哈尔滨机场雷暴气候特征统计分析

哈尔滨机场雷暴气候特征统计 哈尔滨机场雷暴气候特征统计分析 理论探讨 Q:垫 ChinaScienceAndTectmold 哈尔滨机场雷暴气候特征统计分析 郑丽杰陈霞高博 民航黑龙江空管分局黑龙江哈尔滨150079 【摘要】本文利用哈尔滨太平机场1996—2005年共十年的雷暴观测,通过统计分析,揭示出哈尔滨太平机场的雷暴气候变化特 征.结果明:哈尔滨机场雷暴具有明显的年,月,日变化特征:总体上呈逐年上升的趋势;雷暴最多年份出现在2003年,最少年份为1997 年;雷暴主要出现在夏季,以7月份出现最多;一天中雷暴出现时间以午后至前半夜居多.雷暴日平均持续N-N109分钟,多生于机场的偏西方 向,消于偏东方向,多以伴雨弱雷暴为主.产生雷暴的天气形势主要以冷锋,暖锋,冷涡,空中槽形势为主. 【关键词】雷暴气候特征统计分析 1,引言 雷暴是积雨云强烈发展时形成的一种中尺度局地强对流性天 气….它能生产各式各样的危及飞行安全的天气现象.如强烈的湍 流,积冰,闪电击(雷击),雷雨,大风有时还伴有冰雹,龙卷风, 下冲气流和低空风切变.入雷暴活动区内.轻者造成人机损伤. 重者造成机毁人亡,是目前被航空,气象界所公认的严重威胁飞行 安全的灾害性天气.因此,加强对雷暴的研究和分析.了解机场雷 暴的气候概况对保障飞行安全有重要意义,对于确保民航飞行安全 具有十分深远的意义. 2,哈尔滨机场概况和资料说明 2.1机场概况 哈尔滨太平国际机场位于黑龙江省哈尔滨市西南,地处我国东 北平原,松花江流域中段南侧.北部有小兴安岭,西部是南北走向的 大兴安岭,东南方向为长白山.,中间至南部是东北平原.机场周围 5O公里范围内没有较高山脉.地势比较平坦.静空条件好.哈尔滨机 场地处欧亚大陆东部中高纬度地区.属温带大陆性季风气候. 2.2资料说明 本文利用哈尔滨太平机场1996年-2005年的逐日逐时的定时 观测资料和特殊天气纪要栏记录的雷暴资料进行统计分析.雷暴日 数:某日出现雷暴或远雷暴现象,则该日记为一个雷暴日. 3,雷暴发生规律的统计分析结果 3.1雷暴的年际变化特征 哈尔滨机场雷暴和具有明显的年际变化特征如图表所示:累 年年平均雷暴日数为24d,雷暴最多年份为2003年共出现40d,最 少1997年,共13d从趋势上我们不难看出雷暴年际变化呈震荡波 形变化,但总体趋势是呈逐年上升的此外,初雷,终雷也有明显的 年变化特征.最早初雷日为4月9日【1998年).最晚出现在5月26 日.出现在1999年,平均初雷日为5月8日.平均有8O%的初雷出现 在5月份而且以出现在5月中下旬居多终雷日最晚为11月9日, 出现在2004年,最早为8月29日.出现在1999年.平均终雷日为10 月2日,多以9月下句居多,此外还有一点发现,初雷期最晚和终雷 期最早的年份均出现在1999年 ——一惩圭墨量量日—————————__ 3.2雷暴的月际变化特征 通过逐年累月统计的哈尔滨机场的雷暴发生日数,我们可以发 现.1,23及12月份为历年来的无雷暴月,雷暴多发生在6,7,8 三个月份,平均有198个雷暴日.占到全年雷暴日的742%其中 又以6,7月份出现频次最多.由此可见.夏季是雷暴的多发季节,春 秋季次之.分别占125%和129%冬季为无雷暴季节. 3.3雷暴的日变化特征 哈尔滨机场雷暴也有明显的日变化特征.将一天划分为三个时 段以世界时表示:2O时(含)到O4时为上午段.O4时(含)12时为午 后段,12时(含)到2O时为夜间段.通过统计得知雷暴多发生在夜 间这段时间.占到全天的469%.午后次之.为416%.上午所占比 例最少.为115%.其中又以O8时到.9时段频次最高,13到14次 之最少时段为19到21时.就全年来看春季雷暴主要集中在 O6—16时段以O6时到.9时,13时到16时出现最多.夏季主要发生 在O4时到11时段.以D吕时到1O时出现概率最大:秋季雷暴多发生 在01时到03时.13到16时段:由此可见,哈尔滨机场雷暴以午后到 夜间居多. 3.4雷暴持续时间 雷暴日平均时间为1.g分钟,一日中雷暴持续时间最长的一次 发生在2004年6月17日,持续时间717分最短时间闻雷一次如 图所示.累年年平均雷暴持续时间以1小时(含)以内居多,为13.8 次占总次数的51%其次1—2小时的.占25%,持续时间在6到12 小时的比较罕见.仅占2%12-24小时为0次.