州 436000）

2016-04-06 國家民航局正式批復《湖北國際物流核心樞紐機場選址報告》，標志著項目正式落戶于湖北鄂州。根據(jù)2019-01-17 順豐控股股份有限公司關(guān)于湖北國際物流核心樞紐項目的進展公告顯示[1]，湖北國際物流核心樞紐機場本期工程飛行區(qū)跑道滑行道系統(tǒng)按滿足2030 年旅客吞吐量150 萬人次、貨郵吞吐量330萬t 的目標設(shè)計，航站區(qū)、轉(zhuǎn)運中心等設(shè)施按滿足2025年旅客吞吐量100 萬人次、貨郵吞吐量245 萬t 的目標設(shè)計，飛行區(qū)等級指標4E。機場工程：建設(shè)東、西2條遠距平等跑道及滑行道系統(tǒng)，跑道長3 600 m、寬45 m，跑道間距1 900 m，主降方向均設(shè)置Ⅱ類精密進近系統(tǒng)，次降方向均設(shè)置I類精密進近系統(tǒng)，建設(shè)1.5 萬m2的航站樓，2.4 萬m2的貨運用房，124 個機位的站坪，配套建設(shè)空管、消防救援、供電、供水等設(shè)施。2020-08-24，鄂州民用機場建成亞洲第一個專業(yè)性貨運機場上升為國家戰(zhàn)略。2021-01-07 該機場正式被命名為“鄂州花湖機場”。

關(guān)于機場低能見度天氣對飛機起飛降落的影響，國內(nèi)外學者做了大量研究。NAEGELE 等[2]分析了美國西部和西南部城市的機場能見度資料，得出硫酸鹽、人口增長、測量標準和天氣要素（如高壓、逆溫、靜風等）為影響能見度的4 個因素。張序等[3-4]采用回歸分析法和Mann-Kendall 突變分析法，在成都雙流機場運行的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)標本中，將機場1951—2003 年這50 余年對飛行有影響的降水和大風天氣進行極端天氣事件指標的百分位閾值確定，得到了雙流機場大霧天氣季節(jié)性明顯和大霧天氣對航班的安全飛行影響很大的結(jié)論。慕熙昱等[5]、牟艷彬等[6]、楊晶軼[7]、趙熙等[8]、李健等[9]、王錫東等[10]、沈俊等[11]、馮彥華等[12]分別對長水機場、成都雙流、濟南機場、鄭州機場、海口美蘭機場、虹橋機場和白云機場的能見度特征進行了研究。明虎等[13]對能見度自動觀測設(shè)備測量數(shù)據(jù)進行了對比。徐海等[14]、張恒德等[15]、吳彬貴等[16]、濮梅娟等[17]對一次典型的低能見度大霧過程物理量、水汽輸送、逆溫層結(jié)進行了等診斷分析。馮漢中等[18]、周須文等[19]則對低能見度天氣預報方法進行了大量研究。

鄂州花湖機場氣象站始建于2016 年，位于機場北端，建站至今同步進行人工觀測和自動觀測，觀測數(shù)據(jù)經(jīng)質(zhì)控可信。鑒于目前沒有相關(guān)文獻對鄂州花湖機場低能見度天氣特點進行分析研究，又由于低能見度對飛機的起飛降落和機場的運轉(zhuǎn)有重要影響，故本文對鄂州花湖機場低能見度天氣特征進行初步研究，以期對后期機場飛機起降起到一定的理論支撐作用。

1 資料及處理方法

本文選取鄂州花湖機場氣象站逐小時自動能見度和降水資料，資料時段為2016-04—2019-04。將機場低能見度等級劃分為6 級：I級為水平能見度小于200 m、Ⅱ級為水平能見度小于400 m、Ⅲ級為水平能見度小于800 m、Ⅳ級為水平能見度小于1 000 m、Ⅴ級為水平能見度小于1 500 m、Ⅵ級為水平能見度小于3 000 m。采用統(tǒng)計學方法，對各個等級能見度分白天和夜間進行統(tǒng)計，分析其季節(jié)變化、月變化、日變化以及持續(xù)時間的變化特征。

