克拉玛依区域雾的成因分析

菅人乐 容娜

摘要 随着时代的快速发展，大雾天气对公路交通安全，特别是航空安全有着不容忽视的影响，给人们的出行、生产和生活都带来了极大的不便。同时，由于雾滴具有吸附有害气体、颗粒物、细菌等的能力，吸入雾滴后，人体会受到较大的影响，不利于人体保持健康。因此，对雾的特征和成因展开研究非常重要。总结了克拉玛依区域大雾天气的形成特点，旨在提高相关部门对此类天气的认识、预报、预警能力，从而有效地提高当地对气象灾害的防御能力。

关键词 雾；成因；克拉玛依；区域；分析

中图分类号：P426.4 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）12–0-03

Analysis on the Causes of Regional Fog in Karamay

Jian Ren-le et al（Karamay Meteorological Bureau， Karamay， Xinjiang 834000）

Abstract With the rapid development of The Times， the heavy fog weather has an impact on highway traffic safety， especially aviation safety， that cannot be ignored， bringing great inconvenience to peoples travel， production and life. At the same time， because the droplets have the ability to absorb harmful gases， particles， bacteria， etc.， after the inhalation of droplets， the human body is greatly affected， is not conducive to the health of the human body. Therefore， it is very important to study the characteristics and genesis of fog. Summarized the formation characteristics of foggy weather in Karamay area， aiming to improve the understanding， forecast and early warning ability of relevant departments on such weather， so as to effectively improve the local defense ability of meteorological disasters.

Key words Fog; Cause of formation; Karamay; Regional; Analysis

近年来，国内学者对大雾天气的研究越来越多，我国的不同地区雾的气候特征有所不同。在王丽萍等[1]的研究中，指出我国主要有6个雾区，分别是天山及新疆北部、甘肃东部至陕西一带、云南贵州一带、淮河流域、长江中游和东南沿海地区。而孙彧[2-3]的研究则着重探讨了中国大范围雾的气候变化和特征，研究发现中国大雾日数在东南部较多，而在西北部较少。王旭[4]在《新疆雾的时空统计特征》中总结了新疆雾的地理分布、年际变化，指出新疆大雾天气的地面形势可以分为带状高压、东部高压和南疆高压3种类型。产生新疆大雾天气的必备条件包括高湿度、相对较低的温度、较弱的风力以及等温层或逆温层的存在。

1 资料与方法

1.1 资料选取

目前，克拉玛依设有10个前向散射式能见度传感器的基本站及区域站，多数于2015年12月1日正式投入使用。为保证数据的连贯性，剔除开展观测较晚、缺测较多的站点，选取2016—2020年克拉玛依基本气象站及6个区域站共12 789组日数据进行统计分析，站点分布情况如图1所示。

1.2 雾的等级标准

根据国家标准《雾的预报等级》（GB/T 27964—2011），使用雾的等级描述其水平能见度。当没有降水且相对湿度≥90%时，用“vis”表示水平能见度（表1）。

根据以上规定，雾的统计标准和季节划分如下所示。首先，一日内任意时刻观测到水平能见度＜500 m的雾，无论其持续时间长短，都会被记为1个雾日。其次，雾日的统计遵循地面观测标准，统计时间段从北京时间20：00开始，持续到次日的20：00。在该时间段内出现的雾会被计算为1个雾日。但如果雾的持续时间跨越了20：00，即在统计时间段内的2个不同日期都出现了雾，则将其记为2个雾日。最后，四季的划分是按照气象学方法来进行的，冬季从前年12月至次年2月，春季从3—5月，夏季从6—8月，秋季从9—11月。

2 克拉玛依雾的变化特征

2.1 雾的年、季变化特征

统计分析表明，克拉玛依地区2016—2020年出现特强浓雾14 d，最小水平能见度为29 m，2016年2月26日出现小拐。由表2可知，2016—2020年全区共出现雾日327 d，其中2016年最多，占比26%；2020年次之，占比21%；2017—2019年的年霧日数十分接近，占比18%左右。

同时由下表可见，2016—2020年春季雾日数呈现先减少后增加的趋势；夏季没有出现雾日，以下分析不再包括夏季雾；雾日数主要集中在秋冬季节：占全年总比例均在75%以上，特别是2018年，占比高达89%。

