广州新旧白云机场地理环境与天气的差异性

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广州新旧白云机场地理环境与天气的差异性
区志中陈穗军黄奕铭肖汉强刘娟
（民航中南空管局广州高级工程师 510405）
摘要
广州新白云机场与旧机场相隔约 25km。新机场位于旧机场的北面，北有王子山，南有流溪河；而旧机场东有白云山，北、西、南三面环水。新旧机场虽同属华南气候，但地理环境有所不同，其天气特点也略有所不同。本文利用广州旧白云机场 2003年8月至 2004年8月和新机场 2004年8月至 2005年8月的气象观测实时资料和天气雷达资料，结合旧白云机场 1986年—1995年的气候志资料，进行了对比和初步分析。结果表明，新机场出现低云的次数多于旧机场，低云的高度也明显低于旧机场；新机场出现大雾的天数比旧机场以及气候资料的多一倍；新机场的降水日数比旧机场多，降水强度和全年总降水量也比旧机场大得多；新机场出现的强对流天气的日数明显比同时期在旧机场出现的要多，并容易产生强雷暴、冰雹、大风等强对流天气。
关键词：白云机场；新旧机场；气象要素；地理差异；天气对比；广州
1、引言
广东省虽然区域不大但各地的气候差别还是比较大的，刘黎明、陈创买 [1]用相关系数 -重心法作聚类分析，将广东全年气候 Ⅱ级分区分为 3个区：东南沿海区、西南沿海区和西北内陆区，分区界线呈 “T”形。西北内陆区较其它两区海洋性气候特征弱 ,而受大陆气团及地形影响较大，具有：冬冷夏热、温差较大，日照的季节变化大、春季寡照较为明显、夏季日照强，干湿季交替明显，雨季开始早，前汛期雨量远较后汛期雨量丰富等特点。东南沿海区较西南沿海区具有气温较高、分布较均匀、年内变化小，而日照较多，冬春季较少雨、夏季较多雨等差异。
地处广东气候东南沿海区的旧广州白云机场自 2004年8月5日搬迁至东南沿海区与西北内陆区交界的新机场已经有一年了。新旧机场虽相隔约 25km，但由于新旧机场地理环境的不同，其天气特点也有差异。经过一年来的天气观测和预报实践，我们发现广州新白云机场天气复杂多变，春夏季多雷雨大风，甚至有龙卷、冰雹天气的发生。当出现雷雨等强对流天气时，常伴有风切变和强烈颠簸等现象。秋冬季多大风颠簸天气发生，春季经常有大雾出现。在新机场出现的天气与旧机场的存在较明显差异。
为了更好地把握新机场天气变化特点，本文分别统计了旧机场 2003年8月～2004年8月和新机场 2004年8月～2005年8月的气象观测实时资料 [2]和天气雷达资料，结合旧白云机场 1986～ 1995年的气候志资料 [3](以下简称为气候资料 )，进行了对比和初步分析，找出广州新白云机场的天气特点和天气预报的重点，希望能对保证航班安全、空中交通指挥以及提高航空公司的经济效益有所帮助。
本文定义能见度 (vis)≤1km的为低能见度。出现的时间均使用北京时。 2、新旧白云机场地理环境特点
广州位于珠江三角洲北缘，新白云机场位于广州市北部的花都区，在旧机场的北面约 25km，周围地势高低不平，北面与东北面有王子山脉的几座山峰，在新机场东北偏北方向的地区形成了一个倒 “V”形的漏斗形地形，南有流溪河绕过；而旧机场东有白云山，北有流溪河从旧机场西边绕过，汇入珠江，属三面环水、一面环山的地形。新旧机场虽同属华南气候，但地理环境有所不同，其天气特点也有不同。 3、各气象要素的天气特点
3.1低云与气温
表1白云新机场与旧机场低云与气温出现日数统计表（日数：天）
时间 云高 <60m 云高 <90m 云高 <150m 云高 <300m 气温 >35℃ 最高气温（℃）
旧机场  2003.8～ 2004.8  0  0  4（3）  27（13）  17  38.1
新机场  2004.8～ 2005.8  2（2）  7（6）  15（10）  41（25）  58  40.3

