2019 年-2023 年深圳宝安机场气候特征统计及航班运行情况
喻思涵 张楚 雷显辉
中国民用航空深圳空中交通管理站 广东深圳 518128
1 引言
深圳机场于 1991 年 10 月正式启用。机场为 4F 级国际机场,共有跑道两条,西跑道 16/34 跑道长度及宽度分别为 3800 米和 60 米,东跑道 15/33 跑道长度及宽度分别为 3400 米和 45 米,西跑道和东跑道间距 1600 米,西跑道南端向北错开 600 米,西跑道北端向北错开1000 米。跑道运行类别为:15、33、16、34 均为Ⅰ类精密进近。
深圳机场位于珠江口东侧岸边滩涂上,北为珠江三角洲平原,南临香港地区,东及东南部为丘陵地带,西部是珠江口海域。机场区域内最高山峰为羊台山,海拔 587 米,距机场东南端延长线上 16.7 千米有蛇口南山,海拔336 米。
深圳机场地处南亚热带,是亚热带向热带的过渡地带,具有热量丰富,夏季长、炎热,湿度大,降水充沛,冬季较短、 暖和等特点。冬季盛行偏北风,夏季盛行偏南风。影响机场飞行活动的主要天气是春夏季的雷暴、强降水。大风、雾、低云等天气偶有出现。
2019-2023 年深圳机场大风(平均风 10 米 / 秒或阵风 17 米 / 秒)日数年均 28.0 天,雷暴日数年均 51.4 天,强降水(中或大的降水)日数年均 82.8 天,降雪日数共计 0 天,低能见度(主导能见度低于800 米)日数年均 3.0 天,低云(云量五个量及以上、云高 90 米及以下)日数年均0.2 天,其中强降水、低能见度、低云的为民航气象标准,以气象观测员目测为依据。
2 资料和方法
2.1 资料
本文使用到的资料包括:(1)迈特力德自动气象观测系统;(2)深圳机场年总簿及月总簿;(3)深圳机场 METAR 报文及 SPECI 报文;(4)飞行信息处理系统(FIPS)
2.2 研究方法
本文利用迈特力德自动气象观测系统、深圳机场年总簿、月总簿以及深圳机场 METAR/SPECI 报文,以民航气象标准筛选出了达到大风、强降水、低能见度等重要天气阈值的数据,其中 METAR/SPECI报文的数据是通过“深圳机场数据统计平台”统计出来。此外,通过飞行信息处理系统(FIPS)得到 2019 年 -2023 年深圳机场航班每月的放行正常率,然后取平均,得到了逐年航班放行正常率以及逐月航班放行正常率。
最后,对上述得到的数据进行统计和分析。
3 重要天气具体分析
3.1 大风
根据《民用航空气象地面观测规范》,大风是指瞬时风速大于等于 17m/s 的风,但许多航空公司认为大于等于 10m/s 的十分钟平均风对飞行同样有着较大影响,所以本文中的大风采用的是两者结合,即十分钟平均风大于等于 10m/s 或瞬时风速大于等于 17m/s 。2019-2023年深圳机场全年盛行偏南风(170-190 风向段)和东北风(20-40 风向段),出现频率分别为 17% 和 15% ,这与本场的地理位置有关,深圳处于亚热带向热带的过渡带,受季风影响,夏季常受热带气旋和季风低压所影响,盛行偏南风,同时深圳机场南边靠近南海,可以产生大范围的海陆热力环流,西靠珠江口,亦能产生显著的局地海陆热力环流,在秋冬季节经常由于气压场弱,日照时间长等因素,下午至傍晚深圳机场经常会吹海风,也就是偏南风,而深圳经常位于高压的底部,所以盛行东北风。
2019-2023 年深圳机场年均出现大风 28.0 天,其中 2022 年最多,为 40 天,2023 年最少,为 20 天。大风主要集中出现在 5-8 月和 12月,5-8 月主要为对流天气和台风产生,12 月是由冷空气引起的偏北大风。大风出现较高的时次是9-16 时。大风平均持续时间为1.8 小时,最长持续时间 9 小时,出现在 2023 年 9 月 1 日傍晚至 9 月 2 日凌晨,为台风“苏拉”影响。深圳机场最大风速出现在 2020 年 9 月 12 日,风向 300∘ ,风速 25 米/ 秒,为强对流天气影响。
