北京地区3000 m以下低空颠簸的统计特征及其气象条件分析

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2019.05.003

气象与环境学报 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (5): 18-26.doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.05.003

北京地区3000 m以下低空颠簸的统计特征及其气象条件分析

金晨曦, 郭文利, 甘璐, 王春玲

北京市气象服务中心, 北京 100089

收稿日期:2018-09-01 修回日期:2018-10-30 出版日期:2019-10-30 发布日期:2019-10-08
作者简介:金晨曦,男,1989年生,高级工程师,主要从事数值模式在气象服务中的应用研究,E-mail:jinchenxi@bj.cma.gov.cn。
基金资助:
国家重点研发计划（2018YFF0300105）和北京市科技计划项目（D171100000717002）共同资助。

Statistics and possible sources of low-level turbulence below 3000 m and its meteorological condition in Beijing

JIN Chen-xi, GUO Wen-li, GAN Lu, WANG Chun-ling

Beijing Meteorological Service Center, Beijing 100089, China

Received:2018-09-01 Revised:2018-10-30 Online:2019-10-30 Published:2019-10-08

摘要/Abstract

摘要： 低空颠簸（3000 m以下）由于可供飞行员判断和处置的时间短，一旦发生容易造成重大安全事故。气象条件是引发低空颠簸最直接、最重要的因素。本文采用北京地区8部风廓线雷达测得的高时空分辨率资料，结合华北空管局气象中心记录的2016年北京地区20个低空颠簸个例，分析了低空颠簸的统计特征和影响低空颠簸的气象条件。结果表明：北京地区低空颠簸在冬季发生频次高，其中2月颠簸发生频次最高，在夏季发生频次低。影响低空颠簸的气象指标包括水平风速、水平风的垂直切变，水平风的水平切变、水平风的时间切变和垂直风速。通过计算各气象指标的数值，尝试给出了造成低空颠簸的气象指标阈值，即水平风速大于18 m·s^-1，水平风的垂直切变大于10 m·s^-1·km^-1，水平风的水平切变大于0.1 m·s^-1·km^-1，水平风的时间切变大于10 m·s^-1·h^-1以及垂直风速大于2 m·s^-1，以上气象指标任意一个达到阈值，即满足造成低空颠簸的气象条件。此项工作对低空颠簸的预报具有一定参考意义。

关键词: 低空颠簸, 风廓线雷达, 风速

Abstract: The turbulence of aircraft is a leading cause of injuries to the passengers and crew.The characteristics of low-level (below 3000 m) turbulence in Beijing during 2016 were investigated using the pilot reports accumulated by the Beijing Meteorological Center of Civil Aviation Administration of China.The frequency of turbulence in winter is the highest,and that in summer is the lowest due to the seasonal variations of wind speed.To examine the possible sources of the low-level turbulence in Beijing,the wind profiler radar data with a 120 m vertical and 6 min temporal resolution were used.The results show that the major meteorological factors and their thresholds influencing the turbulence include the horizontal wind speed (18 m·s^-1),vertical shear of horizontal wind (10 m·s^-1·km^-1),horizontal shear of horizontal wind (0.1 m·s^-1·km^-1),time shear of horizontal wind (10 m·s^-1·h^-1),and the vertical wind speed (2 m·s^-1).This paper has reference value for forecasting the low-level turbulence.

Key words: Low-level turbulence, Wind profiler radar, Wind speed

中图分类号:

P458.1⁺24

金晨曦, 郭文利, 甘璐, 王春玲. 北京地区3000 m以下低空颠簸的统计特征及其气象条件分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(5): 18-26.

JIN Chen-xi, GUO Wen-li, GAN Lu, WANG Chun-ling. Statistics and possible sources of low-level turbulence below 3000 m and its meteorological condition in Beijing[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2019, 35(5): 18-26.

