近10 a黔北地区雾的时空分布及能见度与AQI的关系浅析

唐 海，张云秋，陈茜茜，田 端，黄均树

(1.贵州省遵义市气象局，贵州 遵义 563000；2.广西壮族自治区上林县气象局，广西 上林 530500)

0 引言

雾能让能见度降低，城市的空气质量往往受连续性的浓雾影响，大气污染加剧，对地方经济、生态环境及当地—气系统影响较大，故近些年雾被列为灾害性天气之一[1-4]。王丽萍[1]等研究了中国大雾天气的气候特征和时空分布,把中国地区分为6个大雾区，同时得出大部分地区区域性大雾年际变化有下降的趋势。林建[2]等利用1971—2005年全国714站大雾观测资料，发现雾日有明显的季节和月季变化，并总结我国雾日时空变化特征及环流形势归类分型。贵州省遵义市地处黔北地区，全市多数地区降水日数偏多，常处于云贵静止锋锋后，其相对湿度较大。同时地处中国地形二、三阶梯过渡带，海拔悬殊较大，立体气候明显[3-6]。特殊的气候条件和地理特征极易造成当地雾的产生，所以对黔北地区大雾的时间分布、空间分布及年际变化的研究，对于趋利避害有着重要的指导意义。本文使用遵义市各气象台站2006—2015年的地面逐日观测资料，分析了该辖区雾的时空分布特征，同时浅析近3 a(2015—2017年)遵义地区能见度、相对湿度与AQI三者之间的关系。

1 资料和处理

因2016年开始，本区域个别台站取消人工观测，观测大雾次数大幅减少，故截取至2015年，14个市(县)台站共10 a(2006—2015年)经质量控制的数据。由于大多数台站地面能见度的观测只有08时、14时和20时3个时次，为统一标准，提取以上3个时次的能见度资料。文中规定当满足3个时次中任有1时次能见度<1 000 m时，作为一个雾日。数据来自各观测站月报表。

空气质量指数(AQI)数据取自遵义市空气质量监测中心站近3 a(2015—2017年)的逐日空气质量指数。地面气象要素数据来源于同年遵义市汇川站(国家站)能见度、相对湿度逐日资料。

2 雾的时空分布特征

2.1 年平均雾日时空分布

从遵义市平均大雾日数空间分布(图1)中可以看出，大雾可以出现在各个地方。在不同地方，发生的日数从最少约3 d(桐梓县)到最多25 d(赤水)不等。全市大雾区大致可分为以下4个区域:

图1 遵义市近10 a平均大雾日数空间分布(d/a)

①西部河谷大雾区。分布在赤水市、习水县和仁怀市等地的河谷一带，其大雾主要发生在水汽相对充足的低洼河谷地带。以赤水市为中心，年平均雾日数达25 d，其中2014年全年就发生49次大雾天气；较低的能见度对蓉遵高速公路G4215赤水至仁怀的部分路段和县道公路在交通上存在着较大的影响。

②中部偏南大雾区。主要在播州区到息烽县一带，大雾以地势较高的南部为中心，年平均雾日数为20 d左右。这里的雾区对贵阳到遵义的兰海高速G75中段公路造成过较大的危害，为雾害高发区[5]。

③东部大雾区。主要分布在湄潭县、凤冈县以及余庆县一带。此地带海拔较低，多以辐射雾出现，中心在余庆县，年平均最高雾日数为22 d；这一大区域出现的大雾主要对遵义到凤岗的杭瑞高速G56造成影响。

④北部雾区。该区主要以正安县为中心，年平均最高雾日数为24 d；雾日主要影响北部银百高速公路G69的部分路段和县乡公路。

很明显的是，桐梓、习水等地属于少雾区(年平均雾日数在5 d以下)，这可能与下垫面和地形有着密切的关系(如娄山山脉)。这将在今后的研究中再深入探讨。

2.2 雾的季节和月分布特征

由图2可知:春季(图2a)和夏季(图2b)有大雾的天数最少，基本在5 d以下，其中遵义东部仍然相比其余地区容易出现雾；其次是秋季(图2c)，大雾出现约在1～10 d之间，主要发生在遵义北部正安、务川、道真以及遵义东部余庆、凤冈等县；遵义冬季(图2d)出现大雾天气的日数要比其他季节多，其中出现雾日最多的地方为赤水市，多年平均可达14 d左右，其余地区大雾出现的日数约在1～14 d之间，全市除桐梓县一带，大部分区域大雾易发生。