2.2 雾的月、旬变化特征

克拉玛依地区2016—2020年的雾日变化表明（略），冬季（12、1和2月）雾日出现的频率较高，尤其是在2月份。数据显示，2月是该地区雾日出现最多的月份，其次是1、12月。这说明冬季是克拉玛依地区雾日发生较多的时段。

同时，数据显示，在克拉玛依地区，5、9月没有出现任何雾日。10月雾日频次最低，其次是4月。这意味着克拉玛依4、10月相对较少出现雾，与《新疆短期预报员手册》中提到的阴雾天气季节性强，一般在11月到翌年3月出现，个别地区在10月和翌年4月也偶有出现相一致[5]。

此外，克拉玛依地区的雾高发时段为12月中旬至2月下旬。在此期间，雾日频次最大的是1月上旬。这意味着在1月上旬的天气条件下，克拉玛依地区雾的出现频率较高。其次是2月中旬、2月下旬，这一现象可能是由于冬季逆温层的存在，导致大气上下层的湍流和动量交换减弱，在一定程度上抑制了上升运动的发展。同时，近地层的气溶胶微粒和水汽会逐渐积聚。随着逆温层的加厚，近地层空气的相对湿度逐渐增加，接近饱和状态。当气温下降至一定程度时，大量水汽会凝结成雾滴并开始在逆温层下积聚，形成辐射雾[6]。

2.3 雾的分级变化特征

如图2所示，根据数据统计，克拉玛依地区2016—2020年共有327次雾日过程，其中能见度低于1 000 m的雾出现1 132站次。其中，大雾出现307次，占比27%；浓雾出现383次，占比34%；强浓雾出现428次，占比38%；而特强浓雾仅出现14次，仅占比1%。从数据可以看出，能见度低于50 m的特强浓雾的出现频率最小。能见度在500 m～1 000 m之间的大雾次之，而浓雾与强浓雾出现频率基本相当。

2.4 雾的空间分布特征

2016—2020年共有1132站次的雾日，其中五五新镇雾日最多，为235 d；匹特博和小拐次之，分别为196 d和182 d，克拉玛依市区最少。

根据数据分析，不同等级的雾在克拉玛依地区的空间分布存在差异。以大雾为例，其中五五新镇的大雾出现频次最高，而白碱滩九区的大雾出现频次最低。而对于浓雾而言，五五新镇的浓雾出现频次最高，其次是匹特博。

此外，不同等级的雾在克拉玛依地区的出现频次也存在差异。克拉玛依市区出现频次最低，其他几站频次相当；强浓雾五五新镇、前山涝坝、小拐出现频次较高；在特强浓雾的情况下，前山涝坝地区的出现频次最多，其次是小拐地区。

2.5 雾的时间分布特征

由于克拉玛依地区位于盆地边缘，

辐射冷却是雾形成的主要原因，这意味着雾的生成时间可能相对集中。从克拉玛依雾的生成时间分布图来看（图略），在克拉玛依地区白天，尤其是午后到傍晚出现雾的概率较小，而凌晨以后雾的出现概率明显增加，显示出一定的日变化规律。统计数据显示，约71.7%的雾在凌晨01：00到次日早上09：00之间生成，且相对集中在04：00～05：00和07：00～09：00这2个时段，相对频率分别达到了19.2%和27.1%。

根据以上分析可以得出结论，大部分雾在夜间温度最低时开始形成，并在日出后逐渐消散。这说明雾的生成与温度的变化密切相关，夜间温度下降时，湿度增加，有利于雾的形成，而日出后温度的升高则促使雾逐渐消散。这与克拉玛依以辐射雾为主的观测事实一致。

3 雾的气象要素特征

3.1 气压特征

研究表明，雾的出现频次与海平面气压有着密切的联系[7]。据统计，克拉玛依2016—2020年雾日平均气压为1 035.1 hPa，当气压在1 020～1 050 hPa时出现雾的频率较高，为91.6%。其中，气压为1 020～1 030 hPa时出现雾的频率为21.8%，当气压为1 030～1 040 hPa时出现雾的频率最高，达43.1%，当气压处于1 040～1 050 hPa范围时，雾出现的频率为26.7%。然而，当气压＞1 050 hPa时，雾出现的概率极低。这可能是由于气压过高时，地面受到强大的冷高压影响，通常伴随着强冷空气的过境。过低的气温会使水汽直接凝结成冰晶，从而不利于雾的形成。