参考文献

[1] 李萍,胡家美,曹正.我国晴空颠簸特点及各种预报结果分析[J].气象研究与应用,2009,30(3):24-27,32.
[2] 高洁,张开俊,蔡国盛.兰州区域一次飞机颠簸事件的成因分析[J].中国民航飞行学院学报,2010,21(1):45-47,51.
[3] 沈强,沈文武.一种新的预报晴空湍流综合算法[J].气象与减灾研究,2009,32(2):44-49.
[4] 李跃春,杨晶轶,徐海,等.拉萨航路一次颠簸过程的成因分析和数值模拟[J].高原山地气象研究,2011,31(1):56-60.
[5] 周林,黄超凡.近10年晴空湍流的研究进展[J].气象科技,2015,43(1):91-96.
[6] Sharman R D,Trier S B,Lane T P,et al.Sources and dynamics of turbulence in the upper troposphere and lower stratosphere:A review[J].Geophysical Research Letters,2012,39(12):L12803.
[7] 刘峰,李萍.华南一次典型MCC过程的成因及天气分析[J].气象,2007,33(5):77-82.
[8] 方纯纯,关春玲.东北冷涡内部中尺度涡旋引起的冰雹天气数值模拟[J].气象与环境学报,2014,30(1):8-14.
[9] Leung M Y T,Zhou W,Shun C M,et al.Large-scale circulation control of the occurrence of low-level turbulence at Hong Kong international airport[J].Advances in Atmospheric Sciences,2018,35(4):435-444.
[10] 余贞寿,冀春晓,杨程,等.同化风廓线雷达资料对浙江降水预报改进评估[J].应用气象学报,2018,29(1):97-110.
[11] 邓闯,阮征,魏鸣,等.风廓线雷达测风精度评估[J].应用气象学报,2012,23(5):523-533.
[12] Lehmiller G S,Bluestein H B,Neiman P J,et al.Wind structure in a supercell thunderstorm as measured by a UHF wind profiler[J].Monthly Weather Review,2001,129(8):1968-1986.
[13] 陈楠,胡明宝,徐芬,等.一次降雨过程风廓线雷达回波特征[J].气象与环境学报,2012,28(5):19-24.
[14] 卢焕珍,刘一玮,张楠.海河流域切变线类暴雨成因分析[J].气象与环境学报,2014,30(1):15-22.
[15] 万瑜,曹兴,杨莲梅.中亚低涡背景下中天山地区一次短时强降水过程中尺度特征[J].气象与环境学报,2018,34(4):1-10.
[16] 宋巧云,孙成云,梁丰,等.风廓线雷达在北京市气象局的业务应用[J].气象科技进展,2013,3(5):24-28.
[17] 高祝宇,阮征,魏鸣,等.风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法[J].应用气象学报,2016,27(2):148-159.
[18] Dee D P,Uppala S M,Simmons A J,et al.The ERA-Interim reanalysis:Configuration and performance of the data assimilation system[J].Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society,2011,137(656):553-597.
[19] Amante C,Eakins B W.ETOPO1:1 Arc-minute global relief model:Procedures,data sources and analysis[R].Boulder,Colorado:NOAA,2009.
[20] 刘鸿波,何明洋,王斌,等.低空急流的研究进展与展望[J].气象学报,2014,72(2):191-206.
[21] 李燕,赛瀚,刘静,等.辽宁省短时强降水气候特征分析[J].气象与环境学报,2017,33(4):56-63.

北京地区3000 m以下低空颠簸的统计特征及其气象条件分析

Statistics and possible sources of low-level turbulence below 3000 m and its meteorological condition in Beijing

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[1]	李林, 孙赫敏, 乔晓燕, 范雪波, 孙雪琪, 杜传耀, 于丽萍. 探测环境对北京气象站气温观测值的影响分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(4): 120-126.
[2]	彭嘉栋, 叶成志, 张剑明, 陈德桥. 中国中部典型高山气象站风速的均一性检验及其变化特点[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(4): 139-144.
[3]	王栋成, 邱粲, 董旭光, 曹洁. 偏离度法确定济南夏季对流边界层高度研究[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(3): 29-36.
[4]	杨磊, 陈传雷, 曹世腾, 孙丽, 崔曜鹏, 蒋超, 黄海亮, 陈宇, 杨雪. 2015年11月沈阳地区一次PM_2.5重污染过程综合分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(3): 37-44.
[5]	贾健, 杨佩琪, 蒋慧敏. 乌鲁木齐市日最大边界层高度变化特征分析及其与空气质量的关系[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(2): 55-60.
[6]	江滢, 徐希燕, 刘汉武, 王文本, 董旭光. CMIP5和CMIP3对未来中国近地层风速变化的预估[J]. 气象与环境学报, 2018, 34(6): 56-63.
[7]	游立军, 张秀芝, 张晓东, 白洛林. CFD 在建筑物对气象台站测风影响分析中的应用[J]. 气象与环境学报, 2014, 30(3): 100-105.
[8]	卢焕珍,刘一玮, 张楠 . 海河流域切变线类暴雨成因分析[J]. 气象与环境学报, 2014, 30(1): 15-22.
[9]	管琴,李青平,黄铃光,李杰. 太原雾天能见度预报[J]. 气象与环境学报, 2013, 29(4): 47-53.
[10]	李得勤,陈力强,周晓珊,杨森,王恕,崔锦. 风电场风速降尺度预报方法对比分析[J]. 气象与环境学报, 2012, 28(6): 25-31.
[11]	陈楠，胡明宝，徐芬，孙磊，李妙英. 一次降雨过程风廓线雷达特征[J]. 气象与环境学报, 2012, 28(5): 19-.
[12]	郑石, 黄兴友, 李艳芳. 一次短时暴雨WP-3000边界层风廓线雷达回波与多普勒雷达回波分析[J]. 气象与环境学报, 2011, 27(3): 6-11.
[13]	王坚红,孙素琴,苗春生,王群,徐良谋. 淮河下游初夏小时内降水分级与雷达信息特征[J]. 气象与环境学报, 2010, 26(2): 1-6.
[14]	陆忠艳,蔡福,刘文明,袁子鹏,陈艳秋,陈明强. 辽宁乡镇天气预报中风和相对湿度及云量的空间插值方法[J]. 气象与环境学报, 2009, 25(4): 54-57.
[15]	吴春英,孙桂双,张昱,马晓颖. 1986－2006年抚顺大风特征分析及预报[J]. 气象与环境学报, 2008, 24(5): 42-47.