由此可见,哈尔滨机 场雷暴每次持续时间以一个小时以内为最多.此外.据统计,以一日 雷暴居多,占总雷暴日的5O%,连续两日出现雷暴的有27次.连续 三日出现雷暴的有14次.连续四日雷暴的有2次,连续五日发生雷 暴的只有一次.连续三日以上出现雷暴的多是由冷涡系统引起的. 3.5冒暴产生和生消方位特征 哈尔滨机场雷暴的的初始方位,可以发生在任意一个方向主 要出现在西,西北,西南三个方向,这三个方位初始的雷暴占雷暴 总数的59%,以出现在西侧雷暴最多,占到总数的21.2%.以天顶生 成的最少.仅为5%.雷暴在机场各个方位都有可能消散,其中东, 北,东北方向消散的雷暴最多.占总数的71%.消散在机场东侧最多 占总数的25.1%消散在天顶方位的最少,占总数的3.6%.可见, 哈尔滨机场雷暴多发生在机场偏西方向,多消散的机场偏东位置. 3.6雷暴强度及伴随天气现象特征 哈尔滨机场雷暴一般以弱雷暴为主.共出现207次.占总数的 86.2%.中等以上雷暴出现33次.强雷暴较少.仅出现过4次.雷暴 过境时一般都伴有其他天气现象,无天气现象的雷暴日只有18次. 其中以小雨,小阵雨居多,占到总数的925%,伴随危险性大风的概 率为108%多发生在中等及以上强度雷暴中.强雷暴常伴有冰雹, 低能见度等天气现象,但频率较低. 3.7产生雷暴的天气形势特征 通过对哈尔滨机场1996-2005年产生雷暴时的天气形势进行 统计发现:在产生雷暴的天气系统当中以冷锋雷暴.冷涡雷暴 暖锋雷暴,空中槽雷暴出现较多 (1)冷锋性雷暴:哈尔滨机场春,夏,秋三季均可产生冷锋 性雷暴生成冷锋的天气系统多形成于贝湖,蒙古或中国内蒙古等 地在东移南下过程中由于受到大兴安岭山脉的阻隔发展加深..这 种环流形势背景下产生的雷暴日数约占总数的503%左右,且多为 第一型冷锋.冷锋雷暴发生时主要表现为高空500HPA,700HPA及 850HPA均有闭合的低压槽与之相配合.且低压槽中心大多位于北 纬55度附近东经115度到12O度之间槽呈南北走向,槽后有明显 (下转第235页) ChinaScience&Technology中国科技纵横260 Q: ChinaScienceAndTechnol 2.2充水方式 直接充水含水层富水性.导水性不太强,未来矿井出水方式主 要以渗水滴水淋水为主,但在开采过程中如不加强矿区浅部 老窑,相邻矿界的管理及F1断层的防水措施,将可能发生透水事 故. 2.3水文地质类型 本煤矿为侵蚀溶蚀地貌.煤系地层的上覆地层均为岩溶中等含 水层,下伏中二叠统茅口组(P2m)为岩溶强含水层,煤系地层为基 岩裂隙水,随垂深增加风化程度减弱,含水性减小.综上所述.本 矿床以岩溶裂隙水充水为主,充水方式以顶板裂隙充水为主,水文 地质条件为中等的煤矿床. 3,矿井涌水量预算 关岭煤矿拟建规模为30万,E/年为此,本次勘探时对矿井第 一 水平(+980m以上)进行涌水量预算根据勘探过程中取得的资 料.本次采用比拟法进行矿井涌水量预算. 理论探讨 原关岭煤矿生产规模为6万吨/年走向长约1663m,倾向长 约963m.主采煤层为5号煤,目前开采水平为+980m.据该矿排 水量观测资料:枯季涌水量为180m/d,雨季涌水量为300m/d. 一 般涌水量为240m/d.本次矿坑涌水量比拟法预算公式为 n一匿一 式中:Q第一水平开采时矿坑涌水量(m/d】 F:+980m以上5号煤层水平投影最大开采面积,为 0884(km): S区内龙潭组平均水位降低值:区内6个钻孔终孔水 位平均值至+980m的距离,取值478m: Q0:关岭煤矿矿坑涌水量.枯季180m/d,雨季300m./d. 一 般240m/d: FO原关岭煤矿开采面积.为003km sO:关岭煤矿水位降低值.为采前初始水位标高1304m 与开采水平标高980m之差.即324m: 生产矿坑新矿坑 开开水水涌水量(m/d)开开水水涌水量(m/d 采采位位采采位位 面标标隆亚丰笠 积一水水亚面标标降 {Km) 目向低积高低平水期丰水期年平均 (m)(m)(m)期期均『司 (Km)(m)(m)(m) 00312?13607601802403Oo088498O1304324597994795 根据比拟法计算结果.最大涌水量O=994m/d,最小涌水量 Q=597m/d平均涌水量Q=795m/d 矿坑涌水量具有动态变化特征,其涌水量除与当地地形,地貌, 岩性,构造,降雨,岩石的透水性,富水性,补给径流排泄条件有 直接的关系外,还与井筒巷道布置方式,掘进方法采煤方法,采 空区面积,顶板管理等有一定的关系.