1961—2010年曲靖地区雾的时空变化特征分析

2017-03-08袁家峰浦吉存解莉燕

中低纬山地气象 2017年6期

袁家峰，黄俊，浦吉存，解莉燕

( 1.云南省曲靖市气象局，云南曲靖 655000；2.广东省广州市气候与农业气象中心，广东广州 511430；3.云南省大气探测技术保障中心，云南昆明 650034 )

1 引言

雾是指大量微小的水滴浮游在空中，常呈乳白色，使水平能见度低于1.0 km的天气现象[1],也常称为大雾，是我国比较常见的灾害性天气之一。由于雾中水滴含有多种化学腐蚀剂，会影响输电设备绝缘性能而导致断电、跳闸等[2]，同时长时间的雾天气不利于人体健康，诱发并加重哮喘、慢性支气管炎、肺气肿等呼吸道疾病。当有雾天气发生时，大气能见度明显降低，不仅对工业生产和人类健康带来影响，在交通运输方面也会带来更严重、更直接的生命安全威胁和经济损失[3-6]。近年来，随着各地高速公路的快速发展，雾对高速交通的影响也更加突出，对雾的研究更显得尤为重要[7]。

曲靖市地处滇东北，是云南东大门，多条交通大动脉经过曲靖，是云南进入我国中东部的必经要道，同时，曲靖还是西电东送的重要通道之一。曲靖市大部地区属低纬亚热带高原季风气候，其主要气候特征为：四季温差小、干湿季分明、多气候带共存等，秋、冬、春三季受静止锋影响明显，特别是冬季气温低、道路湿滑、大雾及结冰等时有发生，多种不利气象条件叠加对曲靖市的影响更大。目前已有不少学者对其他地区的雾分布特点及发生的气象条件做了相关研究[8-18]，但是对曲靖地区雾的时空分布特征还没有相应的研究，因此，本文针对曲靖地区雾的时空分布特征及其变化规律进行研究，为曲靖地区雾的灾害预防提供决策和参考。

2 资料与方法

2.1 研究区概况

曲靖市位于云南省东部，云贵高原中部，滇、黔、川、桂四省(区)结合部。地势西北高东南低，平均海拔2 km左右，全区最高点在会泽县的大海梁子牯牛寨，海拔4.017 3 km，最低点在会泽县娜姑区王家山象鼻岭小江出口处，海拔0.695 km，相对高差3.322 3 km。曲靖市地处102°42′～104°50′E，24°19′～27°03′N之间，东西距215 km，南北长302 km，总面积32 565 km2。境内地形多由山地、丘陵和坝子等组成，山系主要有乌蒙山系和梁王山系，多呈北东—南西向或近南北向，大致可分为西列、中列和东列3个平行岭脊。曲靖市属低纬高原季风气候，其主要气候特征为: 四季温差小、干湿季分明、多气候带共存等，受大陆季风影响，该地冬、春季节晴天日数多，光照充足，气候温和干燥; 夏、秋季节受海洋季风影响，阴雨日数多，日照条件较差，气候凉快潮湿[19]。

2.2 资料及方法

本文选取1961—2010年曲靖市8个国家级气象观测站50 a雾日统计资料，采用线性趋势法统计分析近50 a雾逐年、逐月以及时空分布特征及其变化规律。其中雾日统计以每日20时—次日20时地面观测记录为准，该时段内出现雾就计为一个雾日。由于受一般站夜间不守班，夜间只记录天气现象而不记录起止时间等因素影响，除沾益和会泽两个基本站正常记录雾的起止，一般站雾的开始时间都记录为08时。

根据《地面气象观测规范》规定[1]，雾依据能见度划分为3个等级，雾为能见度0.5 km～ 1.0 km，浓雾能见度0.05 km～ 0.5 km、强浓雾能见度小于0.05 km(本文所指的雾含以上3个等级)。

3 结果与分析

3.1 曲靖市雾日的空间分布特征

图1可以看出，据统计，曲靖市年平均雾日数为18.9 d，全市各地都有雾出现，但雾的空间分布有明显差异，总体为东南多，西北少，中部的曲靖坝子雾日相对较少。雾日出现最多为罗平大部、师宗东部及富源南部，最少为会泽大部及宣威北部边缘，最多和次多为东南部罗平和师宗站，年雾日数分别为60.7d和28.6 d，分别占全市总雾日数的40%和19%，中部马龙、陆良、富源3站合计40.4 d，占27%；中北部沾益、宣威、会泽合计21.2 d，占14%；最少的为会泽县及曲靖坝子(含沾益站和麒麟站)，年平均雾日只有6 d和6.3d ，可能与会泽地处滇东北曲靖西北部乌蒙山主峰地段，平均海拔高、风速大、降水及相对湿度较其他县(市、区)偏少有关。曲靖坝子是曲靖主城区所在地，除自然原因外，可能受热岛效应影响而减少。