（注：表中括号里的数字代表低云在 2～4月份的日数）
3.
1.1低云

低云云高出现低于 60m的次数为：新机场 2次，旧机场没有；低于 90m的次数为：新机场 7次，旧机场没有；低于 150m的次数为：新机场 15次，旧机场 4次；低于 300m的次数为：新机场 41次，旧机场 27次。可见，在新机场出现低云日数远多于旧机场，低云高度也较低，且常出现在 2～ 4月份。特别是针对新机场的机场天气标准中的云高标准 60m、150m而言，低云对新机场飞行的影响远大于旧机场，在飞机管制指挥上和飞行进近降落过程中尤其需要特别注意低云的变化对飞行的影响。

3.
1.2温度

新机场的气温变化大于旧机场，气温出现大于 35℃的日数为 58天，比旧机场的 17天多了 2倍多，而且大多数都出现在 7、8月份。空气的温度愈高，则空气密度愈小，产生飞机的升力就愈小，飞机的载重量就会愈小；空气的温度愈高，飞机的推力也减少，飞机滑跑的距离就会增加；跑道的温度过高，甚至会影响到正在起降飞机轮胎的安全。这说明夏季在新机场飞行应尤其注意跑道的道面温度过高而影响飞机的正常起降。

3.
2低能见度

3.
2.1大雾和轻雾 /霾的日数

从表 2中看出：在新机场出现低能见度的天数在同一能见度等级上都比旧机场多，其中最低能见度达到 150m，是因为大雾天气而产生的；而旧机场出现的最低能见度为 300m，是因为雷雨天气而产生的。对于出现大雾而言，新机场出现大雾的天数恰好是旧机场的一倍，多出现在 1～3月份。
表2白云新机场与旧机场以及气候资料低能见度（Vis）统计表日数：d
时间  Vis＜ 200 m日数  Vis＜ 400m日数  Vis＜ 600m日数  Vis＜ 800m日数 大雾日数 大雾持续时间 >12h的次数 轻雾 /霾日数
旧机场 新机场 气候资料  2003.8～ 2004.8 2004.8～ 2005.8 1986.1～ 1995.12  0 1 __  2 3 __  4 6 __  12 15 __  9（6） 18（14） 8.7  0 4 1  254/224282/276209/55

（注：表中括号里的数字代表在 1～3月份的日数；由于标准有异，气候资料缺部分数据，下同）出现这种情况的主要原因是：
（1）
在冬末初春，位于南岭山脉南缘的新机场，经常处于南岭静止锋前暖空气团中，华南低空切变线以南的西南风将大量水汽输送到南岭以南地区，在新机场附近积聚了大量的暖湿空气而不容易扩散。

（2）
在新机场出现的轻雾和霾的天数也多于旧机场。据了解，近年来，珠江三角洲的一些陶瓷、水泥等生产企业迁移到白云区的北部、花都区及从化市一带，致使空气中的粉尘等污染微粒有所增加。

（3）
在新机场启用一年内起降的航班量比旧机场增长了超过 15%，飞机排放的尾气污染物也有明显的增加，容易造成视程障碍而影响跑道的能见度。

（4）
而旧机场则是距离南岭山区较远，在春季受到南岭静止锋的影响程度相对新机场而言相对较弱。

3.
2.2大雾最长持续时间
表3白云新机场与旧机场以及气候资料大雾持续时间统计表

从表 3中看出：新机场在机场转场一年内共出现了四次持续时间超过 12小时的大雾过程，都是由于新机场长时间地处于南岭静止锋锋前的暖湿空气中而出现的辐射雾过程。新机场临近南岭山区，由气温上升导致大雾消散的作用比较于基本处在广州市区中的旧机场要小。因此，造成新机场出现大雾的维持时间相当长。而且在一年内共出现了四次长时间大雾过程是十分罕见的，最长的达到 21小时 25分钟，比旧机场气候资料中的大雾最长持续时间 12小时 29分钟（1994年3月12日出现）还要长得多。这种情形在旧机场是比较少见的，旧机场周围渐渐被各种建筑物包围，机场及其周围的气温容易升高，从而产生城市热岛效应，导致大雾的消散。在转场前的一年内没有出现过持续时间超过 12小时的大雾，持续时间最长的一次仅为 7小时 15分。

