本溪地区自动气象站资料在大雾天气预警中的应用

2019-11-21崔曜鹏于天宠曲骅倩秦瑜李冰孙秀恒

现代农业科技 2019年19期

崔曜鹏　于天宠　曲骅倩　秦瑜　李冰　孙秀恒

摘要本文选取2014年9月至2015年9月的典型大雾天气个例，对自动站Z文件提取能见度、相对湿度、比湿、风场、湍流通量等物理量气象要素，并结合每一个国家级自动站出现大雾的时间段，分析各气象要素的变化特征，总结归纳本溪地区大雾天气气象要素的量化指标。分析结果在本溪市气象台进行了业务应用，应用效果良好，主要表现为主观能动性、时效性和实用性等特点。经过大量数据的处理级筛选，得到的大雾量化指标，客观具体、一目了然，使得预报员在平时的预报中可以轻易掌握，并不断了解大雾发生的规律，提高预报员的预报经验。该成果可应用于本溪市大雾预报预警工作，提高新型自动站观测数据在大雾天气中的应用成效，通过统计10 min气象要素数据更加详细认识大雾天气发生特点，为预报员预警大雾天气提供参考。

关键词大雾;能见度;自动气象站资料;预报预警

中图分类号 P457.7 文献标识码 A

文章编号 1007-5739（2019）19-0185-02 開放科学（资源服务）标识码（OSID）

辽宁地处欧亚大陆东岸，气候属温带大陆性季风气候。近年来，辽宁区域性大雾频发，造成的经济损失和人员伤亡也在不断上升。以往对大雾的研究较少，预报员在做雾预报时由于缺少相应的参考依据，大多采用经验法和外推法，且仅限于定性的有无预报，已不能满足当今社会发展的需求[1]。目前，辽宁省气象部门已经建立了新型自动气象站观测网，并且自2014年开始以自动气象站观测大雾天气逐渐代替人工观测，因而新型自动气象站在大雾预警业务中起到了越来越重要的作用。辽宁发生持续大雾一般由于上游底层风向为西南风或偏南风，风速为3～7 m/s，底层空气迅速降温，上层空气因离地表远而降温少，这样就在925 hPa形成逆温，空气冷却并达到饱和，水汽凝结而形成的持续大雾[2-4]。

辽宁省气象专家金巍[5]、张宁娜[6]等已经对辽宁省区域雾天气进行了分型，并且研究了能表征雾天气的气象要素及相关阈值。但是以往的研究大多基于分辨率较粗的观测数据或者模式数据，不能很好地反映大雾天气的实况特征。辽宁省气象部门建立的新型自动气象站观测网络能够提供高时空分辨率的基本气象要素，最高时间分辨率达到10 min，这为人们更加深入认识大雾天气提供数据基础。因此，有必要继续加强针对新型自动气象站观测能见度的准确性和基于大雾过程中10 min气象要素变化特征的研究。

1 资料与方法

1.1 应用资料

数据资料范围为2014年9月到2015年9月，包括辽宁省国家级自动站10 min数据（能见度、相对湿度、比湿、风场、温度）和大雾实况数据（站号、出雾时间、最小能见度）。

1.2 研究方法

1.2.1 实况数据整理。根据预警信号及日常记录统计出2014年9月1日至2015年9月30日大雾实况数据，包括站号、出雾日期及时间、最小能见度。

1.2.2 自动站数据整理。下载Z文件，提取出2014年9月1日至2015年9月30日10 min间隔的国家级自动站数据，包括站日期、时间、站号、经纬度、1 min自动观测能见度、10 min自动观测能见度、1 h间隔的人工观测能见度、气压、海平面气压、3 h变压、温度、露点、相对湿度、24 h变温、风向、风速、降水量、3 h降水量、6 h降水量、水汽压、比湿、饱和水汽压、饱和比湿，并筛选出1 h人工观测能见度数据。

1.2.3 自动站观测与人工观测数据对比分析。将自动站中1 h间隔的人工观测能见度数据中<500 m的数据提取出来，与大雾实况的统计数据进行匹配，匹配所得数据13个，把最后2项单独计算并得出两者相关性。

1.2.4 气象要素变化特征分析。以日常值班经验为基础，总结在出雾时的自动站气象要素变化特征，判断大雾天气出现前后气象要素的变化特征，包括出雾时温度（T0）、当日夜间最低温度（Tmin）、14：00温度（T14）、20：00温度（T20）、及T14-T20、T20-T0、T20-Tmin、相对湿度、风向、风速等。

1.3 数据统计

用Matlab将txt格式的各个资料转成mat格式以便计算;用Matlab找到自动站数据中对应出雾时次的各物理量及各个气象要素的变化特征。

2 结果与分析

将大雾实况与自动站观测值进行对比，分析能见度准确性，得出两者相关系数为0.833。经过时间尺度的统计，分别得到了本溪市、本溪县、草河口镇和桓仁县出雾时前期的物理量特征。

预警指标分别总结全市国家4个自动站在出雾时温度（T0）、当日夜间最低温度（Tmin）、14：00温度（T14）、20：00温度（T20）及T14-T20、T20-T0、T20-Tmin、相对湿度、风向风场等，分别为每一个国家站的每一个月份得出一个区间值，并以此作为量化指标（表1）。

3 结论与讨论

（1）主观能动性。以往大雾预判基本依靠预报员的主观预报经验;经过该项目的研究，为预报员提供了量化的客观预报依据。

（2）时效性。之前制作大雾预警，大部分是在实况出现大雾时或者与省级部门会商后进行，比较笼统，基本没有预报依据，一般遵从省级部门的预报意见;经过该项目的研究，不仅在预报预警上提高了时效性，而且在与省级部门的会商中有据可论。

（3）实用性。经过大量数据的处理级筛选，得到的大雾量化指标，客观具体、一目了然，使得预报员在平时的预报中容易掌握，并不断了解大雾发生的规律，有利于预报员积累预报经验。

4 参考文献

[1] 陈传雷，蒋大凯，孔令军.近53年辽宁雾的时空分布及成因分析[J].气象与环境学报，2006，22（1）：21-24.

[2] 李雅楠.辽宁持续大雾天气特征及其影响[J].安徽农业科学，2010，38（27）：15108-15109.