青藏高原雷暴天氣過程分析

摘要：本文選取1975～2013年青藏高原范圍內75個氣象站逐日雷暴觀測資料，利用一元線性回歸法對青藏高原雷暴天氣特征進行分析，并探討了雷暴對航空飛行的影響，以提升我國航空飛行安全水平。

關鍵詞：雷暴天氣 航空飛行 影響 青藏高原

引言

雷暴屬于中小尺度天氣系統，是強烈的積雨云不斷發展的結果，主要出現在夏季。若是飛機誤入雷暴活動區，極易受到積冰、降水、冰雹、低空風切變等的影響。青藏高原在夏季就猶如巨大的熱源一般，高原上空存在上升運動，因地形條件復雜，受到熱力和動力的影響，很容易有大氣環流出現，進而引發對流性天氣，這也是青藏高原陣性降水、雷暴和冰雹日數比長江中下游地區要高的原因，年平均雷暴日數在50～70d之間，對航空飛行安全極為不利。因此，分析青藏高原雷暴天氣過程及其對航班影響，可確保高原機場對雷暴天氣發生發展規律進行熟練掌握，進而保證航空飛行安全。

1、研究資料和方法

本文選取1975～2013年青藏高原范圍內75個氣象站逐日雷暴觀測資料，利用一元線性回歸法對青藏高原雷暴天氣特征進行分析。其中一年內將3～5月看做春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12月到次年2月則為冬季。一年內首次（末次）發生雷暴日期與1月1日累計天數即為各站歷年雷暴初日（終日）天數。分別對臺站歷年、月平均雷暴日數進行統計。

2、雷暴時間分布特征

2.1年雷暴日變化特征

如圖1所示為1975～2013年青藏高原雷暴日數逐年變化趨勢圖，從圖中可以看出近39年青藏高原的年雷暴日數在39～59d之間，平均每年出現49d，其中年雷暴日數的最高值為59d，出現在1981年，最小值為39d，出現在2008年，兩者之間相差20d，年雷暴日數變化波動幅度較大。其中單站的西藏江孜（1977年）、索縣（1979年）雷暴日數最多，高達107d，而最少的則只有1d，主要分布在青海大柴旦、格爾木等地。結合年雷暴日數變化趨勢圖，青藏高原雷暴日數呈現出波動下降的趨勢，氣候傾向率為4.5d/10a，雷暴日數減少趨勢較為顯著。青藏高原大部分年份的雷暴日數在平均值上下來回波動，只有極少數年份偏少。

2.2雷暴初終日變化特征

近39年青藏高原各站的平均雷暴初日為4月17日（圖2），其中最早雷暴初日為4月4日，出現在1981年，最晚雷暴初日則為4月28日，出現在2000年，最早雷暴初日和最晚雷暴初日均在4月份分布，兩者之間相差24d，其中單站雷暴初日以囊謙最早，出現在1月2日，單站雷暴初日以格爾木最晚，出現在9月19日。1975～2013年青藏高原的雷暴初日呈現出推遲的趨勢，以平均每年0.18d的速率推遲。近39年青藏高原各站的平均雷暴終日為10月3日，其中最早雷暴終日為9月27日，出現在1987年，最晚雷暴終日則為10月8日，出現在1975年，兩者之間相差11d。單站雷暴終日以青海省格爾木最早，出現在4月30日（2004年），單站雷暴終日以四川九龍最晚，出現在12月28日（1990年）。1975～2013年青藏高原平均雷暴終日以0.11d/a的速率減少，且減少較為明顯。

2.3雷暴日數月季變化

近39年青藏高原月平均雷暴日數呈現出單峰型變化特征（圖3），其中3月份往后雷暴日數呈現出逐月增加的趨勢，尤其是到了7月份達到最高，平均雷暴日數為11.7d，是全年雷暴日數的23.7%;從8月份往后雷暴日數開始逐月下降，尤其是進入到10月份，雷暴日數減少幅度較大，平均雷暴日數為1.6d，相較于7月份，減少了10.1d，直至到了11月份，雷暴日數為0d。青藏高原雷暴日數的季節差異化顯著，其中年內雷暴日數主要分布在夏季，雷暴日數高達32.2d，是全年雷暴日數的65.2%，其次為秋季，雷暴日數則為8.8d，是全年雷暴日數17.8%;春季雷暴日數為8.4d，是全年雷暴日數的17%;冬季幾乎沒有雷暴天氣出現。由此不難看出，青藏高原年內雷暴天氣主要集中在夏季，其次是秋季和春季，冬季出現雷暴天氣的概率較低。

