巴彦淖尔市罕见持续大雾天气特征分析

张玉荣

（巴彦淖尔市气象局，内蒙古 临河 015000）

在气象学中，大雾是指近地层大气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒使能见度＜1km的天气现象。在现实生活中，雾和人们的关系十分密切。大雾时，地面的水汽不易蒸发，雾中所含的水汽滋润了土地，给作物生长带来必要的水分。秋冬季夜间有雾还可减缓地面温度下降，减少霜冻发生。而弥漫的大雾对海、陆、空交通及通讯等方面的影响很大[1]，尤其在较严重的情况下，常导致交通事故发生、通信中断、电网遭到破坏等，给 人民的生命财产及国民经济带来巨大损失[2]。另外，大雾天大气层结十分稳定，空气中的各种废气和有害物质难于散开而长时问集结于近地面，危害人类健康[3-4]。

1 实况概述

2015年11月5 ～6日巴彦淖尔市普降大到暴雪，局地大暴雪，临河、杭后、前旗和磴口破历史极值。降雪过后，8～18d出现有气象记录以来持续时间最长、影响范围最广的大雾天气，受大雾天气的影响，局地最小能见度不足百米，各地有多日日照时数为0h，大部地区平均日照时数不足3h，对公众交通、设施农业影响极大。其中在11月15日，全市出现浓雾天气，大部地区能见度不足200m，后旗最小能见度仅为91m，浓雾出现在凌晨两点左右，持续到中午，下午逐渐减弱消散。下面主要针对11月15日，全市浓雾天气做一个详细分析。

表1 2015年11月15日全市各站大雾要素统计

2 成因分析

2.1 环流背景简介

500 hpa我国西南地区南支槽宽广，且维持少动，南北跨度可达40个纬距，整个我国南部和中东部地区都处于西南气流控制当中，在此期间，副热带高压异常活跃，588北上维持在北纬30°附近，副高外围西南气流与南支槽前西南气流合并加强使暖湿气流从孟加拉湾自我国西南向东北输送，使我国低层大部地区850hpa温度露点差≤4℃，河套地区t-td≤1℃接近饱和，这种东高西低的环流形式为大雾天气的发生提供了充足的水汽条件。

2.2 持续大雾与温度的关系

雾出现前，气压呈减弱趋势，雾维持阶段气压变化不明显，日变压在5hpa之内，湿度增加，温度下降，温度日较差(前一日最高气温减去当日最低气温)的变化可定性地描述地面辐射冷却对于大雾过程的发生和维持的作用。8～18日临河站温度日较差小于等于10℃（图略），说明在大雾形成后，由于悬浮于空中的雾滴的阻挡，到达地表的太阳辐射明显减弱，但由于850hpa持续的暖平流输送以及近地层西南风的维持，保证了充足的水汽。8～9日大雾天气主要是平流雾（平流雾指暖而湿的水汽水平移动，经过寒冷的地面或水面时，逐渐冷却，水汽中的过饱和水气凝结成小水滴而形成雾），由于5～6日全市暴雪天气，地面有积雪，在化雪的过程中，地面温度低，暖湿空气移到冷的下垫面，形成了平流辐射雾。13～14日，临河的能见度转好分别为8158m和6395m，气温回升明显，最低气温在 13日为-3.7℃，14日为 3℃，15日为-2.6℃，14～15日降温6℃左右，辐射降温使得近地面层出现了约200 m高度的浅薄逆温层，触发了雾区的形成。说明15和16日的大雾天气主要是辐射雾（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），所以这次大雾天气是辐射加平流共同影响的结果。

2.3 持续大雾与湿度的关系

相对湿度是产生大雾最重要的影响因子之，从11月8～18日相对湿度场分析，大雾发生日平均相对湿度都在85%以上，轻雾发生日平均相对湿度都在77%以上，从相对湿度和比湿剖面可以看出（图略），湿度大值区主要在850hpa附近，向上迅速递减，500hpa极为干燥，湿度几乎为零。说明近地层空气湿度大为雾的发生提供了必要条件。

2.4 持续大雾与风的关系

风的大小直接体现了空气的运动状况。从临河单站8～18日的垂直风廓线可以看出，700hpa以上为整层的偏西风，850hpa风力在2～4m/s，地面风速始终小于2 m/s（见图1）。巴彦淖尔市大雾发生期间我国南部和中东部地区也维持大雾天气，空气湿度非常大，对于近地面层湿度条件较好的情况下，低层适当的风力(微风)能把大气低层的水汽输送到较高的层次，起到扩散作用，利于雾的发生发展，而适当的风速则既有利于向空中输送水汽，又不至于使垂直交换强烈。但风速过大使得大气中的乱流加强，不利于雾的生成；风速过小则不能把大气低层的水汽输送到空中，形成一定厚度的雾。所以地面软风，低层微风，对大雾的行成更有利。

图1 临河自动站能见度和风速统计

2.5 层结稳定度判断

临河单站11月15日08时T_logp图可以看出，湿层在近地层到850hpa之间，且上干下湿较为明显，同时在850hpa有较强的逆温层，从风的垂直变化来看，大雾发生时段近地面层风速小，高空风较大且为较平直的西风，中低层有弱的扰动利于地面气压场的堆持。这样的层结在垂直方向上不易发生强的湍流运动，不利于污染物的扩散，使得大雾天气不易消散得以维持。由图2可见，大雾发生期间在1800m以下都存在逆温层，而在浓雾发生期间逆温层的高度在800m以下，逆温层的温差在3℃左右，15日全市浓雾发生时逆温层的高度仅为200m。由此可见，850 hpa以下存在逆温层对近地层能量和水汽的维持很重要，当有3℃以上的较强逆温层存在，且逆温层高度在200m时就有可能形成大雾并不易消散。在这样的天气条件下，近地层的凝结核不易向高空扩散，为雾滴的形成提供了有利条件。

从临河单站垂直速度剖面可以看出 （图略），850hpa垂直速度几乎为零，700～850hpa之间上升和下沉气流非常弱，所以低层对流较弱，气层较为稳定，有利于雾的维持。

图2 临河单站逆温层高度和温差

3 结论

此次大雾天气，由高空南支槽和副高的共同影响，588北上维持在北纬30°附近，副高外围西南气流与南支槽前西南气流合并加强使暖湿气流从孟加拉湾自我国西南向东北输送，河套地区t-td≤1℃，接近饱和，这种东高西低的环流形式为大雾天气的发生提供了充足的水汽。

大雾发生日，日变压≤5hpa，温度日较差≤6℃。

大雾发生日日平均相对湿度都在85%以上，轻雾发生日日平均相对湿度都在77%以上，湿度大值区主要在850hpa附近，向上迅速递减，500hpa极为干燥，湿度几乎为零。

大雾发生日地面风速小于2m/s，850hpa风力在2～4m/s之间，700hpa以上高空风较大且为较平直的西风，没有明显冷空气。

大雾发生期间在1800m以下都存在逆温层，而在浓雾发生期间逆温层的高度在800m以下，逆温层的温差在3℃以内，强浓雾发生时逆温层的高度仅为200m，逆温层的存在时雾形成的重要条件之一，它的增强促使了雾的发展，反过来，雾的形成和发展又改变了逆温层结构。

大雾发生时，850hpa垂直速度几乎为零，700～850hpa之间上升和下沉气流非常弱，低层对流较弱，气层较为稳定，有利于雾的维持。