長春龍嘉機(jī)場冬季煙霧預(yù)報(bào)分析

長春龍嘉機(jī)場冬季煙霧預(yù)報(bào)分析

這項(xiàng)工作的數(shù)據(jù)選擇于2008年至2011年2月之間。選定的第一個(gè)樣本是長春龍嘉機(jī)場的每年1、2、11和12點(diǎn)之前的1000m能見度的數(shù)據(jù)。第二類樣本是隨機(jī)選擇第一個(gè)樣本系數(shù)的三倍，測量1000m的氣象觀測數(shù)據(jù)。此外，選擇了長春站（54161）的高山氣象數(shù)據(jù)。本文件使用的時(shí)間是北京時(shí)間。檢驗(yàn)資料則是長春龍嘉機(jī)場及長春站在2012年11月至2013年2月的部分高空資料。1原因分析1.1聚類分析的方法學(xué)模型從低能見度的成因來看,對于長春龍嘉機(jī)場區(qū)域內(nèi)煙霧形成的氣象條件有利的三個(gè)物理意義條件是水汽、動(dòng)力和熱力。由低能見度所形成的復(fù)雜性可知,其形成不是由單個(gè)因子所決定的,故而要對以上的三個(gè)方面因子進(jìn)行選擇性的組合,用聚類分析的方法進(jìn)行預(yù)報(bào)相關(guān)性試驗(yàn),找出具有一定預(yù)報(bào)能力的因子。因此,以臨近預(yù)報(bào)的角度可知,能見度預(yù)測中存在的本身演變的資料也是其重要的物理量。1.2冬季低清晰度分析因子1中RH5,RH6,RH7分別為當(dāng)天中的5~7時(shí)的相對濕度,也是機(jī)場當(dāng)時(shí)地面的含水量。其中預(yù)報(bào)日前一天中的19時(shí)和20時(shí)的露點(diǎn)分別是Td19、Td20,而預(yù)報(bào)發(fā)布當(dāng)天清晨前后的最低氣溫則是Tmin,經(jīng)驗(yàn)系數(shù)是7/6(圖1)。根據(jù)天氣形勢環(huán)流的特點(diǎn)進(jìn)行分析可知,促使長春龍嘉機(jī)場冬季能見度有大陸性高壓本身系統(tǒng)所決定的下沉性氣流天氣,也有地面靜止時(shí)鋒前部弱西南氣流下的低能見度天氣,還有鞍形場的天氣形勢影響,而這些的共同點(diǎn)則是夜間濕度大,輻射降溫。分析長春機(jī)場的冬季低能見度大多數(shù)為輻射霧性質(zhì)。于是在考慮有利的天氣形勢引發(fā)低能見度的同時(shí),把輻射凝結(jié)條件放在重要地位,著眼于熱力條件判斷早晨的氣溫是否低于20時(shí)的露點(diǎn),如果低于,表明夜間有足夠充分的凝結(jié)條件產(chǎn)生。1.3天57時(shí)溫度特征及預(yù)報(bào)作用因子2:中(T5-Td5)、(T6-Td6)、(T7-Td7)是預(yù)報(bào)當(dāng)天5~7時(shí)的溫度露點(diǎn)差,F5+F6+F7是預(yù)報(bào)當(dāng)天的5~7時(shí)的風(fēng)速之和,它們反映了在本場飛行活動(dòng)之前確保有足夠的地面水汽,而且風(fēng)力不致于將水汽吹散,將水汽條件和反映動(dòng)力條件的風(fēng)組合在一起,從地面湍流條件成因上起到對霧的識別作用(圖2)。1.4f、f6、f9、f9和fps因子3中,(T-Td)、(T9-Td9)、(T8-Td8)分別是前一日20時(shí)地面、850hpa和925hpa的溫度露點(diǎn)差,F、F3、F6、F9和F15分別是地面和距地面300m、600m、925m和1500m的風(fēng)速。根據(jù)文獻(xiàn)結(jié)論,冬季輻射霧主發(fā)生在近地面400m的淺層內(nèi),于是距離地面900m的大氣磨擦層及低層大氣的狀態(tài)成為不可不考慮成霧因素,因子3選取地面925hpa、850hpa高層的溫度露點(diǎn)差,并且加入了1500m以下共4層的風(fēng)速和,利用空間的水汽分布和動(dòng)力條件來判別霧的成因(圖3)。1.5動(dòng)力、熱力、蒸汽條件綜合反應(yīng)因子4中V5、V6、V7分別是當(dāng)天早上5時(shí)、6時(shí)和7時(shí)的有效能見度。本場觀測的能見度演變,是動(dòng)力、熱力、水汽條件的綜合反應(yīng),將預(yù)報(bào)時(shí)效縮短,把預(yù)報(bào)員的外推思維數(shù)字模式化,得到(圖4),作為因子4。由于資料的原因,各類不同的因子樣本數(shù)都不一樣,有的甚至差的較多,分析過程中同時(shí)選取了相應(yīng)的第2類樣本資料(≥1000m)各因子樣本識別率結(jié)果如(表1)。2評估函數(shù)的配置2.1判別時(shí)間及判別+x、0將4個(gè)判別因子所含要素資料全部找齊,樣本總數(shù)218個(gè)。其中1類樣本數(shù)51個(gè);2類樣本數(shù)167個(gè)。各個(gè)判別因子分別進(jìn)行0、1判別。將自變量和因變量都分為0、1兩類,建立判別方程。即規(guī)定,例:若因子1判別當(dāng)日能見度為小于1000m時(shí),該因子X1為1;反之,X1為0。其它因子與此相同。最后因子X1、X2、X3、X4都以0、1形式出現(xiàn)。計(jì)算判別因子X1、X2、X3、X4識別率,建立判別函數(shù)。判別臨近值指標(biāo):Yc=0.50。當(dāng)Y>Yc時(shí),預(yù)報(bào)能見度小于1000m;Y<Yc時(shí),預(yù)報(bào)能見度大于等于1000m。2.2樣本分辨率的函數(shù)2.3評估權(quán)限函數(shù)用2012年11月1日至2013年2月28日的資料對以上成果進(jìn)行了檢驗(yàn),檢驗(yàn)情況見(表3)。3低清晰度在機(jī)場中的實(shí)現(xiàn)形式長春龍嘉機(jī)場冬季低能見度預(yù)報(bào)判別函數(shù),具有較強(qiáng)的針對性和實(shí)用性,預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率比以前有了一定的提高,預(yù)報(bào)制作的勞動(dòng)強(qiáng)度比以前有所降低,研制的主要特點(diǎn)有以下三條。(1)針對本機(jī)場實(shí)際預(yù)報(bào)的難點(diǎn),解決問題的出發(fā)點(diǎn)是首先分析成因。長春龍嘉機(jī)場冬季低能見度成因以動(dòng)力條件、熱力條件和水汽條件為主要條件。(2)長春龍