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舟山地区海雾生成机制研究与探讨

2018-08-21阙成蛟

科技与创新 2018年16期
关键词:水汽海面气流

阙成蛟

(浙江省定海区气象局,浙江 舟山 316000)

众所周知,雾是一种固定悬浮颗粒,是一种气溶胶系统,是由近地层的空气中的气溶胶粒子、微小水滴或者冰晶组成的系统,近地层空气中的水汽凝结成微小的小水滴或冰晶。海上浓雾的产生对人们的生产和生活造成了严重的影响。海上浓雾的产生对人们的危害主要有:①持续的浓雾对交通会产生最直接的危害,即岛际交通运输、渔船作业和进出岛的旅游人员的疏散等问题;②海雾的污物污染程度高,海雾导致日照时间缩短,使渔场的渔业发展受到破坏,同时,海雾还会增加病虫害发生的可能性;③雾天导致了污染物的积聚,雾中产生的次生污染物毒性更大,严重损害人体健康。

1 舟山的气候特征及水温特点

舟山群岛被四面的海洋所包围,它的气候条件是亚热带季风气候,冬天暖和,夏天凉爽,并且气候温和湿润。其中,舟山的朱家尖大青山公园为国家级公园,公园一年四季光照充足,一年平均的气温在16℃左右,在每年8月最热的月份,这时候的气温将会达到25.8~28.0℃;最冷的月份出现在1月份,1月份的平均气温为5.2~5.9℃,一年的降水量在927~1 620 mm,每一年的平均日照将达到1 942 h以上,2 257 h以下,全年中没有霜的天气会达到251~303 d,给各种生物的繁衍和生产提供了良好的条件,同时给渔业的生产也创造了良好的条件。

舟山岛的自然净化能力较强,温度差异变化较小,高精度的新型产业更容易得到发展和壮大。由于受到沿海季风气候的影响,很容易受到海面的台风的影响和侵扰。在冬季容易有大风产生,夏季的7月和8月间容易出现干旱,这些是舟山常见的自然危害。

舟山的水文条件十分复杂,地表的水系不发达,主要的水资源来源于丘陵腹地等,这些水系呈放射形而最终流入大海。这些水系在海岛上生成,在海岛规模的影响下,水系的流程较短,汇水的面积较小,在暴雨的天气下会产生水位暴涨暴落的情况,这些水系也是引起山洪的主要原因。舟山的海岸潮汐也是不规则的半日潮情况,潮流往复交替为特征,涨潮的时候潮水向东流去,落潮时海水向西流去。它涨潮的水流速度往往大于落潮的水流速度。海水潮起潮落和台风的影响对舟山岛造成了较大的影响,这种影响对潮间带地段的影响十分明显。

2 舟山海雾形成的环流形势分析

雾的产生是近地面的水蒸气凝结产生凝华的结果,通过对天气状况的分析和分类,可以根据雾形成前一天的地面的图形,将雾的产生归纳为倒槽前部型、高压底部型、入海压后型等3种类型,如图1所示。

图1 雾的类型

2.1 倒槽前部型

倒槽前部型天气状况的特征是在我国的华南、西南方向开始有倒槽发展,这种倒槽延伸到长江下游地区,有的倒槽气流在本地形成或者在东海形成,进而形成一个闭合的气流状态,在浙江沿海地区开始形成偏南的气流形式,而舟山处在这种气流的流锋的前端或者是暖锋的前后。

2.2 入海高压后部型

海上的高压气流在南太平洋或者是日本海开始形成后延伸到我国沿海附近,在海面上的气压高于大陆的气压,这种气压开始呈现出东面高西面低的状态,舟山海域这时就被入海的高气压后部的东南向气流所控制,或者被小高压气流控制,此时的风速一般较小。

2.3 高压底部型

在黄海附近开始形成冷高压气流中心,此时舟山位于高气压的底部,处在弱冷锋的底部附近的地方,这种弱冷空气在东北向的气流的引导下,开始向舟山沿海的海面行进,导致舟山地面层上空的气团突然变冷,空气的湿度变大,空气的状况趋向于饱和状态,从而使海雾产生。

3 海雾形成的机制

3.1 海水表面温度

海平面上面的表层温度比上部气压的温度低很多,这是导致海雾产生的主要原因。海雾在我国的东海产生的频率相对较高,在早春节和夏季,东海的海面会形成一个水温相对较低的区域。

海面的水温较低,空气的露点温度低于水面下方的温度,空气很容易达到饱和,也就能够产生海雾现象。

3.2 气—海温差作用

海雾的形成还需要具备的条件之一为大气的温度要高于海水表面的温度。在海水和空气的相互作用下,海水的表面开始产生逆向的温度,空气中的水汽开始大量汇集,水汽聚集在大气的底层,这样就形成了海雾。

3.3 大气稳定度特征

通过对大量的沿海的气象资料的分析和研究后表明,在大气的底层开始形成一个逆温层或者是等温层,这样才能形成海雾,这也是海雾在大气情况下处于一种相对稳定情况下的一种凝结现象。

大量资料研究总结分析显示,海面的逆温层顶部的高度一般出现在500 m上下位置,这种逆温层就像一个无形的逆温盖一样,阻挡了海面水汽向上扩散发展和水汽向高层扩散,最终导致水汽聚集在大气的底部层中,这样使海雾更加快捷地形成。

3.4 风场特征

合适的海风和特定的风向也是海雾形成和维持的必要因素。空气的稳定程度和平流层输送的因素都会对风向和风速产生或多或少的影响。如果海面的风速过小(≤2 m/s),则不利于海雾的形成;如果海面的海风过大(≥12 m/s)时,则会使海雾消散或者是升高或变低;当海雾风速≥2 m/s或≤8 m/s时,海雾出现的概率将会增大。对舟山地区的海雾进行分析和研究,除了分析海雾生成的物理机制外,还要充分考虑海雾的年、月、日等时间的变化,这对海雾的生成研究大有益处。

4 结论

舟山海雾的形成主要是指平流雾,在春季形成的较多,主要是由暖湿空气在海面流通的时候形成的。舟山海雾在每一年的3—6月份发生较多,这个时期的海雾出现的概率为全年的60%~70%.海雾一般在后半夜或者早晨生成,在04:00—06:00最多最浓,有些从傍晚时分开始雾也较多,海雾形成后一般需要6~8 h开始消散。舟山海雾需要在海面合适的风向、特定的风速和适宜的温湿度的条件下才能形成。舟山海雾的形成过程中,大气层结构稳定度的提前显示不明显,海雾形成的过程中产生的逆温层的顶高一般在500 m<H<1 000 m,这种情况一般多为低悬逆温;产生的逆温层的逆温强度为0℃/100 m≤r≤1.0℃/100 m,逆温层的厚度650 m<ΔH<750 m。

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