3.
3降水

 

时间 出现日期 起止时间（北京时） 较长的持续时间
旧机场  2003.8～ 2004.8  2003年11月 3日  04：50～12：05  7 h 15 min
新机场  2004.8～ 2005.8  2005年1月 29、30日  04：52（29日）～ 18：40（30日）  13 h 48 min 

2005年2月  01：10～14：50（4日）  13 h 40 min 
4、5日  20：50～24：00（4日） 00：00～08：20（5日）  12 h 30 min 
2005年2月 23、24日  16：25～24：00（23日） 00：00～13：50（24日）  21 h 25 min
气候资料  1986.1～ 1995.12  1994年3月 12日  06：35～19：04  12 h 29 min

表4白云新机场与旧机场以及气候资料降水统计表日数 :d;降水量 :mm
时间 降水日数 降水量 ≥50.0mm日数 日最大降水量 连日最大降水量 全年总降水量
旧机场  2003.8～ 2004.8  156  7  106.8（2003年9月3日）  183.5  1738.0
新机场  2004.8～ 2005.8  170  15  124.2（2005年6月21日）  304.0  1894.4
气候资料  1986.1～ 1995.12  141  __  129.2（1987年5月27日）  __  1587.2

从表 4中看出：新机场的降水日数比旧机场多，而降水强度和一年总降水量也比旧机场大。新机场的一年总降水量比旧机场的大 9%，比气候资料的大 19%。这与新旧机场所处的地理位置有关：新机场北临王子山脉，南面相对平坦，当南岭附近有静止锋活动或冷锋南移越过南岭时，锋面降雨带更靠近新机场，造成新机场较长时间地降雨；新机场北面的山脉地形对于从南边移过来的降雨云团有加强作用，有利于降雨强度的增加。旧机场周围仅仅是在东边有白云山，南北边均没有山脉的阻挡和抬升，不利于雨量的增加和雨势的加强。但是，只有东风波系统从东面绕过白云山，对旧机场袭击而造成的降水影响要比对新机场的影响大。
3.4大风与风切变
表5白云新机场与旧机场以及气候资料的大风和风切变统计表
时间 大风次数（风速 ≥17m.s -1） 极大（风向）风速 (m.s -1 ) 风切变 (次)
旧机场  2003.8～2004.8  4 （060°）26  1
新机场  2004.8～2005.8  11 （280°）29  2
气候资料  1986.1～1995.12  0.8 （010°）21  __

据统计，新机场大风的天气基本上是强雷雨或积雨云前部的阵风锋造成的，机场转场后的一年内共出现了 11次，其中属于静止锋、冷锋影响的有 5次，属于台风外围的对流云带影响的有 3次，属于高空槽波动影响的有 2次，属于东风波系统影响的有 1次：
（1）由于静止锋、冷锋影响的有 5次，占总数的 45%，属多数。郑缓缓 [4]指出：“强冷空气过
境时，伴有高空低槽和切变线的移过为局地强对流的发生提供了很好的中尺度环流背景。”当南岭静止锋转变为冷锋或直接由冷锋越过南岭后，处在下山峰阶段，风速往往会迅速增大，容易出现大风天气。在2005年5月2日早晨，新机场出现的极大风速（280°，29m.s-1）就是在冷锋过境和高空槽东传的共同作用下出现的，风力相当于 11级，瞬间破坏力较大，机场处于关闭状态。
（2）
由于台风外围的对流云带活动造成的大风有 3次，占总数的 27%，也是比较多的。当南海的北部、东北部海域或在台湾海峡附近有台风或热带风暴活动时，广州常处于台风外围螺旋对流云带当中的强烈雷雨带中，容易出现大风天气。

（3）
属于高空槽波动的有 2次，占总数的 18%。当华南地区处于高空槽前部的西南气流中形成的雷雨或积雨云，经过较为平坦的地面后移向新机场。由于在新机场东北偏北方向的地形是由王子山脉的几座小山脉形成一个倒 “V”形漏斗状地形。因此，从南、西南或东南方向移来的雷雨或积雨云在新机场附近遇到漏斗状的地形，而使其移动速度迅速增加，容易出现大风天气。

