2017年春季一次漓江烟雨特色景观的气象成因分析

王 娟,李向红,唐桥义,唐晓波,李 岩,王 婷

(桂林市气象局,广西 桂林 541001)

0 引 言

漓江烟雨是桂林最漂亮的风景之一。漓江烟雨特色景观实际上是漓江上出现了类似烟的雾,这种特色景观并非经常存在,只有在一定的大气环流形势和大气边界层条件下才会出现。为了满足观赏者对漓江烟雨特色景观的感官需求,提前作出预报至关重要，而预报的前提是理解形成漓江烟雨的气象成因。

中华传统文化，是中华文明成果的根本创造力，是民族历史中的道德传承、各种文化思想、精神观念形态的总体。中华传统文化是以孔子为代表的儒家文化为主体，加上五千年历史进程中政治、经济、思想、艺术等各类物质和非物质文化遗产的总和。中华传统文化在广义上包括思想、文字、语言，狭义上包括古文、诗词、乐曲、国画、书法、武术、民俗、传统节日等。各少数民族的文化也是传统文化的范围。文化不仅体现在各种形式的民俗与经典中，也深深融入到中华民族的思想与精神之中。

针对雾的大气边界层特征、雾的宏微观结构等方面,国内外学者通过外场试验开展了大规模综合研究,发现了不同地域雾的许多特点[1-5]。尽管雾的生消与局地地形地貌、下垫面状况、地气交换等因素密切相关,但首先取决于是否存在合适的天气系统，这些主要是关于平流雾和辐射雾的研究。2010年以后我国陆续有气象工作者对雨雾过程的大气环流背景和气象要素变化特征进行研究[6-9],这些研究均是针对夏秋冬季短历时雨雾。漓江烟雨容易发生在春季,一般出现在清晨,持续时间较短,日出后迅速消散,观赏时间持续时间短。

2017年3月30日桂林出现了一次长时间的漓江烟雨, 从凌晨一直维持到夜间, 持续了将近21 h, 在白天均能观赏到漓江烟雨。 本文拟对此次持续21 h的天气过程的大气环流形势和大气层结条件进行分析, 研究形成漓江烟雨的气象成因, 以期提高漓江烟雨特色景观的预报准确率, 为游客提供优质的观赏信息。

1 研究区概况和天气过程概述

漓江烟雨特色景观(图1)出现在桂林市漓江风景区(图2),景区地处东经109°45′—110°40′,北纬24°18′—25°41′,东西平均宽度约34 km,长度约115 km[10]。

图1 漓江烟雨Fig.1 Misty fog over Lijiang River

图2 漓江地理位置示意图Fig.2 Location of Lijiang River Scenic Area

29日20:00时700 hPa天气图上(图4)， 存在一支西南风急流,桂林位于急流轴前端,有风速的辐合,湿舌从湘黔伸向桂东北, 桂林温度露点差为2 ℃,属于水汽饱和区, 满足降水的水汽条件。 08:00急流增强, 随着500 hPa浅槽的东南移动, 急流轴和湿舌也东南移, 桂林风速由16 m/s增大至20 m/s, 温度露点差为2 ℃， 仍属于水汽饱和区, 表明急流增强能够为连续的稳定性降水提供充沛的水汽输送。桂林位于700 hPa切变线南侧,受西南气流控制， 20:00切变线略有南移,桂林仍位于切变线南侧。

从桂林站T-lnP图(图7)可以看出, 29日20:00桂林呈现湿干湿的稳定层结, 3 km以下为饱和区, 有利于水汽在大气边界层积聚, 不利于水汽垂直输送。925 hPa风速为7 m/s。30日08:00随着南支浅槽东移, 高空水汽含量增大, 桂林湿层深厚, 500 m以下存在逆温层, 层结较为稳定。925 hPa风速增大为11 m/s。30日20:00桂林呈现湿干湿的稳定层结, 3 km以下为饱和区, 近地层有浅薄的逆温层, 仍为稳定层结。925 hPa风速减小至9 m/s。

2 大气环流形势分析

2.1 高空

3月29日20:00时500 hPa天气图上(图3), 南支浅槽位于105°E附近, 桂林处于槽前正涡度平流区, 有利于上升运动的发生发展, 并存在一支中心风速为20 m/s的中空急流。 30日08:00时浅槽向东南方向移动, 强度迅速减弱,槽线位于110°E附近, 桂林风速为20 m/s, 20:00转为脊区。南支浅槽为雨雾过程提供水汽和上升运动, 有利于降水的形成。

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图3 20:00时500 hPa天气图(2017-03-29)Fig.3 Weather map of 500 hPa at 20:00 LST on 29 March,2017

