临颍大雾气候及单站要素特征
2015-12-22河南省临颖县气象局河南临颍462600
王 辉 (河南省临颖县气象局,河南临颍 462600)
大雾是能见度低于1 000 m的一种灾害性天气。近年来,随着经济发展,高速公路通车,大雾天气造成的经济损失和人员伤亡越来越大。国内外对大雾的研究越来越重视[1-5],如刘小宁等研究指出我国在月大雾日数、月最多大雾日数、大雾季节分布中均呈现北南、西东的地区差异及局地明显的特征[1];刘婉莉等研究了雾日的变化,发现晋南年雾日有上升趋势[2],泰安市大雾日数的年变化不明显[3];王福淳等研究发现本溪大雾以9月出现最多[6]。由此可见,大雾天气具有局地性强的特点。还有许多学者从天气学方面研究了大雾发生的天气形势,但未见到从单站气象要素变化特征方面来研究大雾。笔者基于临颍观测站的资料,对临颍大雾的气候概况、发生大雾天气的一些气象要素特点进行分析概括,为提高大雾的预报预警水平、减少灾害的发生提供参考。
1 临颍大雾的气候概况
根据临颍气象站1965~2014年人工和自动站观测资料(图1)统计,临颍一年之中大雾发生次数11、12月最多,分别占全年的13.4%、13.0%;其次是 1、10、8 月,分别占全年的11.9%、11.5%、8.4%;最少的是 6、7 月,分别占全年的2.5%、4.3%,最多与最少相差5倍。秋冬季节地面经常受变性冷高压控制,如果近地面湿度较大,就有利于大雾的出现。6、7、8月份均处于夏季,但出现大雾的次数相差很大,尤其是8月份,在预报中应把握这个特点。
大雾月际分布差异较大,年际和年代际分布差异也比较大。历年平均大雾次数32.2次,大雾发生次数最少的年份是1967年,仅有8次,最多是1991年的73次,相差9倍。大雾次数从20世纪60年代中期到目前总体是增多趋势,但阶段性比较明显;80年代以前大雾出现次数较少,远低于平均水平;70年代后期开始逐渐增多,80年代中期~90年代中期是高峰期,1992年前后达到峰值;之后,发生次数呈下降趋势,1998~2008年接近历年平均水平,2008年后偏少(图2)。
到目前为止,秋冬季大雾日数总体上呈增多趋势,20世纪80年代后期到2005年之前偏多,其余时段偏少。12月份大雾次数从20世纪60年代以来明显上升,其峰值在1994年前后,但进入21 世纪后呈减少趋势(图 3)。11、1、10、9、2、3月与12月类似。8月份虽然大雾发生较多,但总体趋势阶段性明显;高峰期在20世纪80年代初期~90年代中期,之前和之后发生频率较低。4、5、7月与8月类似,6月发生频率一直很低。
2 临颍大雾的形势和气象要素特点
天气学上把雾分为辐射雾、平流雾、平流辐射雾、锋面雾等,但主要是辐射雾和平流辐射雾,临颍夏季大多是夜间开始形成的辐射雾。大雾发生的高空天气形势有槽前也有脊前,也有平直西风气流;地面形势有高压也有低压,也有均压场。但基本条件要具备,即低层大气出现较为稳定的层结,低层有逆温层或等温层,近地面层有较为丰富的水汽或由暖湿空气流入,有较弱的风力。下面采用临颍自动气象站每分钟资料,分析大雾天气气象要素变化特征。
2.1 辐射雾 临颍辐射雾出现时,夜间天气晴朗,大气层结较稳定,一般850 hPa以下有逆温层。从自动站每分钟风、温、湿曲线图(图4)来看,进入夜间后,相对湿度一般有一个上升过程,由低于80%逐渐上升至80%以上,此后基本维持在80%以上;或者,如果相对湿度一直比较高,进入夜间前就已经达80%,则随着气温下降,下降幅度3℃以上;风向由偏南风转为偏北风、偏东风等,风速5 m/s以下。08:00以后,随着气温回升,大雾减弱消散。根据这些要素变化特点,可以及时发布大雾产生和解除的预警。
2.2 平流雾 单纯的平流雾发生次数少,主要是由暖湿空气移至较冷的下垫面形成。大气层结比较稳定,暖空气移至冷的下垫面形成较强逆温。如出现在白天的平流雾,本站相对湿度从夜间80%以下到早晨以后持续上升至80%以上,此后基本稳定;温度变化平缓,风向主要是偏北风或偏东风,1~3 h内风速存在0~4 m/s的变化(图5)。消失时主要是大气稳定层结破坏,上升运动增强。根据这些特点,可以及时发布大雾预警。
2.3 平流辐射雾 夜间暖湿空气移至较冷的下垫面上,形成较强逆温,加之大气比较稳定,辐射冷却共同作用形成大雾。本站进入夜间相对湿度上升至80%以上并维持,温度下降,风向可以是偏北风,也可以是偏南风,风速5 m/s以下。白天如果气温明显上升,或大气稳定层结破坏,则大雾逐渐消散。平流辐射雾具有辐射雾和平流雾的特点,据此可以及时发布预警。
3 小结
(1)大雾天气产生有较强的局地性,预报和发布预警中,着重点在于以下大雾必备的共有的形势特征和自动站每分钟温、湿、风变化特点:①大气层结比较稳定;②逆温层形成;③暖湿空气移动;④本站相对湿度80%或上升至80%并维持;⑤温度下降幅度3℃以上,或当地温度较低变化平缓;⑥平流雾风向以偏北风或偏东风为主,辐射雾和平流辐射雾风向也可以是偏南风;⑦风速一般在5 m/s以下,平流雾发生前1~3 h内风速存在0~4 m/s的变化。
(2)临颍大雾预报着重点在于大气层结稳定性、逆温层的形成、暖湿空气移动、本地气象要素变化等分析,进一步采用自动站每分钟资料,发现有产生大雾天气的温度、湿度、风向风速的变化特征,及时发布预警。
(3)本站气象要素分析采用的是自动站每分钟数据,临颍自动站是2005年正式运行,因此气象要素变化特点是2005年以来的分析,没有涵盖历史上更多的个例,存在着不足,有待于以后进一步的分析和总结。
[1]刘小宁,张洪政,李庆祥,等.我国大雾的气候特征及变化初步解释[J].应用气象学报,2005,16(2):220 -229.
[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(2):20-24.
[3]齐斌.泰安市大雾气候特征分析[J].现代农业科技,2010(21):320-320.
[4]李彦杰,马琳,闫勇,等.乌苏大雾气候特征及变化分析[J].安徽农业科学,2010,38(27):15147 -15148,15207.
[5]刘新旺,陈万江,王小梅,等.新疆博州大雾的气候特征[J].安徽农业科学,2009,37(8):3629 -3630.
[6]王福淳,刘明芝,张海军.辽东本溪县大雾气候特征分析[J].安徽农业科学,2014,42(15):4749,4751.