（4）
属于东风波系统的有 1次，占总数的 9%。在夏季，由于副热带高压加强北抬至长江流域附近，华南常处于副热带高压南侧的偏东气流中，当在东风带上有热带扰动时，就容易产生东风波强烈对流系统，从东面快速移向新机场，造成强烈的雷阵雨和大风天气。

而旧机场就没有这种地形条件，机场东边有白云山，南边、西边是广州市区。在旧机场出现大风天气多是由强冷空气的冷锋前部阵风锋或东风波系统造成的。因此，旧机场出现大风天气的机会就相对新机场少得多。
3.5雷暴及冰雹
表6白云新机场与旧机场以及气候资料雷暴及冰雹统计表
时间 雷暴日数 (d) 雷暴持续最长时间（北京时） 冰雹日数 (d)
旧机场  2003.8～ 2004.8  70  2004年6月7日00:56－08:43历时 6h50min  0 

新机场  2004.8～ 2005.8  82  2005年6月21日10:53－22:15历时 11h22min  1
气候资料  1986.1～ 1995.12  64  1989年5月17日历时 11h40min  0.1

从表 6中看出：白云机场转场后的一年内雷暴总日数为 82天，比转场前一年内的雷暴总日数 70天多了 17%，比气候资料统计的年雷暴平均总日数的 64天多了 28%。新机场出现最长雷暴过程是在 2005年6月21日，历时 11小时 22分钟，接近气候资料中的最大值 11小时 40分钟，远长于旧机场的最大值 6小时 50分钟，而且新机场出现最长雷暴过程是在白天和上半夜，旧机场则出现在下半夜。2005年5月5日，在新机场观测到了一次降冰雹过程，而在旧机场则没有观测到降冰雹，在气候资料的十年中也仅观测到一次降冰雹过程。
表7白云新机场与旧机场天气雷达 1小时降水率最大值的日数统计表（日数：d）
旧机场 新机场
月份 
>30mm  >100mm  >250mm  >30mm  >100mm  >250mm 
200408  8  6  0  11  8  1 
0409  5  4  1  4  3  0 
0410  1  1  0  0  0  0 
0502  3  0  0  4  4  0 
0503  4  3  2  3  2  2 
0504  3  2  0  6  4  2 
0505  17  12  2  17  16  5 
0506  12  10  0  15  11  0 
0507  11  9  0  10  6  1 
0508  12  11  1  11  8  0
合计（天）  76  58  6  81  62  11

新旧机场虽相距约 25公里，但在天气雷达上的回波情况却不同。表7是2004年8月至 2005年8月（部分月份）在天气雷达强度回波图上分别以新、旧机场为中心，半径 10公里内 1小时降水率最大值的出现情况统计。
由日常预报经验得到，天气雷达上 1小时降水率大于 30mm，对流将达到中等强度；大于 100mm时，对流将达到较强的强度；大于 250mm时，对流为极强的强度，常伴随冰雹或雷雨大风。
由表 7可看出，在新机场转场后的雷雨季节里，在新机场出现不同等级的对流天气日数略大于旧机场同时期的日数；需要特别注意的是，在新机场出现极强对流天气的日数 11天，明显比同时期在旧机场出现极强对流天气的 6天多，多了 83%。
由表 7还可看到，2005年2月，新机场已经出现了较强的对流天气有 4天，而旧机场到 3月才出
现较强的对流天气。新机场出现强对流天气的季节比旧机场早。这是由于新机场位于旧机场的北面约 25公里处，北面为王子山，位于南岭山脉南缘，受中纬度西风带的小槽东移的影响的时间要早于旧机场，主要受西面移过来的对流云团影响，而且新机场经常处于南岭静止锋的南侧，既具有空气常被抬升的动力因素，又有低空西南急流为华南地区带来丰富水汽的因素。因此，比较容易出现锋面雷暴。在夏季，新机场的西面和南面均属于较为平坦的地形，有利于在高空槽前对流云团迅速移动而产生的较强的雷暴。而旧机场南面是广州市区，高低不平的下垫面不利于对流的发展。
2005年5月份，新、旧机场出现的中等对流回波的天数比 4月份明显增多，都达到 17天；2005年6月，出现极强对流天气的天数明显降低。这表明进入 5月，华南地区的对流天气开始明显增强；极强对流天气多数出现在 3～5月，是因为在这期间里，实力相当的冷暖空气交汇往往会容易产生强雷暴、冰雹、大风等强对流天气。因此，在春末夏初应当加强对强对流天气的监视和预报，及时发布重要天气的机场警报，确保航空飞行安全。
4、结论
通过对新机场转场前后共两年的气象实况资料、天气雷达回波资料以及气候资料的统计、分析及对比可见，广州新白云机场与旧机场的天气差异具有以下特点：
（1）
新机场低云高出现低于 60m和90m的次数分别为 2次和 7次，而旧机场没有出现；出现低云高低于 150m的次数新机场为 15次，旧机场则为 4次。新机场出现低云的次数多于旧机场，低云的高度也明显低于旧机场。在新机场，低云对飞行的影响远大于旧机场。