Tardif等[11]定义： 在雾形成前几小时至雾消散期间, 如果出现降水, 就称为雨雾。 2017年3月30日桂林漓江出现了一次明显的雨雾过程, 持续了21 h(00:00—21:00, 北京时间, 下同), 期间每小时几乎都有降水, 降水量级均为小雨,小时降水量介于0～1.9 mm,大气能见度介于1～2 km,白天时段(08:00—18:00)小时降水量均小于1 mm。 雨雾期间，00:00—04:00小时降水量为1.6～1.9 mm； 05:00—19:00小时降水量为0～0.8 mm；20:00—21:00小时降水量为1.1～1.6 mm。

图4 20:00时700 hPa天气图(2017-03-29)Fig.4 Weather map of 700 hPa at 20:00 LST on 29 March, 2017

综上所述, 这次雨雾过程的影响系统为南支浅槽、低空急流和地面倒槽。在地面南北向等压线的形势下, 有利于南海水汽输送到桂林上空, 低空急流下方地面倒槽发展, 有利于水汽在边界层辐合, 伴随南支浅槽东移, 发生持续性的弱降水。

图5 20:00时850 hPa天气图(2017-03-29)Fig.5 Weather map of 850 hPa at 20:00 LST on 29 March, 2017

925 hPa形势与850 hPa相似, 29日20:00冷式切变线位于川渝, 湘赣北部存在一条暖式切变线, 桂林受东南气流控制, 风速为8 m/s, 在南岭附近有弱的切变线, 桂北有风速辐合, 有利于降水产生。30日08:00冷式切变线南移至湘黔北部, 暖式切变线仍位于湘赣北部, 桂林转受西南气流控制, 风速增大为12 m/s, 桂东有西南风和偏南风的辐合。20:00随着冷空气南下, 切变线南移至桂西中部—湘南一线, 桂林仍受西南气流控制。

因此，在目标管理的评价考核中，我尝试着以学生自评与学生互评相结合的形式来进行，学生通过自评、互评，小组评，把自己所取得的进步记录下来，在评价中学生从他人的肯定中得到了满足，获得了自信；在自我批评中，学会反省，逐步完善自己。

2.2 地面

降水对雨雾的形成、维持以及消散有重要影响。小时降水量和大气能见度随时间的变化如图8所示, 00:00—04:00降水量与大气能见度呈反相关关系, 随着降水量的增大, 大气能见度降低, 降水蒸发会增加空气湿度,有利于雾的形成和发展, 本次过程初期小时降水量1.6～1.9 mm的降水对雨雾的形成是非常重要的；中期05:00—19:00降水量均低于1 mm, 大气能见度波动较小, 降水量和大气能见度变化幅度均不大，本次过程中期小时降水量0～0.8 mm的降水对雨雾的维持是非常重要的；后期20:00—21:00降水量不断增大, 当降水强度大于一定阈值时, 由于雨滴的拖曳作用致使原本悬浮在空中的雾滴沉降, 雨雾后期小时降水量大于1 mm的降水将导致雾消散。因此, 雨雾过程前期小时降水量1.6～1.9 mm的降水有利于雨雾的形成, 雨雾过程中期小时降水量0～0.8 mm的降水有利于雨雾的维持, 雨雾过程后期小时降水量大于1 mm的降水将导致雾消散。

图6 20:00地面天气图(2017-03-29)Fig.6 Surface weather map at 20:00 LST on 29 March, 2017

29日20:00时850 hPa天气图上(图5)，切变线位于川渝, 广西全境均受偏南气流控制, 桂林风速为10 m/s ,桂林及周边站点温度露点差均≤1 ℃,为水汽饱和区。 30日08:00切变线南移至湘黔北部, 长江流域以南均受西南气流控制, 桂林风速增大至20 m/s, 急流建立, 桂林及周边站点温度露点差均≤1 ℃, 仍为水汽饱和区。 30日20:00切变线西段南移至桂西中部, 东段南移至南岭附近, 桂林处于东段切变线的南侧, 风速为12 m/s, 位于急流末端, 桂林仍处于水汽饱和区。 29日20:00至30日20:00比湿均维持在11 g/kg, 31日08:00降为6 g/kg。

