引言
航空上对风的定义是指：空气相对于地球表面的水平运动。地面风对航空器的影响主要是：逆风起降时，使航空器离地速度和着陆速度减小，便于稳定操纵飞机，并缩短滑跑距离；顺风起降时则相反；而侧风起降时，大风造成航空器两翼面的上升力不同，产生使飞机向逆风方向旋转的力，飞机无法平衡，容易冲出跑道；但逆风过大时，飞机增加油门使空速过大，容易冲出跑道。另外大风，尤其是极值大风常伴随有强烈的颠簸和风切变，严重危及飞行安全。
近年来，国内外学者对大风的研究较多，如：张宏升等对北京北郊冬季大风的湍流通量演变进行研究，结果表明：大风过程对近地面层的物质能量输送有着重要影响, 大风之前出现短时间动量上传和热量下传；俞飞等建立了洛阳机场大风预报的非线性回归方程；曲海涛等、孟齐辉等、谭波等分别总结了各自地区的大风天气形势和预报方法等。
但是对危害更大的极值大风天气，研究相对较少。因此本文对首都机场历史上的极值大风天气进行总结，提取预报经验，以利于更好地做好极值大风天气时的服务保障工作。
1.
使用的是 1976-2013 年共 37 年首都机场定点观测的资料，包括：风向、风速、能见度、天气现象、云、气温、气压、露点等要素。
本文中对大风的定义是平均风大于等于 10 米/秒；极值大风是平均风大于等于 17 米/秒的大风。
2. 首都机场大风气候统计
1976-2013 年，首都机场共发生： 平均风 10 米/秒以上大风 6524 时次，1645 日；平均风 17 米/秒以上极值大风 75 时次，46 日。最大平均风：2010 年 12 月 10 日，0600UTC，34020G25MPS；最大阵风：1991 年 7 月 9 日，1000UTC，29018G30MPS。
3. 首都机场极值大风的预报
3.1 极值大风分类
按照发生的季节不同，首都机场极值大风主要可分为春季大风、夏季大风和冬季大风三类。其中：春季地表含水量小，冷空气过境迅速，大风常伴有沙尘天气；夏季大风是与雷暴伴生的强对流天气；冬季温度低，地表含水量大，大风常伴有雨雪和冰冻等天气。
3.2 天气形势预报
首都机场易出现的极值大风的主要天气形势有：冷锋后的西北大风、东北低压后产生的偏北大风、动量下传大风、雷暴大风等。
统计资料表明，造成首都机场极值大风的主要天气系统是冷锋后的西北大风，占 73%。其天气形势表现为：高空有较深厚的冷槽，槽后有较强的冷平流，与之配合的地面冷锋后有非常强的冷高压。大风区位于冷锋后三个多纬距以外、冷高压东部前缘气压梯度最大的.地方。通常锋面过境 2～3 小时后，首都机场风速迅速加大，在高空槽前倾时，大风来临更快。
东北低压是首都机场产生极值大风另一个重要原因，占 18%。东北低压是一个比较深厚的天气系统，高空冷平流从低压后部不断向华北平原侵入，地面图上表现有一条副冷锋，可造成首都机场的西北或偏北大风。东北低压极值大风通常可持续三天左右，其预报的重点是东北低压的发展趋势。
另外，大气中常有乱流或对流运动，使上层动量较大的空气传到下层，使下层风速加大。高空风速越大，冷平流越强，风的垂直切变越大，则动量传递作用越强。强冷空气过境时，动量下传作用使地面风速进一步增大，更易产生极值大风。
3.3 极值大风预报的物理基础
根据气压场、地表摩擦、温度层结、地形（主要表现在阻挡和狭管作用）及动量传递等因子的影响，结合高低层系统配置、天空状况等，综合考虑。
例如：风与气压场的关系中，冷高压梯度越大，则风越大，降温越猛；白天地面加热，空气层结变不稳定，铅直交换强，空气的动量下传较强，使地面风速加大等。
4. 小结
