浅析乌鲁木齐机场大雾近36年出现时间的分布特征及不均匀性

1 引言

根据国家民用航空总局颁布的《民用航空行业标准》中相关定义，大雾为近地面层中水汽凝结或凝华而使能见度降低至 1000m 以下的现象。雾通常出现在 400m 以下的低空, 加之天气形势稳定, 局地性明显, 对雾的监测和准确预报一直是气象服务工作中的难点。

近年来，诸多研究从不同角度对雾展开了深入细致的分析和探讨。国外学者曾对雾的组成及其气候特征进行了研究，同时还开展了区域性雾霾现象对气候的影响研究。我国学者也开展了一些全国性和区域性雾的气候特征研究。王丽萍等利用中国 604 个地面站 40年的地面观测雾日资料，分析了我国雾的地理分布，讨论了不同区域雾的月、年变化特征。刘小宁等分析了 1950 年以来我国大雾空间、时间分布的基本气候特征。孙丹等就我国大陆地区浓雾发生频数的时空分布做了相应的分析。马禹分析了 1961~2003 对新疆雾的分部及气候变化特征，并指出天山山区北麓和准格尔盆地南缘，属大雾多发区域，而乌鲁木齐机场正坐落于此。

雾是航空事故的最大诱因，其对飞行安全构成的威胁主要表现在：大雾导致的恶劣能见度会影响飞机的正常起飞和着陆，雾抬升形成低、碎云后, 增加了飞机在云中积冰、颠簸等情况。严重的大雾可导致机场关闭，航班取消，从而造成大量旅客滞留，影响安全飞行和航班的正常运营秩序。随着社会各界对航班准时率与日俱增的关注度和高要求，航空气象工作者也针对本区域的机场大雾天气的气候特点、分布特征、形成原因以及环流形势做了相应分析：陈露分析了首都机场雾发生的日变化、季节变化和年际变化特点以及大雾不同阶段时所对应的天气形势。李秀连对出现的大雾过程进行分类,并分别统计分析了各类大雾出现的时序特征、背景场特征以及出现前和消失时的气压、风场等物理量特征。董爱民就咸阳机场雾的年、日变化特点进行总结。曽彦则应用滚流结构观点和方法，运用 V-3结构分析和方位相空间结构分析双流机场雾发生、发展的物理机理。郑玉萍则指出冬季乌鲁木齐大雾与低层大气的逆温情况有密切的联系。

乌鲁木齐机场地处大雾高发区，又因其独特的低窝 碗底地形，其大雾也表现出了极强的局地性特征：有时机场大雾弥漫，市区却是艳阳高照；有时跑道上能见度恶劣，航班无法起降，机场其它区域能见度却在标准之上；有的时候雾团在跑道上漂浮不定，导致跑道上能见度时而在标准之上，时而低于标准，给管制指挥飞机起降及预报人员对外服务带来很大困难。

所以针对大雾天气给民航运输带来的影响，立足实际工作需要，就乌鲁木齐机场大雾持续时间及大雾天气时间分布上的不均匀性进行特征分析，为乌鲁木齐机场大雾天气的预报提供一些参考，加深对乌鲁木齐机场大雾规律的认识。

2 资料与方法

本文采用 1977 年 1 月~2013 年 3 月乌鲁木齐机场逐时地面人为观测的能见度资料。基于机场大雾天气明显的月际分布特点，即大雾天气主要集中在 11 月和 12 月及次年 1 月、2月、3 月，上述月份累计大雾时间占到全年大雾时间的 99.3%，故本文以上述 5 个月大雾累计出现时间累积小时数作为研究样本。应用气候统计方法探求乌鲁木齐机场大雾天气出现时间的分布及变化特征。

