招远地区大雾气候特征分析
2014-07-07杨金玲孙衍晓
杨金玲,孙衍晓
(山东省招远市气象局,山东 招远 265400)
1 引言
在气象学中,大雾是指大量微小水滴浮游空中,常呈乳白色,使水平能见度小于1.0 km的天气现象。大雾受天气系统、湿度条件及地形条件影响。大雾天气多发,对工农业生产、海上、交通运输、电力输送以及人民群众日常生活造成灾害,尤其是能见度较低的大雾天气往往会造成重大交通事故,严重影响交通运输,因此加强对大雾的预报研究极为重要。近年来,我国的气象工作者对大雾的时空分布特征进行了大量研究,贾汉奎等[1]对泰安的大雾时空特征研究表明:泰安地处鲁中山区,地形复杂,平均大雾日数秋冬季多,春夏季少,雾日主要集中在10月到翌年2月,大雾的年际变化较大,进入21世纪后大雾日又开始增多,存在东多西少的分布特征。刘婉莉[2]等对晋南大雾气候特征分析发现:大雾具有明显的地域特征,盆地及河槽地较多,山区及台地少。以上都是分析区域大雾天气的时空分布特征,但对单站的大雾气候特征分析不够具体化。本文利用招远市气象局50 a的大雾资料,采用传统的统计预报方法,分析了招远大雾的气候特征及变化规律,为大雾的预报提供气候背景,对提高大雾的预报预警服务,具有重要的意义。
2 资料与方法
2.1 招远气候概况
山东省招远市地处山东半岛西北部,西北濒临渤海,位于120°08'~120°38'E,37°05'~37°33'N 之间,属于暖温带亚湿润气候区,气候温和,四季分明,冬季干燥雨雪较少,春季风大干燥多旱,夏季湿润多雨,秋季温和凉爽,常有秋旱。
2.2 资料来源
本文使用1961—2010年招远气象站大监站地面气象观测资料,统计近50 a雾逐年、逐月、逐日变化规律。根据《地面观测规范》[3]规定,大雾为能见度小于1 km的雾。雾日统计以地面观测记录为准,即20时—翌日20时出现雾则计为1个雾日,对跨越20时的大雾按2个大雾日处理。当某一天(20时—翌日20时)记载有雾天气现象,无论在此期间出现了多次雾均作为1个雾日计算。四季划分为:[4]春季(3—5 月),夏季(6—8 月),秋季(9—11月),冬季(12—2月)。
本文对所选大雾的气候资料进行整理归纳,利用统计方法统计出历年各月平均大雾日数,年大雾日数等特征量,根据统计的特征量数据绘制图表,并进行大雾的变化特征分析。在分析大雾年际变化时,采用了线性倾向评估方法。
3 大雾的气候特征分析
3.1 大雾的日变化规律
对招远市50 a各时段内大雾生成和消散次数统计分析。逐时统计分析大雾生成时间(图略),得知大雾生成时间主要集中在夜间到次日08时,占大雾发生时间的89.7%,因为这个时段内气温比较低,近地面湿度大,加上无云、微风和大气层结稳定,地面散热较迅速,以致地面温度急剧下降,使得近地面空气中的水汽容易在后半夜到早晨达到饱和而形成大雾。其它时次只有10.3%左右。大雾的消散主要在08—12时,08—09时是大雾消散的主要时段,这是因为日出之后日射增强,地面气温升高,湍流增强。另外大雾的生消也与季节关系密切,冬季在早上大雾容易生成,且冬季日出后气温回升较慢,所以大雾维持的时间较长。
3.2 大雾的月分布特征
招远市近50 a来,平均年大雾日数为20.1 d,从大雾的月次数变化统计(图1)看,一年之中每个月都有大雾天气出现,其中12月出现次数最多,月平均大雾次数为3.3 d,占全年雾日的16.4%,其次为1 月和9、11 月,分别为2.7 d 和1.9 d,分别占全年雾日的13.4%和9.4%。3—7月雾日很少,其中3月和5月最少为0.9 d,仅占全年雾日的4.4%。冬季冷空气活动频繁,经常受冷高压控制,天气晴朗,无风或微风的夜间辐射降温迅速,近地面空气相对湿度容易达到饱和且容易形成稳定逆温层,故12—次年2月大雾日数最多。春季是一年当中西南大风出现频率最多的季节,平均风速大,大风日数多,日照强烈,水汽含量少,因而相对湿度较小,大风和小的相对湿度不利于大雾的形成,因此3—6月大雾日数出现最少。