图2 遵义四季多年平均大雾频率空间分布，(a)春季、(b)夏季、(c)秋季、(d)冬季(日/季节)

将遵义市14个台站的雾日进行统计后，得到出现大雾日数的月平均分布特征(图3)。由图3可知，遵义市全年均有大雾天气出现，其中每年的11月、12月和1月出现的大雾日数为最多，平均都在25 d以上，而6—8月出现雾日的最少，约在6～8 d。这表明雾的发生主要在秋冬季，而在这个季节同样是昆明静止锋长期维持时段，多大雾的原因与其锋后黔北地区气温较低、近地层相对湿度大和层结较稳定等天气气候特征密切相关[6]。

图3 遵义大雾的月分布特征(日)

2.3 区域性大雾年际变化

将一天有4站以上站点出现大雾定为一次区域性大雾天气[4]。经统计，近10 a遵义市共出现153次区域性大雾天气，其年份分布特征见图4。从图中可得知，每年发生区域性大雾天气次数从最低5次(2015年)～29次(2010年)不等。10 a来区域性大雾次数随着年代的增加，总体呈现逐年减少的趋势，其结论与王丽萍[1]的研究相一致。从图中可以具体看出2010年之前减少的趋势不明显，但进入2010年之后，次数迅速减少。从区域性大雾次数的年代际变化来看，2006—2008年为大雾多发阶段，平均年大雾次数为23次；2009—2010年为调整阶段，平均21次；2011—2015年次数明显减少，平均仅为8次左右。区域性大雾的减少原因其中之一可能与城市热岛效应有着密不可分的关系，其造成的城市气温升高，不利于空气中水汽的凝结，使得大雾难以形成与发展[7]；另一个可能原因是由于现代观测业务的规定，台站逐步取消人工观测，观测大雾次数大幅减少。具体的原因有待下一步验证。

图4 遵义市区域性大雾时间分布(次数)

3 空气质量指数与能见度、相对湿度的关系

选取遵义市汇川站2015—2017年监测的AQI、地面观测的能见度及相对湿度等气象要素资料，进行逐月变化分析。由图5可知，AQI、相对湿度和能见度随着季节的变化而明显变化。从近3 a来看，以上三者3 a间的月变化趋势都大体上相似。AQI趋势更加显著，逐月指数基本在100以下，以良和优等级为主，其中，春末到夏末(4—9月)为全年最低，可达到优(AQI<50)等级，之后秋季和冬季指数有所增高，污染相对严重。同时2017年的逐月空气质量指数普遍低于前2 a，一定程度上反映了本地空气质量的改善。相对湿度在一年变化中有起伏，春季(3—5月)整体不高，进入夏季(6—8月)由于降水增多出现逐月上升的趋势，而到了秋冬季，常受云贵静止锋锋后影响，基本维持较高的程度。能见度与相对湿度普遍呈反相关趋势，主要为春夏较好，而秋冬较差，进一步表明这段时节是雾多发的季节。通过三者逐月的变化趋势，可初步得知，遵义本地的能见度较差往往是由于大雾天气造成，而不是霾，原因是湿度较低(霾的必要条件)时，空气污染表现为良以上。而秋冬季空气有时可达轻微污染(100

图5 空气质量指数(AQI)、大气能见度和相对湿度逐月变化曲线

4 小结

①全年遵义各地基本都会有大雾天气的发生，具有较为明显的区域分布特征。大雾区主要有以下4个：西部河谷区(分布在赤水市、习水县和仁怀市等地的河谷一带)；中部偏南区(播州区到息烽县一带，大雾以地势较高的南部为中心)；东部雾区(该区域分布较广，主要分布在湄潭县、凤冈县以及余庆县一带)；北部雾区(主要以正安县为中心)。

②遵义的大雾天气在冬季最容易出现，其次是秋季，春夏季发生大雾的概率最小。

③近10 a遵义市共出现153次区域性大雾天气，次数随着年代的增加，总体呈现逐年减少的趋势。

④AQI、相对湿度和能见度随着季节的变化而明显变化，且变化趋势都大体上相似。AQI在4—10月份较低，以良和优为主，之后秋冬季空气污染是一年中的高峰期。遵义本地空气质量基本在轻微污染等级以内，很少达到轻度污染(150