2 各級低能見度日數(shù)變化特征

2.1 季變化

從全天能見度的季節(jié)變化看，平均而言，冬季低能見度天氣出現(xiàn)最多，夏季出現(xiàn)最少。能見度越低，各季節(jié)之間出現(xiàn)頻次的差別越小，能見度越高，各季節(jié)間差別越大。當能見度低于400 m 以下時，2 個能見度等級的季節(jié)變化曲線比較相似，表現(xiàn)為夏季出現(xiàn)頻次明顯偏少，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次相當；當水平能見度高于400 m 而小于3 000 m 時，季節(jié)變化曲線也比較相似，出現(xiàn)頻次均表現(xiàn)為冬季最多，夏季最少，春秋季居中，同時隨著能見度的逐漸增大，各季節(jié)頻次差別越來越大，冬季明顯多于其他3 個季節(jié)，夏季明顯少于其他季節(jié)，春季和秋季逐漸趨于相等。從各等級能見度變化曲線看，低于200 m 的能見度日數(shù)夏季沒有出現(xiàn)，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為4～6 d；低于400 m 的能見度特征夏季僅出現(xiàn)3 d，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻日差不多，為7～10 d/季；低于800 m 的能見度特征冬季出現(xiàn)最多，達26 d，夏季最少，為13 d，秋季14 d，春季17 d；低于1 000 m 的能見度特征冬季出現(xiàn)最多，達32 d，夏季最少，為16 d，春秋季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為21 d；低于1 500 m 的能見度特征冬季出現(xiàn)最多，達46 d，夏季最少，為20 d，春秋季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為32～33 d；低于3 000 m 的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達73 d，夏季最少，為40 d，春秋季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為58～61 d。機場氣象站各等級全天低能見度天氣發(fā)生日數(shù)季節(jié)分布如圖1 所示。

圖1 機場氣象站各等級全天低能見度天氣發(fā)生日數(shù)季節(jié)分布

從夜間能見度的季節(jié)變化看，與全天的變化特點相似，平均而言，冬季出現(xiàn)低能見度次數(shù)最多，春季和秋季相當，夏季最少。從不同等級能見度出現(xiàn)日數(shù)看，能見度越低，各季節(jié)之間的差異越小，能見度越高，各季節(jié)差異越大。從低于200 m 的能見度特征看，夏季沒有出現(xiàn)，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為4～6 d。從低于400 m 的能見度特征看，夏季僅出現(xiàn)3 d，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為7～9 d。從低于800 m的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達20 d，夏季最少，為10 d，春秋季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為13～15 d。從低于1 000 m 的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達24 d，夏季最少，為13 d，春秋季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為17～20 d。從低于1 500 m 的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達37 d，夏季最少，為16 d，春秋季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為27～28 d。從低于3 000 m 的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達66 d，夏季最少，為32 d，春秋季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為51～56 d。機場氣象站各等級夜間低能見度天氣發(fā)生日數(shù)季節(jié)分布如圖2 所示。

圖2 機場氣象站各等級夜間低能見度天氣發(fā)生日數(shù)季節(jié)分布

從白天能見度的季節(jié)變化看，低能見度低于400 m時各季節(jié)差別不大，能見度大于400 m 時，冬季最多，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次相當。從低于200 m 的能見度特征看，夏季和秋季沒有出現(xiàn)，冬春季出現(xiàn)頻次差不多，為1～3 d。從低于400 m 的能見度特征看，夏季和秋季沒有出現(xiàn)，冬季最多，出現(xiàn)5 次，春季出現(xiàn)2次。從低于800 m 的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達17 d，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為3～5 d。從低于1 000 m 的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達22 d，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為5～7 d。從低于1 500 m 的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達35 d，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為12～13 d。從低于3 000 m 的能見度特征看，冬季出現(xiàn)最多，達64 d，其他3 個季節(jié)出現(xiàn)頻次差不多，為29～30 d。機場氣象站各等級白天低能見度天氣發(fā)生日數(shù)季節(jié)分布如圖3所示。

圖3 機場氣象站各等級白天低能見度天氣發(fā)生日數(shù)季節(jié)分布

2.2 月變化

從全天各級低能見度的月變化看，月變化特征明顯。月平均而言，1 月、11 月和12 月低能見度出現(xiàn)最多，8 月出現(xiàn)最少。能見度小于200 m 出現(xiàn)最多的是11 月，平均出現(xiàn)3 d，6—9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于400 m 出現(xiàn)最多的是3 月和11 月，平均出現(xiàn)5 d，1 月和12 月次之，平均出現(xiàn)4 d，8 月、9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于800 m 出現(xiàn)最多的是1 月、2 月和11 月，平均出現(xiàn)9 d，9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于1 000 m 出現(xiàn)最多的是1 月、11 月和12 月，平均出現(xiàn)11 d，1 月次之，平均出現(xiàn)10 d，8 月、9 月出現(xiàn)最少，僅2 d。能見度小于1 500 m 出現(xiàn)最多的是1 月，平均出現(xiàn)18 d，11 月和12 月次之，平均出現(xiàn)15 d，8 月出現(xiàn)最少，僅3 d。能見度小于3 000 m 出現(xiàn)最多的是1 月和12 月，平均出現(xiàn)26 d，10 月和11 月次之，平均出現(xiàn)23 d，8月出現(xiàn)最少，僅10 d。機場氣象站全天分等級能見度月變化如表1 所示。