总之，统计分析表明：首都机场极值大风主要出现在春季 3-4 月或冬季 12-1 月。其频次午后到傍晚最多，夜间到上午最少，下午 2-3 时出现峰值。首都机场极值大风以冷锋后的西北大风为主，风向 330゜为最高发值。地面冷锋后强冷高压南下与高空横槽转竖的共同作用是造成首都机场极值大风的主要原因，高空 500hPa 以下的动量下传也对极值大风的产生起着非常重要的作用。
1 引言
雾是近地面大气中悬浮有大量小水滴或冰晶微粒而使水平能见距离降到 1 公里以内的一种灾害性天气现象，是近地面空气由于降温或水汽含量增加而达到饱和，水汽凝结或凝华而形成的。雾不仅对正常的工农业生产、人民生活以及城市环境有很大的影响，对交通运输的负面影响也尤为突出，路面上行驶的汽车以及水面上航行的船舶事故明显增多。在民航方面，航空飞行安全和民航经济效益受大雾这类天气现象影响非常大。受大雾影响，能见度接近机场最低天气标准时，起飞或进近着陆过程中的飞行员就会看不清跑道，此时如果操作不当，就很难避免飞行事故。针对雾的探测和研究，对于认清雾的形成机制，提高雾的预报准确率，保障飞行和交通安全，都有十分重要的意义。
雾按照其成因一般分为辐射雾、平流雾、锋面雾等。辐射雾指由于地表辐射冷却作用使地面气层水汽凝结而形成的雾。主要发生在晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜间或早晨。辐射雾在秋冬季节比较多见。辐射雾多生自午夜前后，日出前最浓，日出后随着太阳辐射加强，近地面层的气温很快升高，空气又恢复到不饱和状态，雾滴也就很快蒸发，逐渐变薄，直到消散。
国内外研究学者对于辐射雾的形成机理和成因进行了大量研究。一是进行统计分析，找出不同类型雾发生的形势背景和气候特征，陈露等依据 1998‐20XX 年首都机场大雾观测
本文通过利用首都机场 20XX 年 1 月到 20XX 年 3 月气象观测站资料，根据辐射雾的特征，对近 10 年的发生在首都机场地区的辐射雾进行统计分析。选取个例，结合美国 NCEP再分析资料对环境场的分析，研究其特点与发生发展条件以及辐射雾的生消时间。旨在揭示辐射雾的边界层特征。
2.资料与方法
2.1 辐射雾特征
有明显的季节性和日变化：秋冬多；多在下半夜至清晨，日出前后最浓，白天辐射升温后逐渐消散。与地理环境有密切的关系：潮湿的山谷、洼地、盆地；辐射雾的垂直、水平尺度：厚度几十米到几百米，分布不均，平原可连成大片雾区。
2.1.1 辐射雾成因
辐射雾主要是因为夜间地面辐射冷却，从而靠近地表的`空气温度低，形成逆温现象，经过长时间，水汽与凝结核下沉至地表附近，使空气中的水汽达到饱和所致，因此雾多发生在夜最长、气温最低的冬季或比较寒冷的冬半年。
2.1.2 辐射雾形成有力条件
冷却条件：晴朗少云的夜间或清晨，地面散热迅速，使近地面气层降温多，有利于水汽凝结。当低空有辐射逆温形成时，有利于近地面层大量雾滴聚积于逆温层下而形成辐射雾。
水汽条件：近地面层水汽充沛时，气温稍有下降就会使水汽凝结。湿度越大、湿层越厚，就越有利于形成雾。当空气被雨和潮湿的地面增湿以后，对形成辐射雾特别有利。
层结条件：近地面气层比较稳定或有逆温存在时，就有利于水汽和尘埃杂质的聚集，如又有辐射冷却作用便易于水汽凝结形成雾。当气层不稳定时，就有利于上下层热量的交换和水汽扩散，而不利于雾的形成。
风力条件：静风有利于形成露、霜或浅雾，但不利于形成雾；微风（1‐3 米/秒）对雾的形成最有利。要形成一定强度及一定厚度的辐射雾，仅有辐射冷却还不够，还必须有适度的垂直混合作用相配合，以便形成较厚的冷却层。空气静稳时，垂直混合太弱，不利于形成辐射雾，而风速过大（大于 3 米/秒）及温度层结不很稳定时，垂直混合又太强，也不利于形成辐射雾。
