普陀区域海雾特征初步分析

2022-10-01金正婷乐方琼

农业灾害研究 2022年8期

金正婷，乐方琼

舟山市普陀区气象局，浙江舟山 316100

海雾是由于受海洋和大气相互作用的影响，发生在滨海、岛屿及海面上空低层大气中凝结的水滴和冰晶，使大气水平能见度小于1 km的一种天气现象。其出现会严重影响沿海地区海上交通和作业安全。普陀区地处浙江北部，舟山群岛东南部，位于长江口南侧、杭州湾外缘的东海洋面上，以渔业、旅游业、船舶、海上交通运输业为主线。海雾发生时，海上能见度降低会给上述行业造成严重影响，比如航线停运、游客滞留、海难事故等问题。

为方便研究海雾，王彬华[1]依据海雾形成的机制及所处洋面的环境特点，将海雾分为平流雾、混合雾、辐射雾、地形雾4种类型。实际海雾的生消与发展是各种影响因素相互交错的复杂过程，且具有明显的地域特征，其预报分析具有地域针对性。陈燕丽等[2]利用沿海观测资料探讨了北部湾海雾的年际、年代际和月分布特征，以及该地区海雾气候变化特征的可能原因。黄彬等[3]发现，黄海海雾呈逐年递增的年际变化，且集中发生在春夏季，一日之中主要出现在夜间至早晨。王亚男等[4]根据历史观测资料，分析了我国黄海和东海沿海在冷空气影响下发生海雾的气候规律和海雾形成的海洋、气象条件。

拟根据历史观测资料分析舟山普陀沿海海雾发生的气候特征，海雾形成的水文、气象条件，并就该地区海雾形成的天气类型进行分析，以期为普陀沿海海雾预报服务提供参考。

1 资料选取

采用资料主要包括1991—2020年普陀国家一般气象站观测资料、2014—2020年普陀区其他8个大雾预警指标站的逐小时地面观测数据和海洋气象浮标站数据资料。参照中国气象局《地面气象观测规范》（GB/T 35221—2017）[4]对雾的定义，规定1 h平均大气能见度低于1 km、相对湿度高于90%的判定为出现大雾，若一天之中任一个观测时次任一观测站出现大雾，则这一天为该观测站的1个大雾日。日统计是按照气象学上以北京时间20:00为日界的标准进行统计的。

2 普陀海雾的气候特征

1991—2020年，普陀雾日共计1 378 d，年平均雾日为45.9 d，为现常年雾日，较1981—2010年常年雾日多8.7 d。从图1可以看出，1991—2020年间的雾日整体分为1991—2013年和2014—2020年2个阶段，前者平均雾日34.7 d，后者平均雾日82.9 d，是前者的2.4倍。其中，1991—2013年的年雾日相差相对较小，年最少雾日20 d（2009年）与年最多雾日51 d（1991年、1993年）相差31 d。从2014年开始，年雾日急剧上升，2014年雾日为88 d，为2009年雾日的4.4倍，为1991年和1993年雾日的1.7倍。2014年之后，年雾日基本处于高值，其中2015年和2016年雾日分别高达104 d和108 d，仅2017年雾日有所下降，但也高于1991年和1993年。此次剧增究其原因主要在于观测方式的转变，2014年起，普陀站开始采用能见度仪自动观测能见度，相对人工目测，更加敏感、客观、准确。

从1991—2020年月平均雾日数（图2）可看出，普陀一年四季均可以形成雾，但月际变化显著。11月—翌年5月，雾日呈阶梯状递增，最多5月为8.8 d。从全年来看，普陀海雾多发生在3—6月，其中4月、5月、6月为普陀海雾最频发月份，占全年雾日的55%。7月开始随着气温逐渐升高，海雾出现日数开始减少，降低至3.9 d。8—10月雾日数最少，均少于1 d。11月开始，雾日又缓慢增多。这主要是区域性海陆热力性质差异和大尺度环流调整共同作用的结果。

图2 普陀常年（1991—2020年）的平均月雾日

受海陆分布、局地环流以及太阳辐射的日变化影响，海雾在沿岸和岛屿附近海区呈现明显的日变化特征。采用2014—2020年普陀各海岛能见度站点逐小时能见度观测资料分析可知，普陀区域的海雾多出现在夜间至早晨，17:00以后雾的出现频率逐渐提高，主要集中在夜晚至下半夜，到次日06:00频率达到顶峰，07:00频率急剧下降，说明此时多为雾开始消散的时间，12:00～15:00雾的频率最低。雾季最盛的4—6月，有时平流雾往往持续几十小时，甚至更长时间而不消散。