井田先期开采地段涌水量预 算是在正常情况下计算得出未考虑以上因素及今后开采岩石裂隙 的扩张与上覆含水层,降雨极值等引起的流量变化.由于上述因素 的存在.本次提供的数据仅供部门参考,矿井疏排水设计时应 充分考虑上述因素的影响及对异常情况进行分析和研究,并在今后 生产中及时修正涌水量值,合理选择排水设备.使其更符合开采区 水文地质条件,从而保障矿井安全生产. 4,矿区供水水源 本区区域水系较发育,建有规模不一的水利,水电工程如沟渠 等,利用水资源于村镇居民日常生活,工业用,农业灌溉等.本区 可用引流,提灌.打井,蓄流(堵洞,截流)等方式开发利用本区 水资源. 本区较大流量泉点为O2泉点,位于关岭煤矿中部.其最大流 量为32.171/s(200810.10),最小流量为819l/s(2008.1230), 一 般为22361/s左右,流量较大经化验Q2泉点水总硬度7.23 德国度,永久硬度233德国度暂时硬度49O德国度.pH值775. 固溶物17200mg/I,属弱碱性,微硬,淡水,但Q2的雨季生物指 标中菌落总数(260CUF/1OOmI)和总大肠菌群(7MPN/1OOm1)均超 出了《生活饮用水卫生》不能直接做为生活用水.需要经过 一 定的净化处理才能使用. 参考文献 f11贵,kl1煤田地质徐彬彬,何明德. r2]2贵州省关岭自治县矿区有益关岭煤矿煤炭勘探地质报告 令飞.书鹏. 作者简介:温书鹏(1982一),男,河南南阳人,助理工程 师,目前在贵州省煤田地质局一一三队工作,研究方向:煤田地质. (上接第260页) 的冷空气槽落后于高度槽.槽前有暖舌.从高层到低层风向逆转.有 明显的风向,风速辐合.低层西南气流较强,.地面图上表现为锋前 西南大风形势,锋后正变压中心数值在25以上.且正变压中心多位 于本场的西北或偏西方向,雷暴多发生在冷锋过境前后2-3小时之 内.且冷锋雷暴以发生在锋面的南端居多.雷暴多从本场偏西或西 北方向移入.平均持续时间在9O分钟左右. (2)暖锋雷暴:暖锋雷暴出现几率占总数的12%左右通过对 1996年到2005年的天气图的普查发现暖锋雷暴多发生在黄河气 旋北上进入东北地区后形成的东北低压系统当中当气旋中心北上 至北纬45度,东经110度到115度附近时,哈尔滨地区处在系统的 暖区当中.在其南部700HPA,850HPA均有明显的暖式切变存在,底 层850HPA图上南部通常由西南低空急流存在这就为雷暴区的水 汽输送提供了充足的条件地面图上本场处于暖锋前部负变压中心 附近,雷暴发生前地面东北风较大,有时出现罕见的东北阵风雷暴 , 般由南向北经过本场. (3)冷涡型雷暴冷涡型指在700hPa或500hPa天气图上出现 冷涡即至少有一条闭合等高线的低压有相应的冷中心存在的天 气形势.对机场有影响的冷涡,中心主要出现在43oN以北,49oN 以南.11OoE以东,132oE以西区域内.当本场位于冷涡东南方,或 冷涡东北部时,雷暴较易出现.冷涡雷暴主要出现在春末至初夏 并有较明显的日变化.多出现在午后至前半夜.冷涡雷暴出现几率 235中国科技纵横ChinaScience&Technology 为27%左右,连续性雷暴日的情况多是由冷涡引起的最长的冷涡 雷暴持续了5天. (4)空中槽型雷暴;高空槽型雷暴出现次数较少,约为7%. 其特点是:地面没有出现较明显的锋面,在700hPa和500hPa天气 图上西太平洋副热带高压位置偏北.其西北部位于45oN附近. 西部有冷槽移来.并贴在副高边缘.若冷空气势力适宜.在冷槽和 副高间往往发生较强对流性天气. 4,结语 哈尔滨机场雷暴具有明显的年,月日变化特征总体上呈逐 年上升的趋势雷暴最多年份出现在2003年最少年份为1997年 雷暴主要出现在夏季以7月份出现最多:一天中雷暴出现时间以午 后至前半夜居多.雷暴日平均持续时间1.g分钟,多生于机场的偏 西方向消于偏东方向.多以伴雨弱雷暴为主.产生雷暴的天气形势 主要以冷锋,暖锋,冷涡空中槽形势为主. 参考文献 ft1陈廷良.现代航空运输机气象学北京:气象出版社:1994. 『21朱乾根,林锦瑞,寿绍文天气学原理和方法北京:气象出版 社:1992年 郑丽杰女1982年生,吉林省磐石市人.毕业于南京信息工 程大学,民航黑龙江空管分局气象预报员.本科,工程师.