2.2 资料处理
利用首都机场每小时一次的气象观测资料，初步筛选出小于 1 公里的能见度天气。通过以上辐射雾的特点，进而对大雾天气从雾的类别上进行分类。通过分析表明，由于大雾过程与多种因素有关，辐射雾多与平流雾共同产生。辐射雾每年单独发生的次数较少，其具有明显的季节特征，且能见度一般不会低于700米。
3个例分析
3.1 20XX年1月12日
20XX 年 1 月 12 日为典型的一次辐射雾过程，从地面形势来看（见图 5），北京处在弱的高压控制中，地面风速较小为1‐2米/秒。高层为一致的偏西气流控制，低层1000hPa到850hPa东南偏东气流，且低空风速较小。高空无明显湿区。12 日夜间晴到少云伴有微风的情况均有利辐射雾的发生。
1 月 12 日能见度与温度的时间序列图，可以得出在 12 日傍晚，由于地面辐射降温幅度较大，地面能见度出现了短时低于 1 公里的天气现象，之后维持在 1 公里，到后半夜温度为持续下降的过程，能见度再次降到 1 公里以下，维持在 800 米。整体来看，能见度与温度呈现正相关关系。12 日 0850UTC 能见度开始低于一公里，当时温度是‐4.5 摄氏度，比上一个时次（‐2.3 摄氏度）降低了 2.2 摄氏度，相对湿度从 71%增加到 81%，0850UC 的能见度为 900 米；对比雾消散前一个时次 （2150UTC）的温度、能见度和相对湿度分别为‐4.4摄氏度、900 米和 89%，这组数据与雾生成时大小相当。2250UTC 能见度上升到 1 公里，温度上升到‐3.5 摄氏度，相对湿度为83%。
3.2 20XX年1月29日
20XX年1月29日为一次辐射雾伴平流雾过程，从地面形势来看，北京处在弱高压形势场控制，地面风速较小为 1‐2 米/秒。高层 500hPa 在 29 日 00‐06UTC 有槽划过，槽前有湿区存在，700hPa 与 850hPa 为偏西气流，低空风速较小。28 日夜间为晴间少云天气。
20XX年1月28日夜间 2050UTC 观测出现辐射雾 900 米，之后随着平流雾影响能见度突然下降到 100 米（2250UTC）。从图 13 可以看出在能见度低于 1 公里前，辐射降温已经非常明显，随着温度的降低，能见度从 1.4 公里降到 900 米，2050UTC 环境温度为‐8.1 摄氏度，相对湿度为 95%。之后能见度受平流雾的影响呈现出继续下降的态势。伴随着平流雾的发生，温度并没有继续下降，反而有增加趋势，增温幅度较为明显。
4.结论
通过对 20XX 年到 20XX 年 3 月首都机场气象观测资料的分析，辐射雾发生的环境场多在晴朗少云微风的天气中，随着温度的降低，能见度逐渐降低，其造成的低能见度一般不会低于 700 米。辐射雾每年单独造成能见度低于 1 公里的次数较少，基本在 1‐2 次。辐射雾具有明显的季节特征，一般秋冬季节多发，日出前最浓，日出后随着温度升高，雾气逐渐消散。辐射雾多伴随平流雾发生，由于受平流雾的影响雾气消散时间更长。辐射雾发生时，风速多为 1‐2 米/秒的微风状态。
一、宽体机在首都机场运行总体情况
(一)机型分类情况
目前，首都机场共有76种客、货飞机运行，c类和e类是主力机型，航班份额占94.5%;f类飞机为a380，平均每天执行5.5个航班，占总量的0.3%。
(二)宽体机执行航班架次及份额情况从增量来看，宽体机执行航班量逐年增长，但涨幅略降。XX年宽体机执行客班14.7万班，同比增长10.16%，其中国内线增长17.35%;今年上半年执行客班6250班，同比增长8.92%，其中国内线增长9.81%。同期首都机场航班总量增长率分别为1.9%和3.25%，同期窄体机执行航班量则为负增长-1.36%和接近零增长1.14%。