3 大气层结条件分析

本次雨雾过程期间,水汽相对含量高,相对湿度维持在96%～98%。

由此看来，要提高执行力，并不是要简单模仿强制性的军事命令，也不是复制军营化的管理方式，而是尽可能让我们的制度规章生动化、形象化、通俗化，使不同层面的员工都容易消化、深深植根脑海之中。就像中华民族绵延不绝、中华文化持久弥新，实际上归于儒家文化的传递，而儒家文化核心就两个字：仁、礼。仁者爱人，就会相互帮助，包容众生；知礼有节，就会遵守规矩，不侵犯他人。不管有多少外来民族侵略、外来文化侵蚀，从未使中华民族灭亡、使中华文化断绝，由此可见儒家文化的生命力。因此，要使企业各项制度规定让员工自觉遵守，执行明确快速，除了规章制度本身合理，反映员工心声外，内容形式上一定要做到：要求简约，传导方便，执行容易。

图7 2017年03月29日20:00(a)、 30日08:00(b)、 30日20:00(c)桂林站T-ln P图Fig.7 T-ln P diagram of Guilin station at 20:00 LST 29(a), 08:00 LST 30(b), and 20:00 LST 30(c) March in 2017

高速列车的车头外形影响着整辆列车的稳定性与整辆列车的阻力。那么什么样的车头外形才能减少阻力，提高稳定性呢？众所周知，列车的头，尾形状影响着空气压差阻力、升力和横风稳定性等因素。并且动车分为动力集中性与与动力分散型列车，而动力分散性列车则是将动力装置分别安装在车头和车尾，过车头车尾动力机车带动中间的无动力机车。所以说像类似CRH380A这种动车组的车头采用为可降低空气阻力的流线型的动车，时速可以高达350公里每小时，但是在中国科学院气体力学风洞研究所中，我们国家目前的理想高速列车模型中，时速可高达500公里每小时，但是为什么但目前为止，我没还没有一个500公里的高速列车下线运行呢？

表1 3个时次大气性质参数Table 1 Atmospheric property parameters at three times

4 降水量对雨雾的影响

地面天气图上(图6)，29日20:00—23:00广西上空维持南北向等压线, 水汽从南海输送到广西上空； 30日02:00—08:00, 低压倒槽发展, 桂林位于低压倒槽南侧, 冷空气从西路南下, 冷空气前锋位于河套地区, 14:00锋面南移至长江流域, 桂林仍受低压倒槽影响, 20:00锋面移至桂林。

图8 2017年3月30日小时降水量与大气能见度随时间变化情况Fig.8 Variation of hourly precipitation and atmospheric visibility with time on March 30, 2017

5 结论与讨论

通过对2017年春季桂林一次持续21 h的雨雾天气过程的大气环流形势和大气层结条件进行分析, 分析了漓江烟雨的气象成因, 得出如下结论:

从3个时次表征大气性质的参数(表1)中可以看出, 在雨雾发生期间, 对流有效位能CAPE为0 J/kg, 边界层内θse随高度递增, 大气为稳定层结, 风切变介于9～11 m/s, 桂林处于弱切变环境中。850 h PaT-Td介于1～2 ℃, 3 km以下为饱和区, 水汽充沛。这种大气层结条件有利于雨雾的发生和维持。K指数在30日08:00增大到37 ℃, 已达到短时强降水的阈值, ΔT85也处于较高值,K指数这种变化和ΔT850值在以后的雨雾过程分析中值得注意。

(1)本次雨雾过程的影响系统为南支浅槽、低空急流和地面倒槽。在地面南北向等压线的形势下, 有利于南海水汽输送到桂林上空, 低空急流下方地面倒槽发展, 有利于水汽在大气边界层辐合, 伴随南支浅槽东移,发生持续性的弱降水。

(2)产生持续稳定的弱降水条件有低空急流、水汽饱和区，以及锋前低压倒槽的维持。

(3)雨雾过程大气为稳定层结,桂林处于弱切变环境中,700 hPa以下为饱和区,水汽充沛,K指数增大到37 ℃。

冬季清园：除所有带病的枝、叶、果实及徒长枝、弱枝等，剪下来的枝叶直接放入箩筐内带出果园集中烧毁，剪前剪后各喷药（喷1-2次0.5度波美石硫合剂）防治一次，以减少病害侵染来源。坚持做到先清园，才放新梢。

(4)弱降水对雨雾的形成、维持以及消散有重要影响。降水蒸发增加空气湿度有利于雾的形成和发展,当降水强度大于一定阈值时,雨滴的拖曳作用会使雾滴沉降,雨雾过程前期1.6～1.9 mm的降水有利于雨雾的形成,雨雾过程中期0～0.8 mm的降水有利于雨雾的维持,雨雾过程后期大于1 mm的降水将导致雾消散。

漓江烟雨一般出现在早晨或者傍晚,持续时间较短,预报难度大,能持续20 h以上的个例较少,因此本文只对一次典型的雨雾过程进行了气象成因分析,未能总结出概念模型,在今后的科研工作中将收集更多的案例,不断提高漓江烟雨特色景观的预报准确率。