邢台区域雾霾天气气候特征分析

高俊喜　张　恺　关俊华　贺立华

（1.河北省任县气象局，河北邢台　055150；2.河北省南宫市气象局，河北南宫　051800；3.河北省邢台市气象局，河北邢台　054000）

邢台区域雾霾天气气候特征分析

高俊喜1张恺1关俊华2贺立华3

（1.河北省任县气象局，河北邢台055150；2.河北省南宫市气象局，河北南宫051800；3.河北省邢台市气象局，河北邢台054000）

利用1971—2013年43年来邢台区域5个气象站的历史地面观测资料，统计分析了邢台区域雾霾天气现象的长期气候变化特征，研究表明，近年来邢台区域雾呈减少趋势，霾呈增多趋势；雾霾现象日数的波动性增加基本呈单谷型分布。雾天夏秋冬季出现的概率大致相同，春季雾天较少，霾天秋冬季日数占69%，春夏雾霾出现概率很小。

雾霾雾霾日数特征分析

1　引言

雾霾是发生在近地面中的灾害性视程障碍现象。雾是由大量悬浮在近地面空气中的水汽凝结的产物。能见度＜1km；霾是大量极细微的干尘粒均匀浮游空中，使水平能见度＜10km造成空气浑浊。雾霾天气能见度低，大气中气溶胶颗粒多污染严重，对人们的生活和健康造成很大危害。雾霾日数具有明显的季节和年际变化，冬季最多春季最少，近年来雾日数有减少趋势。霾日数具有增加趋势。雾日数减少趋势的产生与冬季日最低温度的升高以及相对湿度的减小趋势有关，霾日数的增加与人类活动大气污染物排放量的增加趋势有密切联系。本文利用邢台区域1971—2013年43年的地面观测资料，对邢台区域能见度的雾霾现象的气候特征进行研究，为邢台区域雾霾的影响评估提供事实分析，同时为雾霾现象的预报预警及防治提供科学依据。

2　资料和方法

本文利用1971-2013年河北省邢台5个县市43年的观测资料。邢台站是国家基准站，南宫站是国家基本站，隆尧、巨鹿、任县都是国家一般站。气象观测资料均经过了国家气象中心资料室的质量检验。邢台位于河北东南部，西靠太行山东面渤海属于华北平原的腹地，因此研究邢台区域的雾霾特征对河北省的雾霾天气具有代表性意义。

图1　邢台1970-2013年雾、霾日数年际变化

图2　邢台1970-2013年雾、霾日数月变化

图3　

图4　南宫站1980-2013年月霾日数与月最长连续无降水日数

本文规定雾霾的划分以本站实际的天气现象记录为主要依据，即先按照观测记录订正，只要在一天8次定时观测记录中某1个时次天气现象记录出现雾、霾统计为一个雾霾日。在观测记录中一日内同时出现雾与霾，记为一个霾日。在本文的分析中，用到了相关分析以及多元线性回归分析等统计分析方法。

3　雾霾天气的空间分布特征

随着邢台地区经济的快速发展及城市规模的急剧扩大，区域上空排放停留的污染颗粒物急剧增多，造成严重空气污染的雾霾现象也急剧增多。总体来讲邢台区域雾霾现象日数分布呈城区多发，近郊次之远郊最少的特征。

3.1雾、霾天气长期气候变化特征

图1是邢台区域雾、霾日数年际变化曲线，由图看出，雾天年日数从80年代至今有明显的减少趋势，平均减少速率为1.72天/年，近十年来维持在较低水平；雾日数年平均157天，最多雾日出现在1990年，为92天，最少雾日出现在1971年仅有16天。霾天年日数70年代出现霾的概率很小，可能与80年地面观测规范调整有关。自1990年后呈逐波动性年增多趋势。21世纪之后缓慢减少，2003年为谷值，以后开始增多，2007年达到最高峰为30天，2011年之后维持较增加的趋势。

表1　1971—2013年邢台区域各季节平均雾霾现象日数及所占百分比

3.2雾、霾日数月变化

图2是雾、霾日数月变化情况。由图3看出，全年雾天日数最多月出现在8月份，多年平均值为19天，最少月份是4月份为多年平均值为7天。邢台霾日数月差异较大，月霾日数呈单谷型分布，7月、8月份各仅有0.5天，12月份最多为7天。

3.3雾、霾日数季变化

由表1可见邢台区域43年来秋季是全年雾天日最多季节占全年雾霾日的34°，冬夏季次之、春季最少为14°，原因是春季相对湿度较小不利于雾滴的形成；夏季则相对湿度较大，多年平均达80°，水汽充分有利于雾形成；秋冬季逆温天数及强度的增多 阻碍了对流层中大气的对流运动，使近地面污染物聚集在上空气溶胶粒子聚集，为雾霾的产生和维持发展提供了有利的条件.