从结构来看，宽体机执行航班的份额逐步提升，但升幅略降。XX、XX全年和XX年上班年宽体机执行航班份额分别为25%、27.1%和28%。其中XX年国内航线宽体机份额升幅较大，为2.3个百分点，今年上半年国际航线宽体机份额升幅较大，为2.6个百分点。
二、宽体机执行国内重点干线情况
民航局重点调控的干线主要包括：一是京沪穗机场之间的航线，俗称“大三角航线”(以下简称“一类干线”);二是京沪穗与航距在1000公里以上的省会及年吞吐量超千万的机场之间的航线(以下简称“二类干线”)。对于上述两类航线，国内航线航班评审规则分别设定了宽体机执行班次或比例的量化标准。据此，我们对首都机场宽体机实际运行情况作了统计，情况如下：
(一)一类干线
局方标准：08:00-18:00时段须安排宽体机执行。
实际情况：
首都机场运行的一类干线涉及7家航空公司，由宽体机执行的航班架次及所占份额总体呈上升趋势，偏离局方标准的班次比例基本在可接受的范围内。XX年北京(首都)=上海(虹桥、浦东)航线有17%的航班在高峰时段未安排宽体机执行，今年上半年降至13%;北京(首都)=广州航线的`情况则由有15%降至12%。
(二)二类干线
局方标准：
航空公司该类航线航班量达到每日3班往返时，应安排宽体机执行不少于每日1班往返。实际情况：二类干线虽总体达标率较低，但总体情况趋于好转。首都机场共8家航空公司执行此类航线，XX年航线日平均执行班次为5.43班，其中宽体机执行0.82班，今年上半年日均班次5.41班，宽体机执行0.88班。XX年共计50条航线(重复计算)中有12条航线达标，达标率24%;今年上半年共计49条航线(重复计算)中14条航线达标，达标率28.6%。
细分上述两类干线不难发现，基本达标的航线都是距离远、运量大的干线，包括北京至上海、广州、成都、三亚、乌鲁木齐、深圳航线。与此相反，偏离标准较大的航线主要分四类情况：一是航程近，如北京至大连、呼和浩特、沈阳、太原的航线，航程基本在1小时之内;二是受高铁冲击较大，如北京至郑州、济南(直飞航线因客流不足已全部改为串飞航线)、武汉、长沙航线;三是经济及民航发展欠发达地区，市场需求不旺，如北京至贵阳、南昌、银川、兰州航线;四是航空公司机队中无配备宽体机，如厦航的北京至厦门、福州航线，上航、春秋航和吉祥航的北京至上海航线。
三、航空公司引进及布局宽体机运行存在的问题
从今年上半年的航线客座率情况看，未达标准的航线共计22条(不重复计算)，其中17条航线客座率的平均值超过75%，8条航线达到80%，哈尔滨、昆明和呼和浩特3条航线已高达85%至90%，市场需求似乎提供了更换大座级飞机运营的条件，但航空公司为何对此“臵若罔闻”，通过与公司规划部门的调研沟通，找到了一些原因。
(一)国内航线宽体机市场“繁荣”的原因
我们在上文中看到的宽体机持续增长的数字，一方面是主管部门引导的结果，另一方面是“不得已为之”。据介绍，近两年来，几大航空公司前期引进的宽体机陆续到货，但其国际竞争力并未实质提升，国际航线增长速度不足以消化新增运力，财务上考虑到资产折旧，不得不暂时分配到国内航线上。另外，从去年开始，经济“新常态”下的航空市场需求结构发生了比较大的变化，各公司也在不断调整经营策略，其中一个重要的举措就是在国内航线上以投入大座级飞机来抢占市场份额。
(二)宽体机执飞航线的困惑