表1 曲靖各观测站1961—2010年雾日统计(单位：d)Tab.1 Statistics of fog days (Unit: d) in Qujing from 1961 to 2010

图1 曲靖市1961—2010年年平均雾日数的空间分布Fig.1 Spatial distribution of annually average fog days in Qujing from 1961 to 2010

3.2 曲靖市雾日的逐月分布特征

根据雾的定义及分类可知，一般来说，辐射雾多发生于秋冬，平流雾多出现在春夏，而蒸发雾、上坡雾则多产生于夏季[20-21]。根据近60 a曲靖市雾日数月变化特征(表1，图2)可知，曲靖市雾日数存在着明显的月际变化，从季节看，雾日主要集中出现在秋、冬、春季，从月份看雾日主要出现在1月、2月、8月、11月和12月，总雾日数为12.8 d，占全年的68%；每年12月—次年1月雾出现的频数最高为每月3.2 d，2月和11月为次多月份，平均出现2.5 d，春末夏初5—6月最少为一个明显的低谷期出现雾日数0.4 d；3月和10月份相当平均出现1.4 d；每年8月份出现雾日一个小高峰；12月—次年1月雾日最多，可能以曲靖该时段受静止锋天气影响、冷空气频繁活动有关，8月份出现小高峰以盛夏水汽旺盛降水多分不开。

图2 1961—2010年曲靖市雾日数月际变化Fig.2 2 Monthly variation of fog days in Qujing during 1961 to 2010

图3 曲靖各观测站月际变化图Fig.3 Monthly variation of each observation station in Qujing

曲靖市各站雾日数的月际变化趋势如图3，可以看出曲靖各观测站除罗平外各月雾日数变化趋势基本相似，其中罗平是曲靖全年和冬春季雾日数最多的县，罗平最多年份为94 d，出现在2000年，最少年份也有21 d，出现在2004年，这可能与罗平县所处的地理位置有关，罗平县地处滇东高原向黔西高原过渡的斜坡上，地势西北高，东南低，地形地质结构复杂，西部和北部是较为完整的滇东高原面，中部属岩溶断陷湖形盆地，东部和南部受河流侵蚀、切割，形成中低山和峡谷相间的地貌。地形条件使得罗平在夏季易形成高温闷热天气；而冬季冷空气慢入慢出，降温时间一般比曲靖市其他县(市、区)滞后，冷空气进入后堆积不易消散，往往持续时间也较长；另外由于所处海拔相对较低，气候湿润，气流阻滞，多静风，相较曲靖其他地区更易形成雾天气。

3.3 曲靖市雾日的年际分布特征

图4为1961—2010年曲靖市各县(市、区)年平均雾日数的年际变化特征，表2为曲靖市各县(市、区)1961—2010年雾日数年变化趋势，由图4和表2可以看出，曲靖市各县(市、区)雾日数年际变化特征总体较一致，也具有一定的地域差异，曲靖各县及全市平均50 a(1961—2010年)雾日数年变化除沾益为直线上升(雾日数每10 a增加0.78 d)外，其余均呈曲线变化，拟合曲线均达到0.01的显著性水平。富源和宣威曲线变化趋势相似，余各县变化趋势相似。

图4 1961—2010年曲靖市各县雾日数年际变化特征Fig.4 Monthly variation of each observation station in Qujing

表2 曲靖市各县1961—2010年雾日数年变化趋势Tab.2 The trends of fog days in counties of Qujing from 1961 to 2010

3.4 曲靖市雾日的年代际分布特征

为了从平均状态的角度分析曲靖市雾日年际变化特征，将各县(市、区)的雾日数资料做算术平均后得出曲靖市1961—2010年雾日数变化特征，见图5，发现曲靖市近50 a雾日数总体呈“单峰”型的曲线分布，80年代以前呈逐渐增加的趋势，80年代之后呈逐渐下降趋势，总体呈现下降趋势,与田永丽等[22]分析得出曲靖地区总雾日减少的结论一致。雾日年际变化较大，气候变化倾向率为-0.099 7 d/10a，通过了ɑ=0.01的显著性检验。曲靖市20世纪60年代平均雾日数为18.3 d，70年代平均雾日数为19.1 d，80年代平均雾日数为21.9 d，雾日数最高年份就出现在这个年代，为1983年28 d，90年代平均雾日数为21 d，21世纪前10 a平均雾日数为14 d，雾日数最低年份就出现在这个年代，为2004年5 d，最多年份较最少年份相差23 d。近50 a曲靖市年平均雾日数为18.9 d，年平均雾日数小于18.9 d的年份有22 a，等于18.9 d的年份有7 a，大于18.9 d的年份有21 a。

