海南岛冬季雾日特征及其成因

2021-06-14胡德强易灵伟

Advances in Meteorological Science and Technology 2021年2期

胡德强易灵伟

（1 海南省气候中心，海口 570203；2 海南省南海气象防灾减灾重点实验室，海口 570203）

0 引言

海南地处热带，同时受西风带、副热带及赤道辐合带等多种天气系统影响，气候复杂，灾害性、高影响性天气频繁。近年来海南省经济发展迅速，尤其以旅游行业为重要产业支柱，天气气候因素是影响旅游行业的重要因素，从而进一步加重了灾害性、高影响性天气对海南省的影响。

大雾天气主要指的是空气中大量的水滴或冰晶微粒使水平能见度低至1 km以下的天气现象。数据显示，在所有不利气象条件中，大雾对陆路交通所产生的危害是最大的，2005年中国灾害性致使能见度降低直接或间接导致的陆路交通事故次数约占总事故数的25%。大雾是海南省主要的灾害性天气之一，秋冬及初春季节为海南省大雾出现频繁时期，尤以1月最多，北部地区年均雾日数在18 d以上，最多的白沙年均雾日数达99 d，近年来，海南省交通网络进入飞速发展期，而大雾致使海南省交通封闭、客滚轮停运、飞机延误等现象时有发生，对海南省的海、陆、空交通安全构成了严重的影响。同时大雾还影响着人体健康、供电及农作物生长发育。

大雾影响作为防灾减灾中重要的一环，近年来日益受到重视，国内外学者对大雾时空分布特征、气候特征、成因、预测机理及影响评估等方面进行了研究。刘小宁等分析了我国大雾时空分布的基本气候特征，并指出我国大雾分布呈东南多西北少的特点，沿海地区为大雾多发区；同时近50年来，我国大部地区年雾日数呈减少的趋势，而浓雾出现的年日数变化不明显。王丽萍等分析了我国大雾日数和气温的年际变化特征，指出了大雾日数的减少趋势和气温升高、相对湿度的减少有一定的关系。高英杰等分析了河北海岸带大雾特征，归纳出河北海岸带出现大雾的三种基本天气类型。

本文从气候统计角度分析海南岛冬季雾日的气候特征，分析其可能成因，并选取影响较大的大雾事件作为个例分析佐证气候成因结论。

1 资料与方法

本文采用海南岛18个国家气象观测站1966—2018年逐日数据、NCEP/NCAR风场再分析资料及NCEP（WMC）逐日1°×1°格点风场资料。对海南岛逐年冬季（12月—次年2月）雾日数进行标准化处理，然后以±0.4个标准差选取雾日偏多偏少年进行环流场合成分析。通过对2018年2月海南岛大雾事件进行个例分析，用以例证环流背景的可靠性。

2 海南岛冬季雾日特征

对海南岛冬季雾日数统计（图1）可以看到，雾日偏多的年份为1968、1970、1972、1973、1978、1979、1982、1984、1986年，偏少的年份为1987、1995、1996、2006、2010、2011、2012、2014、2017年。雾日最多的年份为1968年，全岛雾日平均约21 d；最少为2011年，全岛雾日平均约5 d；空间分布上，海南岛北部多南部少（图略）。

图1 历年冬季（12—2月）海南岛平均雾日数（a）及其标准化距平（b）Fig.1 Interannual variability of the Hainan Island averaged fog day number (a) and its standardized anomaly (b) in winter (from December to February)

3 海南岛雾日偏多年与偏少年环流特征

对海南岛冬季雾日偏多年和偏少年200、500、850 hPa环流场合成分析（图略）发现，冬季雾日偏多年，华南地区高层被气旋式异常控制，海南岛位于异常气旋西南侧，以西北风为主；冬季雾日偏少年，中国东部地区被反气旋式异常控制，海南岛位于异常反气旋西南侧，以偏东风为主。对应于高层，海南岛冬季雾日偏多年，中层华南地区为气旋式异常，海南岛位于气旋式异常西南侧，以西北风为主；冬季雾日偏少年，中层华南地区为反气旋控制，海南岛位于异常反气旋南侧，以偏东风为主。

冬季雾日偏多年，低层海南岛受偏西风异常影响，偏少年，低层海南岛受偏东风异常影响。受环流影响，海南岛冬季雾日偏多与偏少年，分别受海南岛偏西风异常和偏东风异常影响，这样的环流背景，在冬季雾日偏多年，有利于陆地污染空气传入海南岛，空气中的凝结核较多，有利于雾珠形成，导致雾日偏多，反之亦然。

4 2018年2月海南岛大雾形成原因个例分析

2018年2月15—22日，琼州海峡和海口市区频繁出现大雾天气，对交通造成严重影响，最长持续时间达8 d（15—22日）。选取2018年2月作为个例分析的原因在于2018年2月琼州海峡大雾影响较为严重，虽然其冬季雾日总数为正常年，但其冬季雾日持续时间是有观测历史以来较长的一次。

图2 为2018年2月14—22日20时（北京时，下同）200 hPa环流，可以看到14—16日15°—25°N附近，上空大致为西风环流；17日海南岛上空为偏南气流，18日转为偏东北气流，19日转为偏西北气流；20—22日，海南岛上空大致为偏西气流，伴随海南岛南侧有偏南气流的辐合。这种以偏西风为主的环流形势，与海南岛冬季雾日偏多年200 hPa环流结论是相符的。

图3 为500 hPa环流图，14—16日，海南岛中层大气为偏北气流；17日海南岛南侧为偏南气流，北侧为偏东气流；18—19日，海南岛中层又被偏北气流控制；20—22日，海南岛中层为偏西环流。这种环流形势，与海南岛冬季雾日偏多年500 hPa环流结论是相符的。

图4 为850 hPa环流图，14日海南岛低层大气为偏东气流控制，15日转为偏北气流，开始出现大雾天气；16—19日，为偏北偏西气流控制，20—22日海南岛低层大气为偏西风控制，这段时期的偏西气流对应与琼州海峡大雾出现的主要时段，这与前文分析得到的海南岛冬季雾日偏多年850 hPa环流结论是相符的。