图1 1961—2010年招远大雾日数月分布图
3.3 大雾的季节分布特征
从大雾的平均季节分布来看,招远地区大雾季节分布明显,冬季最多,为7.6 d,占全年雾日数的38%,春季最少,仅占全年雾日数的14%,秋季和夏季分别占28%和20%。产生这种季分布的原因主要是冬季降水过后高空受西北气流控制,对应于冷高压,天空晴朗或少云,有利于夜间辐射降温,近地面湿度大,故容易形成雾。春季风速大,空气干燥不利于形成雾。夏季水汽虽然充沛,但是气温较高,不利于近地面水汽凝结,不易形成大雾。所以,雾多发生在夜最长、气温最低的冬季或比较寒冷的冬半年。
3.4 大雾的年际和年代变化特征
招远年大雾日数平均为20.1 d,但年际间差异很大,1990年44 d为大雾日数出现最多年份,2002年大雾出现日数最少为6 d。20世纪60年代、70年代、80年代、90年代和21世纪00年代平均雾日分别为 12.2 d、24.3 d、30.3 d、14.8 d 和 18.9 d。80年代是大雾多发时段,为50 a中大雾日数最多的时段,60年代是大雾日数最少的时段,为50 a中大雾日数最少的时段,大雾日数呈明显的阶段性波动。从60—80年代增加趋势特别明显,平均每10 a增加10 d,并达到峰值,从90年代到21世纪开始,增加趋势减缓,但还是上升趋势。从大雾年变化的线性趋势来看(图2),通过了α=0.01的显著性的相关性检验。大雾年日数呈振荡增加趋势。从大雾年日数5 a滑动平均(图2)看,呈一个波形振荡,并且未来大雾日数是可能振荡增加的趋势。城市的热岛效应和机动车辆的不断增多,汽车尾气排放越来越加剧,导致大气污染逐年增加,气溶胶颗粒不断加剧,致使雾的凝结核不断形成,雾滴密度不断的增大,从而大雾的出现频率越来越高,对交通的阻碍越来越严重。
图2 1961—2010年招远大雾日数年际分布图
4 分析总结
通过对招远市气象站50 a大雾气候资料统计分析,可以得出以下结论:
①招远地区的大雾有明显的日变化,一天当中任何时候都可以出现大雾,但是生成和持续的集中时段主要在夜间至清晨,消散多在上午到中午。消散主要在日出之后,并且随着太阳强度的增强消散的特别快。
②招远大雾出现以12月最多,5月最少,大雾出现的高峰时段主要集中在12月和1月,占全年总数的 29.8%。
③从年变化日数来看,波动很大,先是增多,然后减少,之后又开始增多,呈两峰两谷型。年际变化为20世纪80年代大雾日数最多,90年代到21世纪开始呈现缓慢上升趋势,未来有可能仍然持续。一年当中,大雾的季节分布特别明显,以冬季最多,春季最少。
④雾是一种地方性很强的天气现象。大雾天气的出现,与多种因素有关。雾日的多少与天气系统、地形、下垫面等都有一定的关系。在大气层结稳定的条件下,有合适的空气湿度、风向风速,还要考虑周围环境。上风方有没有出现大雾天气等情况。在众多的影响因素中,逆温层的存在是非常重要的因素。因此作大雾预报时既要考虑大雾形成时的不同天气形势典型场,还必须结合本地的气象要素条件。可为本地大雾的预报预警提供更好的依据,提高大雾灾害性天气预报预警服务质量,减少因大雾天气而造成的损失。
[1]贾汉奎,徐学义,张杰,等.泰安大雾时空变化特征[J].山东气象,2011,31(2):12-14.
[2]刘婉莉 ,顾松山 ,刘慧丽,等.晋南大雾气候特征分析[J].山西气象,2010,91(2):20-24.
[3]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003:21-27.
[4]康振洲,彭伟军,蔡海朝,等.近54 a新化县大雾气候特征分析[J].贵州气象,2012,36(1):30-33.
[5]刘瑞金.淅川县大雾变化规律及特征分析[J].理论探索:245-247.
[6]周振湘,陈青,等.长汀县大雾气候特征分析[J].福建气象,2010,2:26-28.