复杂地形影响下高原机场风的分析与预报技术研究

Accurate diagnosis and forecast the wind field over airport with complex terrain in plateau area is always a difficult problem of the world. With small spatial scales, terrain induced wind shear and turbulence has not been well known, especially its mechanism and the evolution process. Using meteorological observation and the mesoscale numerical model, coupled with a high resolution wind field diagnosis model, the project will working on the mechanism, the forming process, and the factors affect the characteristic of low-level wind shear, including the relationship between low-level wind shear and the weather phenomenon. And then, study the diagnosis and the forecast method of low-level wind shear over complex terrain. Low-level wind shear over complex terrain is the key factor to cause flight accident, meteorologist around the world pay more attention on it. With the rapid development of China''s national economy and promote the development of western China, the number of airport over plateau with complex terrain and the flight in these airport will increase rapidly. So, in-depth research the low-level wind shear over airports with complex terrain and high altitude will improve safety and efficiency of the flight.

准确地诊断和预报高原地区地形复杂机场上空的风场一直是气象界的一个难题。由地形引起的风的切变和乱流时空尺度小，气象界对其形成机制和演变过程的认识还很不够。本项目利用高原地形复杂机场密集的气象探测资料，结合中尺度数值模式和高分辨率的风场诊断模式研究低空风切变和乱流的促发机制、形成过程及变化因子，包括低空风切变的类型及与天气现象的关系等。在此基础上研究复杂地型机场上高分辨风场的诊断及预报方法。地形复杂机场的风切变是导致航空飞行事故的主要因素之一，倍受世界各国航空部门的高度重视。随着我国国民经济的飞速发展和西部大开发的推进，高原机场的数量和飞行两将迅速增加。高原地区航班量的增加使得低空风切变这一危及飞行安全的天气现象已经成为了影响飞行安全和效率的大敌，因此，深入地研究认识高原复杂地形机场上的风，提高其警报和预警的准确率，对保障飞行安全具有重大的经济效益和社会效益。

按照项目研究计划，项目组针对我国比较典型的地形复杂高原机场开展了地形复杂高原机场风的观测资料的诊断分析、风及风切变的统计分析和个例分析；进行了WRF和CLAMET模式的调试和两个模式的耦合。首先在平原地区进行两个模式的耦合运行和调试，然后将耦合系统用于高原复杂地形机场，得出了一些可喜的成果。项目研究期间发表论文两篇，培养研究生三位，先后赴兰州中川机场、西宁机场、昆明机场、稻城亚丁机场进行实地考察，召开了三次地形复杂高原机场风切变研讨会，协助西北空管局在兰州中川机场建立了我国第一个风切变研究试验基地。.利用九寨黄龙机场的风廓线雷达观测资料分析了该地边界层三维风场特征。结果表明，场区上空主导风向可分为三层，分别为山谷以上的西北偏西风，山谷中层的西南风及115 m以下受上层流场和局地环流共同作用的复合风场。随着风速增大，各高度风向趋于稳定。三维风场有明显日变化且随季节有不同表现。利用民航气象中心收集到的全国范围内的话音方式风切变航空器空中报告对风切变进行了研究，分析了高原地形复杂机场不同类型的风切变的特点和天气背景。统计分析昆明长水机场、西宁曹家堡机场、兰州中川机场、稻城机场等我国高原机场的风切变特征，包括时间分布、产生低空风切变的天气形势等。.建立起了中尺度数值预报模式WRF以及风的诊断模式CALMET耦合的运行环境，为了验证WRF-CALMET耦合模式系统的性能，首先选取地形不是太复杂的琼州海峡地区进行模拟分析。随后将耦合模式系统用于高原地形复杂机场风的模拟。.课题组召开了三次低空风切变研讨会，课题组成员、中国气象科学研究院专家、民航甘肃空管分局气象台、民航青海空管分局气象台、民航内蒙空管分局气象台、民航云南空管分局气象台、九寨机场气象台、林芝机场气象台、民航西藏区局拉萨机场气象台的专家以及空管用户就复杂地形影响下高原机场低空风切变的探测、预警预报技术和经验进行了深入的研讨。.项目组一直致力于帮助西北空管局在兰州中川机场建立我国第一个风切变研究实验基地。项目负责人被聘为研究实验基地的顾问，先后两次组织专家赴兰州机场进行现场考察和交流，对风切变研究试验基地的建设提出了许多思路、方法和建议；课题研究培养了4名硕士研究生、一名中青年学术带头人；已发表论文两篇。项目的实施为我国民航风切变探测和预警业务建设起到了积极的推动作用。