3.2 低能见度
2019-2023 年深圳机场年均出现低能见度(能见度低于 800 米)3.0天,其中 2023 年最多,为 6 天,2020 年最少,仅 1 天。低能见度集中出现在3 月(平流雾引起)、6 月和8 月(强降水引起),2019 年-2023年内共计出现 15 天 ,2019-2023 年内由强降水引起的低能见度日数为10 天,占比 66.7% ,能见度情况受降水强度变化影响,降水强度愈强,能见度愈低,具有持续时间短,变化快的特点;其余 5 天由平流雾引起,具有明显的日变化,多生成于午夜—凌晨时段,消散于清晨—上午时段。能见度差的时段主要集中在后半夜和午后,平流雾集中出现在 02-08 时,强降水出现时段分布较广,其中出现在 03-07 时的强降水为暖区暴雨(2021 年 6 月)。低能见度平均持续时间为 2.1 小时,最长持续时间5.0 小时,出现在2022 年3 月5 日,由平流雾引起。此外由于本场地理位置特殊,位于珠江口东侧岸边滩涂上,夜间海上容易起云,辐射冷却作用不明显,所以本场无辐射雾出现,均为珠江口上平流过来的团雾。
3.3 雷暴
2019-2023 年深圳机场年均出现雷暴 51.4 天。其中 2019 年最多,高达 61 天,2022 年最少,仅为 39 天。雷暴主要集中在 5-9 月,在此时段 5 年共计出现雷暴日数 227 天,年均 45.4 天,此时段雷暴日数呈双峰分布,8 月最多,有60 次,6 月次之,有58 次;1 月、11 月、12 月无雷暴天气出现。雷暴有明显的日变化,多出现于白天,主要出现时段在12-16 时,21-02 时出现次数较少。雷暴平均持续时间为1.3小时,最长持续时间 5 小时 13 分钟,出现于 2023 年 8 月 29 日。雷暴持续时间有明显的年变化,
平均持续时间最长的发生在 10 月,为 1.9 小时,但 10 月样本量太少,仅为 4 次(有一次为跨日,所以前面显示有 5 天雷暴日),且台风占比大,参考价值不大,前汛期平均持续时间整体长于后汛期,这是由于前汛期系统性的天气居多,从三月底开始,南支槽东移愈发频繁,西南季风开始加强,冷暖气流交汇频繁,珠江流域飑线天气高发,极易造成短时强降水、雷暴大风等剧烈天气,而后汛期影响深圳机场的天气主要是一些热力性的雷雨以及台风,热力性雷雨一般没有完整的天气系统配置,纯靠热力条件触发,所以持续时间短,而台风的伴随天气也很少出现雷暴,所以才会出现前汛期雷暴平均持续时间长于后汛期的情况。前汛期集中在后半夜至早间和前半夜,后汛期集中在午后,深圳宝安机场雷暴持续时间一般比较短暂,大多数雷暴持续时间都在 2 小时以内。持续时间 0-2 小时(含)的占总数的 85.4% ,持续时间 2-4 小时(含)的占总数的 12.0% ,持续时间 4 小时以上的占2.6% 。
3.4 强降水
2019-2023 年深圳机场年均出现强降水(中或大的降水)82.8 天。其中 2021 年最多,高达 86 天,2022 年最少,仅为 80 天。强降水主要集中在5-9 月,在此时段5 年共计出现强降水323 天,年均64.6 天;降水年变化同雷暴相似,均呈双峰型分布,6 月降水日数最多,8 月次之,5 年分别出现强降水共计83 和77 天,年均16.6 和15.4 天。强降水有明显日变化呈先增后减的特征,峰值出现在 11 时 -14 时,白天强降水次数明显多余夜间。最大日降水量 148.3 毫米,出现于 2023年 7 月 29 日。经统计强降水持续时间发现,2 小时以内的强降水占比 96.7% ,60 分钟以内的强降水占比 84.8% ,30 分钟以内的强降水占比 58.9% ,强降水持续时间基本在 2 小时以内,通过对强降水持续时间逐月分析可以发现除了秋冬季(1 月,10-12 月)外,其余月份持续时间平均在40.5 分钟。