表1 機場氣象站全天分等級能見度月變化（單位：d）

從夜間各級低能見度的月變化看，月變化特征很明顯。

月平均而言，1 月、11 月和12 月低能見度出現(xiàn)最多，8 月出現(xiàn)最少。能見度小于200 m 出現(xiàn)最多的是11 月，平均出現(xiàn)3 d，6—9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于400 m 出現(xiàn)最多的是11 月，平均出現(xiàn)5 d，1 月和3 月次之，平均出現(xiàn)4 d，8—9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于800 m 出現(xiàn)最多的是11 月，平均出現(xiàn)9 d，9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于1 000 m 出現(xiàn)最多的是3 月、11 月和12 月，平均出現(xiàn)9 d，1 月次之，平均出現(xiàn)8 d，9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于1 500 m 出現(xiàn)最多的是1 月，平均出現(xiàn)15 d，11 月和12 月次之，平均出現(xiàn)13 d，8 月出現(xiàn)最少，僅1 d。能見度小于3 000 m 出現(xiàn)最多的是1月，平均出現(xiàn)24 d，12 月次之，平均出現(xiàn)23 d，8 月出現(xiàn)最少，僅7 d。機場氣象站夜間分等級能見度月變化如表2 所示。

表2 機場氣象站夜間分等級能見度月變化（單位：d）

從白天各級低能見度的月變化看，月變化特征明顯。月平均而言，1 月、11 月和12 月低能見度出現(xiàn)最多，8 月出現(xiàn)最少。能見度小于200 m 出現(xiàn)最多的是11 月和12 月，平均出現(xiàn)2 d，4—9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于400 m 出現(xiàn)最多的是12 月，平均出現(xiàn)3 d，2 月、3 月和11 月次之，平均出現(xiàn)2 d，1 月、4—9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于800 m 出現(xiàn)最多的是2 月和12 月，平均出現(xiàn)6 d，9 月沒有出現(xiàn)。能見度小于1 000 m 出現(xiàn)最多的是12 月，平均出現(xiàn)8 d，1月和2 月次之，平均出現(xiàn)7 d，4 月和8 月出現(xiàn)最少，僅1 d。能見度小于1 500 m 出現(xiàn)最多的是1 月，平均出現(xiàn)14 d，12 月次之，平均出現(xiàn)11 d，8 月出現(xiàn)最少，僅2 d。能見度小于3 000 m 出現(xiàn)最多的是1 月，平均出現(xiàn)23 d，12 月次之，平均出現(xiàn)22 d，8 月出現(xiàn)最少，僅5 d。機場氣象站白天分等級能見度月變化如表3 所示。

表3 機場氣象站白天分等級能見度月變化（單位：d）

2.3 日變化

從不同等級能見度出現(xiàn)日數(shù)的日變化特征來看，各級能見度出現(xiàn)日數(shù)的日變化特征比較相似，均呈現(xiàn)單峰型變化特征，11：00—18：00 能見度出現(xiàn)日數(shù)呈現(xiàn)低谷水平，然后逐漸增多，到07：00 左右增大到最多。同時，能見度等級越高，單峰型特點越明顯。機場氣象站分等級低能見度天氣日變化分布如圖4所示。