3、雷暴天氣對航空飛行的影響

結合近年來美國民航統計分析氣象原因對飛行事故的影響，結果表明在48起飛行事故中，與雷暴相關的有23起，將近是事故總數的48%;而美國空軍分析統計的氣象原因引發的飛行事故中，雷暴原因則占據了55%～60%。這些統計數字表明了，雷暴仍舊是當前危害航空活動和飛行安全的重要因素。

由于民航事業的快速發展，雷暴對飛行安全的影響不斷加大。根據中國國際航空公司機組的反映表明，近些年來，國航航班在美國與歐洲航線上均遭遇過雷電擊中飛機的事件，因機組人員沉著冷靜，處置果斷，并未造成飛行事故。隨著夏季的到來，熱帶氣旋和大范圍雷暴出現頻率增加，對航班運行的影響不斷加重。若是飛機飛行在雷暴活動區域內，受雷暴的危害加大。一直以來，雷暴區就被人們稱之為空中飛行禁區。若是飛行航線上出現雷雨云，此時的飛機起飛時間將會推遲，這也是平時即便飛機場和落地場的天氣條件較好，因航線上有雷暴天氣出現，飛機為何延誤或取消的原因。

若是飛機起降和飛行過程中出現雷雨天氣，空氣中的雷電將會損害飛機機身和設備，甚至是導致飛機解體，進而產生重大的航空安全事故。在出現雷暴天氣時，閃電將會干擾或者破壞飛機以及地面上相關的通信和導航設備;若是云中氣流出現強烈的垂直運動，會出現顛簸或者是云下出現低空風切變;有時還會伴隨著冰雹天氣，通常情況下，冰雹出現在雷暴云體中或下風方向，對于飛行速度較快的飛機來說，冰雹對其的危害較大，很容易損壞擋風玻璃或雷達罩。若冰雹打落到發動機或操作系統上，將會產生嚴重的飛行事故。若是雷暴區附近有下擊暴流或者風切變出現，很難對飛機起降過程進行控制。

低空風切變則是指在近地面不足600m的高度下，在短距離內風向風速發生突變的情況。對于強烈的風切變來說，會造成飛機在短時間內提前或者被迫復飛，還會造成飛機速度驟變或者操縱難度增加，嚴重的情況下會引發航空安全事故。龍卷風、雷暴等強對流天氣極易引發低空風切變;而鋒面，尤其是強冷鋒的大風區域內很容易產生嚴重的低空風切變。

雷暴對飛機威脅的重要因素是閃電，閃電主要包含三種類型，分別是云地閃、云內閃和云間閃。除了主閃道外，雷電還包含有很多分支閃道。若是飛機處在閃道上飛行，雷電很容易擊中大型噴氣式飛機。雷電中潛藏巨大能量，會以放電的形式展現。一旦飛機被雷電擊中，將會造成無線電通訊中斷或者是設備受損，干擾電子設備，使得飛機個別部位磁化，對磁羅盤的精準度產生影響，若是無線電羅盤指向雷暴，會損壞電源，影響航空飛行的開展。若是油箱被閃電擊中極易導致油箱燃燒或者爆炸，進而引發重大的飛行事故。閃電中產生的強光，會使機組人員發生目眩，眼睛短時間內失明，夜里失明時間更久，不利于對飛機穩定性的操作。

結論：綜上所述，雷暴是夏季大自然的產物，不應以人的意志而發生轉移，只有對其進行正確認知，并及時采取科學有效的應對辦法，以達到趨利避害的目的，才能保障人民生命財產和航空飛行安全，進而促進民航事業持續健康發展。

參考文獻：

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[2]任正理，張紀.日照機場雷暴特征分析及其對航空飛行的影響[J].2016（17）.

作者簡介：嚴永鵬（1992.12），男，漢族，甘肅省金昌市人，本科學歷，空中交通氣象（助理）工程師，從事機場氣象預報工作。