3.4雾、霾天气持续时间变化

由于雾霾天气局地性特征比较明显，因此，本文选南宫站气象观测资料为例，讨论雾霾天气下的持续时间变化特征。图3南宫站1980-2013年雾霾持续日数分布。

由图3可以看出，雾霾天气过程持续次数似幂函数递减。统计结果表明：1980-2013年南宫区域共出现雾霾天气过程2115次，其中雾霾天气过程持续1天共1048次占49.6°，持续2天的雾霾天气385次占18.0°，持续1-5天雾霾天气过程1874次占88.6°，持续10天以上的雾霾天气有73次占3.5°，雾霾天气过程持续时间最长达22天，出现在1990年1月1日-22日和2001年1月6日-27日。雾霾现象持续1天的天气过程最多，随着雾霾持续日数的递增，雾霾天气出现次数呈幂函数形式递减，拟合函数的R2为0.963。持续时间较长的雾霾天气过程在秋、冬、春季均有出现但在冬季较为高发。虽然持续10天及以上的雾霾天气过程只占3.5%，但雾霾天气持续时间越长对城市空气质量、社会公众健康及交通影响越大。

3.5雾霾日数与最长连续无降水日数相关系分析

从图4看出，逐月最长连续无降水日数变化趋势呈“U”型分布特征，与雾霾出现次数的单谷型变化趋势较为一致.5-9月，月最长连续无降水日数持续较低，相对应的逐月雾霾出现次数与全年平均值相比较也均处于负相位。8月开始，随着最长连续无降水日数逐月上升，逐月雾霾日也迅速增多，并于12月达到全年最大值；相关性分析表明，霾日数与逐月最长连续无降水日数显著正相关，相关系数高达0.696，通过了0.01的显著性水平检验。由此可知：由于降水对污染物有冲涮作用，连续无降水日数越长，形成雾霾现象的几率越高。

4　结语

（1）邢台雾天日数呈波动性减少趋势，平均减少速率为1天/年；近几年快速减少；霾天日数自90年代后期开始增多趋势显著，增多速率7天/10年。（2）全年来看，雾霾日数最多出现于冬秋季，春季次之，夏季所占比例最低。秋末冬初是雾霾最易发生，这是大气污染物、近地面不稳定层结、逆温层、相对湿度等综合影响的结果。（3）邢台区域雾霾持续1天的天气过程最多，随着雾霾持续日数的递增，雾霾天气出现次数呈幂函数递减，持续时间较长的雾霾天气在秋冬春季均有出现，但在冬季较为高发。（4）逐月最大不连续降水日数变化趋势呈“U”型分布特征，与雾霾出现次数的单谷型变化趋势较为一致。雾霾日数与逐月最长连续无降水日数显著正相关，最长连续无降水日数越长，形成雾霾的几率越高。二者相关系数为0.696，并通过0.01 的显著性水平检验。

［1］中国气象局.地面气象观测规范［M］.北京：北京出版社，2003.23-24.

［2］张蓬勃，姜爱军，孙佳丽，等.江苏秋季霾的年代际变化特征及其影响因素分析［J］.气象变化研究进展，2012，8（3）：205-212.

［3］吴兑.再论相对湿度对区别霾与雾轻雾的意义［J］.广东气象，2006（1）：9-13.

［4］王珊，修天阳，孙扬，等.1960-2012年西安地区雾霾日数与气象因素变化规律分析［J］.环境科学学报，2014，34（1）：19-26.

［5］胡亚旦，周自江.中国霾天气的气候特征分析［J］.气象，2009，35（7）：33-36.

高俊喜，女，2010年毕业于南京信息工程大学计算机科学与技术专业，学士，长期从事气象业务和科技服务工作，工程师。