从航空公司的角度来说，用宽体机飞国内航线，尤其是国内短程航线是不经济的，也是不可持续的，理由主要有三个：一是短航程会增加过站次数，飞行时间较短，飞机利用率降低，同时增加了过站时间，无法摊薄固定成本。二是飞机发动机的循环次数是有限的，与飞机起落次数密切相关。如果总是执飞1-2个小时航程的航段，发动机寿命会急速消耗，缩短大修周期，相应地增加了维修费用。据了解，一台发动机的大修费用达到700万美元以上。三是由于国内航线集中度和竞争度较大，由于各航空公司在同一条航线集中投入宽体机，部分国内航线上已经出现了票价和客座率“双降”的情况，效益明显下滑。
四、几点建议
(一)适当调整宽体机执行国内航班的引导政策。
1.建议在引导宽体机运营国内航线时，在航线选取上应做到“长距离、大运量”。将航线运输量和航段飞行时间(或航程距离)作为衡量指标，调整国内航线宽体机执行标准，可选取飞行时间在3或3.5小时以上、运量占比较大的航段(如排名前10位或前20位的航段)为调控对象，引导或要求航空公司使用宽体机运营，而不再以大三角到省会城市的航线作为“一刀切”的调控对象。
2.建议差异化确定高峰时段，引导机型升级。随着运输量不断增长，传统0800-1800的高峰时段已不符合首都机场的运行实际。以XX年夏秋季为例，首都机场从0600开始已进入出港高峰时段，0600-0700、0700-0800时段的出港平均架次均大幅高于日均架次;同样地，1800-2400又进入进港高峰时段。因此，应充分考虑不同机场间的差异来制定相关量化指标，继续引导航空公司在高峰时段安排宽体机执行航班。
(二)继续优化机队引进结构，适应差异化市场需求。
毋庸臵疑，宽体机在国际远程航线以及国内长程干线运输方面具有无可比拟的运营优势。但实际情况是，一方面，宽体机数量偏小。截至XX年底，国内29家客运航空公司仅有国航等6家公司拥有宽体飞机，宽体飞机数量仅占在册飞机总数的10.3%。另一方面，我们又面对这样的现实，在经历了连续两年宽体机引进份额提升(XX年13.6%、XX年16.7%)后，今年上半年全民航净增宽体机所占份额已缩减到8.5%，接近XX年7%的水平。建议主管部门继续引导航空公司增加包括宽体飞机在内的、更加体现航线市场差异化的机型引进数量和比重。
(三)通过加强航班时刻监管，引导机型升级。
建议加强航权和时刻审批与监管的协调联动，可配合国家京津冀协同发展战略，优化首都机场航线网络结构。逐步收回不符合评审规则调控要求的航线航班时刻，在同等条件下优先分配给使用宽体机运营的航空公司，以此鼓励并引导航空公司增加运力供给，更好满足市场需求。同时，建议继续加大政策调控力度，不再批准新增窄体机执行长航程干线航班。
(四)通过调整机场收费标准，引导机型升级。
按照目前施行的航空性收费标准，起降费的收取依据是航空器最大起飞全重，按此标准，c类窄体机的收费仅为e类宽体机的1/3，这两类航空器对吞吐量的贡献度相差甚远，但对资源的占用却相去无多。因此，建议价格管理部门可逐步顺应市场化趋势，放开机场收费定价自主权，以便利用经济杠杆引导航空公司机型升级，有效提高单位资源的使用效率。
(五)通过优先保障航班正常，引导机型升级。
由于宽体机执飞航班搭载旅客量大，航程较远，建议空管运行部门和机场运控部门在大面积航班延误情况下，将“宽体机执行航班”列入cdm和acdm空地协同的排序纬度，同等条件下优先放行。此外，不应忽略的一点是，作为地面运行保障的组织者，各大机场在致力于打造大型国际枢纽、呼唤宽体机的同时，也要苦练“内功”，要准确识别资源短边，主动规划、调整并补充与运能增量相适应的人员、设施设备等保障资源，提高资源利用率和动态匹配度，真正实现运行管理的精细化和品质化提升。