（2）
在新机场出现气温高于 35℃的高温日数为 58天，而旧机场的高温日数则仅有 17天，两者相差较大。

（3）
低能见度出现的天数在同一能见度等级上，新机场都比旧机场多。而新机场出现大雾的天数比旧机场以及气候资料出现大雾的天数多一倍；在新机场出现了 4次维持时间超过 12小时的大雾，均超过了气候资料上的记录，而在旧机场转场前一年内大雾维持时间最长的仅有 7小时多。

（4）在新机场的降水日数比旧机场多，而降水强度和全年总降水量也比旧机场大得多。

（5）
在新机场起用一年内出现大风为 11次，比旧机场转场前一年出现的 4次多了近两倍，比气候资料的统计结果多了十多倍，而且出现的最大风力达到 11级，对飞行的影响相当大，还伴有强烈的雷雨及颠簸。在新机场附近由于强对流所产生的风切变和冰雹都比旧机场的多。

（6）新、旧机场的极强对流天气多数出现在 3～5月，是因为在这期间里，实力相当的冷暖空气交汇往往会容易产生强雷暴、冰雹、大风等强对流天气。因此，在春末夏初应当加强对强
对流天气的监视和预报，及时发布重要天气的机场警报，确保航空飞行安全。
参考文献
[1]刘黎明 ,陈创买 .广东的气候分区 .热带气象学报 ,1998,14(1):47～53

[2]民航中南空管局气象中心 .《广州白云机场天气实况月总簿》,2003～2005

[3]张美平等 .《广州白云机场 1986年～1995年的气候志》.民航中南空管局气象中心，2003

[4]郑缓缓，俞小鼎，方翀等.一次典型超级单体风暴的多普勒天气雷达观测分析 .气象学

报,2004,62(3):317～328
Difference of the Geography Environment and Weather between New and the Used Guangzhou Baiyun Airports
Ou Zhizhong Chen Suijun Huang Yiming Xiao Hanqiang Liu Juan
(Air Trafic Management Bureau of Central Southern Regions,CAAC Guangzhou 510405)
Abstract
The distance between new and the used Guangzhou Baiyun Airports is 25km. The new one is on the north of the used one, with Wangzi Mountain on its north and Liuxi River on its south. The used Baiyun Airport is on the west of Baiyun Mountain, with rivers on its other three sides. Though the climate of both of the airports belongs to South China climate, they are something unlike due to the geography environment’s defference. This paper makes contrast and primary analysis of them through using the real-time weather observation data and radar data in the used airport from Aug., 2003 to Aug., 2004 and that in the new airport from Aug., 2004 to Aug., 2005. It also considers the data of the used airport recorded from year 1986 to 1995. As a result, it indicates as follows:The times of low clouds in new airport are more than that in the used one. Furthermore, the heigh of the low clouds there is also distinctly lower; The days of heavy fog occurred in new airport is double in the used airport from Aug., 2003 to Aug., 2004 and before years;The raining days in new airport are more than in the used one. The rain’s intensity and precipitation is also heavier;The days of heavy convection happened in new airport are much more than in the used airport at the same period. It also easily brings about such strong convection weather as strong thunderstorm, hale and heavy gale.
Keywords: Baiyun Airport, New and the Used Airports, Meteorologic Element, Geographical Difference,
Weather Contrast, Guangzhou

 

 

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