3.5 台风
2019-2023 年深圳机场共受到 24 个台风的影响(台风中心离深圳最短距离小于等于 500km )。各年次数较平均,其中最少的是2019年,有 4 个影响,其余年份均为 5 个影响。台风对机场的主要影响时间是7-10 月。经相关研究发现,影响我国的台风其路径可分为西行路径、西北路径和转向路径三类,而对深圳机场有明显影响的基本上为在西太平洋上生成的西行路径台风,但也有少数台风在南海生成,自南往北移动(2006 米克拉),自西向东移动(2109 卢碧)。无直接登陆深圳的台风,台风中心距离深圳机场最近的是台风尼格,为 50km ,对深圳机场风力影响最大的是台风苏拉,最大阵风可达 25m/s ,对深圳机场降雨影响最大的是台风海葵,过程降水量可达 281.2mm 。
4 航班运行情况
4.1 航班逐年放行正常率及不正常原因分析
2019-2023 年的航班运行数据,深圳机场年均放行正常率为92% ,最高的是 2022 年 96.9% ,最低的是 2019 年 87.8% 。其中正常率受天气影响占比最大,2019 年夏季全国降水量较常年同期偏多 3.5% ,且华南前汛期和江南梅雨开始早结束晚,这就间接说明了2019 年复杂恶劣天气多且持续时间长,从而对航班正常率影响较大,而天气差的原因可能和全国气温偏暖明显、东亚中高纬地区异常强的低槽有关。同时我们可以发现同样是气温偏暖的 2023 年航班放行正常率也不到 90% ,原因可能是 2023 年极端天气较多,比如影响华东的台风杜苏芮,影响华南的台风苏拉、台风海葵等,2023 年夏季全国有220 个气象站达到极端事件检测标准,所以随着全球气温的升高,后续的天气可能会越来越复杂。2022 年航班正常率较其余年份明显偏高的主要原因是由于受疫情影响,航班量少,所以航班放行受天气影响较小。
4.2 航班逐月放行正常率
2019-2023 年影响深圳机场正常放行的主要天气为强降水和雷暴,其中 5-8 月对航班放行正常率影响最为严重,均低于 90% ;其次为台风天气;受到低能见度、低云、冰雪凝冻天气的影响较小 ,10-12月为飞行黄金季节。
5 结论与讨论
综上所述,可以得出以下结论:(1)深圳机场盛行偏南风(170-190风向段)和东北风(20-40 风向段),大风出现较高的时次为9-16 时;(2)深圳机场 1 月和 3 月 02-08 时易受低能见度天气(平流雾)影响,夏季的低能见度由强降水引起;(3)深圳机场 5-9 月的 12-16 时易受雷暴天气影响,前汛期雷暴持续时间长于后汛期;(4)深圳机场 5-9 月的11-14 时易受强降水天气影响,持续时间基本上在 2 小时以内;(5)深圳机场每年均受台风影响,台风路径以自东向西为主,主要带来大风和降水,雷暴较少;(6)强降水、雷暴、台风等天气在 5-9 月对航班放行正常率影响较大,10-12 月为飞行的黄金季节。
同时,我们发现航班放行正常率低的两年,天气复杂多样,汛期时间长,而这两年的全国气温较同期偏高,所以全国气温升高可能是导致深圳机场天气复杂,持续时间长的原因之一,这也是未来业务中需要研究探讨的地方。
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