图5 1961—2010年曲靖市雾日数年际变化特征Fig.5 Interannual variation characteristics of fog days in Qujing from 1961 to 2010

3.5 雾的发生时段及持续时间

从雾的发生时间看，曲靖各站雾的主要发生时间为午夜时分开始发展，清晨为最强而且是高发时段，日出后气温升高雾减弱至正午气温快速上升后消散。将雾出现的持续时间划分为6个等级：0～1 h、1～3 h、3～6 h、6～9 h、9～12 h、>12 h，由于一般站对于夜间出现的雾没有记录具体开始时间，只记录天气现象，而且受观测时次影响，其开始时间均记为早上08时，故本文对于大雾的开始时间只统计了沾益和会泽两个基本站资料，而结束时间统计了所有台站。从表3可以看出，曲靖雾持续时间最多的为1～3 h，发生频率为47.2%，其次为0～1 h发生频率为38.9%，3 h以内的占86.1%，其他随时间的增加逐渐减少，持续时间超过12 h的基本没有，只有罗平偶尔出现。

表3 曲靖市雾的持续时间及频率Tab.3 The duration and frequency of fogs in Qujing

4 结论与讨论

①曲靖市雾的空间分布存在较明显差异，东南多、西北少，除曲靖坝区外总体呈现为东南向西北逐渐减少，50 a平均雾日最多的出现在罗平县，为60.7 d，罗平最多年份达94 d，最少年份也有21 d；最少为会泽大部、宣威北部边缘，年平均雾日数为6 d，其余大部分地区年平均雾日均在10～15 d。

②曲靖市雾日主要集中出现在秋、冬、春季，从月份看雾日主要出现在1月、2月、8月、11月和12月，占全年雾日总数的68%；每年12月—次年1月雾出现的频数最高为每月3.2d，2月和11月为次多月份，平均出现2.5 d，春末夏初5—6月为一个明显的低谷期出现雾日数最少为0.4 d。

③近50 a曲靖雾日年代际变化呈“单峰型”变化，除沾益站外，总体呈弱减少趋势，雾日年际变化较大，其中雾日数最多年份出现在1983年，为28 d，雾日数最少年份出现在2004年，为5d，最多年份较最少年份相差23 d。曲靖市年平均雾日数为18.9 d，20世纪60年代为18.3 d，70年代19.1 d，80年代为21.9 d，90年代为21 d，21世纪头10 a为14 d，20世纪80年代以前逐渐增加，80年代以后逐渐减少。

④曲靖市的雾多数属于辐射雾，主要发生发展在夜间至清晨，日出后气温升高雾减弱至正午气温快速上升后消散。曲靖雾持续时间最多的为1～3 h，发生频率为47.2%，其次为0～1 h发生频率为38.9%，3 h以内的占86.1%，其他随时间的增加逐渐减少。

[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2007:6-7.

[2] 邓鹤鸣,何正浩,许宇航,等.雾霾对冲击放电路径影响特性的分析[J]. 高电压技术,2009,35(11):2 669-2 673.

[3] 赵慧霞,王国维,李泽椿,等.雾对我国交通运输的不利影响及对策[J].气象与环境学报,2010,26(2):58-62.

[4] 袁成松,卞光辉,冯民学,等.高速公路上低能见度的监测与预报[J].气象,2003,29(11):36-40.

[5] 陈而廉,李生艳,林开平,等.雾对广西高速公路交通安全的影响及预防对策[J].气象研究与应用,2011,32(3): 46-48.

[6] 邵振平.郑州机场能见度变化特征及雾的成因分析[J].气象与环境科学,2014,37(1):75-82.

[7] 谢清霞,唐延婧,庞庆兵,等.贵州辐射雾的时空变化特征及其气象要素分析[J].气象与环境科学,2016,39(2): 119-125

[8] 李子华.中国近40年来雾的研究[J].气象学报,2001,59(5):616-624.

[9] 孙彧,马振峰,牛涛,等. 最近40年中国雾日数和霾日数的气候变化特征[J].气候与环境研究, 2013, 18(3):397-406.

[10]马禹,任宜勇,陈春艳,等.40年来新疆雾的演变特征及大雾天气过程分析[J].干旱区地理,2005,28(4): 474- 478.

[11]唐信英,罗磊,王鸽,等. 四川省大雾时空分布特征研究[J]. 高原山地气象研究, 2009, 29(3):60-65.