图3 普陀2014—2020年逐时次雾频率分布

3 普陀海雾的天气类型

海雾的生成和维持与海洋和大气存在着密不可分的关系，通过分析2011—2020年普陀海雾数据总结得出利于普陀区域产生海雾的主要天气形势，大致分为以下4类。

3.1 低压倒槽型

冬春季节，尤其是3月，在我国东北一带有一暖性高压脊,华南一带副热带高压稳定盘踞，脊线呈东西向，西南地区南支槽活跃，海雾发生前，高空西南气流显著，为海雾的生成提供了必要的暖湿条件。地面西南地区出现西南低压,其低槽向东或东偏北方向伸展至江苏一带地区，有的倒槽发展，在本地或东海形成一个闭合的气旋，浙江沿海处在低压槽附近（静止峰前沿或暖锋前后）。受其影响，普陀海域处于一致的偏南气流中，沿岸吹东南或南风，当风力不大时，容易生成海雾，生成时间可以在一天中的任何时间段（白天比例较高），维持时间一般在1～2 d之间。一旦高空东亚大槽东移，普陀转受槽后西北气流控制，暖湿气流输送通道被切断，加之地面风力增大，海雾消散。

3.2 两高间均压场型

一般在春季和冬季蒙古河套地区的冷高压一直向南，西太平洋副热带高压呈带状或块状稳定在台湾以东的洋面上，朝鲜半岛附近低压，锋面往西南方向一直延伸至华南地区，导致浙闽沿海至华南沿海都是相对低压区。同时，孟加拉湾有南支槽活动，西南暖湿气流导致普陀海域低层相对湿度增大，天气常常为阴雨相间，且风力很小，风向较乱，大气相对湿度趋于饱和，从而生成海雾。此类型海雾日变化较小，维持时间为1～2 d。

3.3 高压后部型

高压后部型包括西风带高压入海和副热带高压西伸北抬2种情况，前者多见于冬末、春季，后者多见于初夏。冬末春初西风带高压经大陆东移入海后，高压变性为暖中心，一般位于东海东部海域，沿海受高压脊控制，湿度明显增大，导致近海面层又暖又湿，低层大气层结趋于稳定并产生逆温层，普陀海域受高压后部的偏南或东南风影响，湿度较大，有利于海雾的形成。初夏季节，西太平洋副高西伸加强北抬，普陀海域处于副高西侧，暖湿空气被吹送至沿岸，地面上看其处于高压后部，为偏南风。这种形势下的海雾一般在早晚生成，维持时间一般在1 d左右。

3.4 高压底部型

冬季，东亚大槽东移影响我国海区，沿海受槽底偏西气流控制，对应地面上冷高压南下，当高压中心东移入海（一般位于黄海附近）不久，普陀海域处在高压中心或底部，弱冷锋附近，弱冷空气在东北气流的引导下，流向普陀沿海海面，使近地面层上空的气团骤然冷却，相对湿度增大，大气趋于饱和，从而形成海雾。此类型海雾一般在早晚生成，维持时间一般在1 d左右，比例较低。

具体探讨2011年1月—2020年12月10年间这几类天气形势占比，倒槽（低压）型的海雾有73例，占总数的54%；由两高间均压型的有11例，占总数的8%；由入海高压后部型的有30例，占总数的22%；高压底部型的有21例，占总数16%。可见，普陀海域海雾发生主要是受倒槽（低压）型的影响，其次为入海高压后部，冷高压位于黄海高压底部，弱冷锋附近，在适合的条件下，也容易产生大范围的海雾。

普陀3—6月雾日最多，且各种天气类型的雾均可发生，其中发生频率倒槽型＞高压后部型＞高压底部型＞两高间均压型；10年间8月普陀未出现雾过程，9月、10月各出现1次，且都为倒槽（低压）型；11月—翌年1月开始有雾形成，总量偏少，各种天气类型的雾均有。

4 普陀海雾形成的气象和水文条件

普陀区域海雾多是因暖空气平流至冷海面上形成的平流冷却雾，其生消及其发展过程与气温、气温露点差、气海温差、相对湿度、风向风速等气象水文要素有着密切关系。在普陀区域海雾的形成过程中，高敏感因子有气温、气温露点差、气海温差、相对湿度和风向风速。当气温高于7.8℃低于26.1℃时，可能有雾生成，但有雾时气温主要集中在10.0～24.5℃之间；气温露点差主要集中在0～1.4℃之间；海温集中分布在10.6～24.6℃之间，气海温差集中分布范围为-1.5℃～3.0℃。相对湿度基本在90%以上，其中相对湿度达到96%～100%时，产生海雾的概率更高。风向多为东南偏南风、南风和东南风，第二象限和第三象限风向相对出雾概率较小。风力通常在0.8～10.3 m/s之间（1～5级），集中分布为1.6～7.4 m/s之间（2～4级）。综合风向和风速的统计表明，当出现2～4级的东南偏南风时，海雾出现的次数最多。风向的逆转如偏南风转为偏北风则容易使海雾消散（表1）。