圖4 機場氣象站分等級低能見度天氣日變化分布

3 各級低能見度持續(xù)時間特征

表4 統(tǒng)計了機場氣象站近3 年以來全天時段能見度小于200 m、小于400 m、小于800 m、小于1 000 m、小于1 500 m 和小于3 000 m 不同持續(xù)時間出現(xiàn)的次數(shù)。第I、Ⅱ和Ⅲ等級持續(xù)時間全部在12 h 以內(nèi)，其中以0～3 h 為主，第I等級和第Ⅱ等級最長持續(xù)時間均為12 h，出現(xiàn)在2017-03-07，第Ⅲ等級最長持續(xù)時間為35 h，出現(xiàn)在2018-12-02。第Ⅳ等級持續(xù)時間都在24 h以內(nèi)，其中以0～12 h 為主，最長持續(xù)時間36 h，出現(xiàn)在2018-12-02。第Ⅴ和Ⅵ等級持續(xù)時間大于24 h，以0～24 h 為主，第Ⅴ等級最長持續(xù)時間38 h，出現(xiàn)在2018-12-02。第Ⅵ等級最長持續(xù)時間66 h，出現(xiàn)在2019-01-04。機場氣象站分等級能見度天氣持續(xù)時間次數(shù)如表4 所示。

表5 統(tǒng)計了機場氣象站近3 年以來冬季全天時段能見度小于200 m、小于400 m、小于800 m、小于1 000 m、小于1 500 m 和小于3 000 m 不同持續(xù)時間出現(xiàn)的次數(shù)占該天氣現(xiàn)象總次數(shù)百分率情況。冬季第I等級0～3 h 占全年總次數(shù)達50.0%，3～12 h 占總次數(shù)33.3%；第Ⅱ等級3～6 h 占總次數(shù)60.0%，0～3 h 和6～12 h 占總次數(shù)50.0%左右；第Ⅲ等級6～12 h 占總次數(shù)66.7%，0～6 h 占總次數(shù)30%～50%；第Ⅳ等級6～12 h占總次數(shù)62.5%，0～6 h、12～24 h 占總次數(shù)20%～50%；第Ⅴ等級大于24 h 占總次數(shù)100%，12～24 h 占總次數(shù)63.6%，0～12 h 占總次數(shù)30%～50%；第Ⅵ等級大于24 h 占總次數(shù)58.3%，0～24 h 占總次數(shù)20%～55%。由以上分析可知機場氣象站不同等級能見度天氣主要發(fā)生在冬季，其中影響最大的I～Ⅱ等級能見度持續(xù)0～3 h 天氣現(xiàn)象有近50%發(fā)生在冬季，小于1 500 m并持續(xù)1 d 以上的能見度天氣現(xiàn)象全部發(fā)生在冬季。隨著能見度逐漸增大，該天氣現(xiàn)象持續(xù)時間在冬季占比有逐漸增大趨勢。

表5 機場氣象站1 月、11 月和12 月分等級能見度天氣持續(xù)時間次數(shù)百分率（單位：%）

4 結(jié)論

本文利用鄂州花湖機場氣象站2016-04—2019-04逐小時自動能見度和降水資料，通過將低能見度天氣現(xiàn)象劃分為6 個等級和5 個持續(xù)時間段對其進行分析，得出如下結(jié)論：①鄂州花湖機場各等級能見度季節(jié)特點為全天、夜間各等級出現(xiàn)頻次以冬季最多，夏季最少，春秋季節(jié)出現(xiàn)頻次相當；白天各等級出現(xiàn)頻次以冬季最多，其他3 季出現(xiàn)頻次相當。②鄂州花湖機場各等級能見度年內(nèi)特點為全天、夜間和白天各等級以1月、11 月和12 月出現(xiàn)最多，8 月出現(xiàn)最少。其中全天、夜間和白天能見度小于200 m 最多的是11 月和12 月；小于400 m 出現(xiàn)最多的是3 月、11 月，11 月，12 月；小于800 m 出現(xiàn)最多的是1 月、2 月、11 月，11 月，2月、12 月；小于1 000 m 出現(xiàn)最多的是1 月、11 月、12 月，3 月、11 月、12 月，12 月；小于1 500 m 和小于3 000 m 出現(xiàn)最多的是1 月。③各等級能見度出現(xiàn)日數(shù)日變化特征均呈現(xiàn)單峰型變化特征，在07：00 左右最多，能見度等級越高，單峰型特點越明顯。④鄂州花湖機場氣象站第I、Ⅱ和Ⅲ等級低能見度持續(xù)時間全部在12 h 以內(nèi)，其中以0～3 h 為主，第Ⅳ等級持續(xù)時間都在24 h 以內(nèi)，第Ⅴ和Ⅵ等級持續(xù)時間都大于24 h，影響最大的I～Ⅱ等級能見度持續(xù)0～3 h 天氣現(xiàn)象有近50%發(fā)生在1 月、11 月和12 月，隨著能見度逐漸增大，該天氣現(xiàn)象持續(xù)時間在1 月、11 月和12 月占比有逐漸增大趨勢。