3 结论分析

3.1 乌鲁木齐机场大雾累计出现时间年际分布特征

乌鲁木齐机场共计出现大雾 10423 小时，从年变化上可见大雾累计出现时间呈明显的上升趋势，线性相关系数 r=0.73，超过 r0.001=0.52 的信度检验。但是这种趋势分为较为明显的两个阶段：2002 年以前，大雾累计出现时间很均匀，平均值为 190 小时/年，除 1987 年和 1998 年以外，其余年份均较低，最低出现在 1978 年为70 小时，2002 年以后（2002~2012）大雾天气出现时间增长迅速，平均值 512.58 小时/年，为大雾高发期。尤其是 2002 年~2007 年，平均值 534 个小时/年，2009 年出现大雾时间最长年份，高达 761 小时。另外，2002 年以前的年份又可以分为两个阶段：20 世纪 70 年代后期至 20 世纪 90 年代前期（1977~1991），机场大雾出现较少且相对平稳，平均 157.3 小时/年，为机场大雾的少发期；20 世纪 90 年代前期至 21 世纪 00 年代初期(1992~2001)大雾累计出现时间年际变化幅度开始加大，大雾多发年与少发年相间出现，平均 239.4 小时/年，为机场大雾的调整期。

为了更细致的分析不同能见度范围内大雾的变化特点，本节分别以 1000m、800m、600m、350m、150m 为边界参考值，分别分析各能见度区间的大雾发生时间的变化情况。研究表明，能见度（VIS）位于 600m（含）~350m 之间的出现时间最长为 2665 小时，出现时间最长为216 小时出现在 2012 年，出现最短时间在 1983 年，为 17 个小时；其次能见度（VIS）位于1000m（含）~800m 之间的出现时间 2496 小时，出现时间最长为 228 小时出现在 2009 年，出现最短时间在 1978 年，为 10 个小时；最低位能见度小于（含）150m，持续时间为 1387小时；其中 1000m（含）~800m，800m（含）~600m 大雾累计出现时间近 36 年来也出呈现明显的上升趋势，线性相关系数分别为 r=0.76 和 r=0.71，均超过 r0.001=0.52 的信度检验，相对而言，能见度位于 600m（含）~350m（能见度平均值为 506m）与低于 150m（能见度平均值为 93.5m），总体较为平稳，没有明显变化较为平稳。

乌鲁木齐机场大雾不但出现时间长，而且大雾过程之间的持续时间也有着很大的差别。为了更贴近日常工作需要，本文针对持续 10 小时以上的大雾天气，做如下统计：两次大雾天气如果间隔小于等于 3 个小时，且其中一次大雾过程持续时间大于等于 10 个小时，且另一次大雾过程持续时间大于等于 4 小时，则将两次天气过程的持续时间相加记为一次过程。具体结果如表 1 所示：近 36 年来，乌鲁木齐机场大雾持续时间长短跨度很大，从 1 小时到103 小时（2012 年 01 月 06 日 09 时2012 年 01 年 10 月 15 日）不等，具体分布为 T15小时的出现次数 2159 次，另 30T＞15 小时出现 62 次，60T＞30 小时出现 16 次，T＞60小时的次数仅为 5 次；乌鲁木齐机场大雾以小于等于 6 小时为主，出现次数占到大雾出现次数的 80.9%，按照持续时间越长，出现次数越少的规律来讲，持续 8 小时的大雾出现次数相对较多，持续 12 小时的大雾相对较少。

4 总结

1) 1977~2012 年，乌鲁木齐机场大雾累计出现时间呈明显的上升趋势，且以能见度处于 600m（含）~350m 之间大雾为主，直接对航班的正常起降产生影响；另外，机场大雾有着明显的突变，具体时间发生在 21 世纪 00 年代初期；

2) 36 年来，机场大雾分为三个阶段：大雾少发期（1977~1991）大雾调整期（1992~2001）大雾高发期（2002~2012），且大雾高发期大雾时间的增加主要体现在大雾发生次数的变化上；

3) 机场大雾累计出现时间和能见度高低有明显的负相关关系，且日变化显著：一天内有两个非常明显的转折时间，分别为 1 时~2 时和 14 时~15 时，即 3 时~13 时为一天内易发大雾时间段，14 时~23 时为一天内能见度较好时间段；

4) 机场大雾发生时间的集中度相对较高，36 年来为下降趋势，进入大雾高发期以后的集中度相对较低，即大雾累计出现时间的突变增加主要以大雾次数的增多为主，单次大雾持续时间没有显著变化；以周为时间单位计算，机场大雾发生的集中周为 12 月和 1 月，且 2002 年以前，以 12 月第四周为主；2002 以后，大雾发生的集中周开始前移至 1 月份第一周，即在 12 月末和 1 月初最易长时间出现低能见度的机场大雾。