3.2 温度特征

分析克拉玛依地区雾日的平均气温，发现-27.2～14.5 ℃的范围内都有大雾出现，大多数大雾出现在-20～0 ℃的温度范围内，占比达79.5%，其中又以-20～-10 ℃的范围最为显著，占比达55.9%。相反，当日平均氣温＞10 ℃时，雾的出现频率仅为1.4%。这说明气温过高不利于辐射冷却过程，从而影响了雾的形成。

3.3 相对湿度特征

充沛的水汽是雾形成的基本条件，克拉玛依雾发生的水汽来源包括冬季雪面升华的水汽、低值系统侵入带来一定的水汽。统计数据显示，克拉玛依地区雾日的平均相对湿度为84%[8]。当出现雾时，相对湿度90%以上的情况占据了雾日总数的9.9%。相对湿度范围在80%～90%之间的占雾日总数的61.6%，相对湿度在70%～80%的占雾日总数的28.5%，最小相对湿度为73%。

3.4 风速特征

雾的形成与风速的大小也息息相关。统计显示，克拉玛依地区2016—2020年雾日均出现在日平均风速＜10 m/s的条件下，日平均风速小于4 m/s的雾日数占总数的85.5%，其中2～4 m/s出现频率最高，达到68.7%。

分析原因：风速过大，湍流过强，可能导致雾抬升成为低云或消散；相反，如果风速较小，空气流动缓慢，湍流过弱，则水汽不易向上扩散。因此，在近地面湿度条件较好的情况下，小风、弱风能使辐射冷却作用和水汽扩展到一定高度，是雾形成和维持的十分有利的条件。

3.5 51243站雾日相关气象要素分析

选取逐小时数据，分析克拉玛依市区51243站不同级别的雾出现时气象要素的变化规律（图略）。80%以上的雾过程气温在-18～-2.8 ℃之间，平均气温为-9.8 ℃。强浓雾阶段气温平均值为-7.7 ℃，浓雾阶段平均值为-9.8 ℃，而大雾阶段平均值为-11.3 ℃。

3.6 天气背景

通过查阅历史资料发现，克拉玛依雾多发生在夜间、风速很小而相对湿度又较大时。特别是冬季，冷空气入侵会造成降水和积雪，高空受槽后暖脊控制，地面冷中心或强冷高壓在蒙古稳定增强。克拉玛依位于冷高压的后部，由于中空暖平流，低层的回流降温加上辐射冷却等作用形成了逆温层，为雾的形成提供了稳定、有利的温湿条件。

4 结论

（1）克拉玛依2016—2020年全区共出现雾日327 d且主要集中在秋冬季节，夏季没有出现雾日。雾日数2016年最多，2020年次之，2017、2018和2019年则十分接近。

（2）分析克拉玛依地区雾日数据，发现2月是该地区雾日出现最频繁的月份，其次是1月和12月。这可能是由于冬季气温较低，相对湿度较高，有利于雾的形成。而10月的雾日频次相对较低，其次是4月，这可能是由于气温回升，湿度相对较低。高发的雾日时段主要集中在12月中旬至翌2月下旬之间，这可能是由于冬季气温较低，相对湿度较高，大气稳定度较高，有利于雾的形成和维持。

（3）能见度＜50 m的特强浓雾出现频率最小，能见度在500～1 000 m之间的大雾次之，而浓雾与强浓雾出现频率基本相当。

（4）大雾五五新镇出现最多，白碱滩九区出现最少；浓雾五五新镇出现最多，市区出现最少；强浓雾五五新镇、前山涝坝、小拐出现频次基本相当，市区最少；特强浓雾前山涝坝出现最多。

（5）总体上，市区、白碱滩九区出现浓雾的概率大；哈尔扎克除特强浓雾外，出现其他3种强度雾的概率相当；匹特博、前山涝坝、小拐出现强浓雾的概率大；五五新镇出现浓雾、强浓雾的概率基本相当。

（6）绝大部分雾在01：00到次日09：00之间生成，相对集中在04：00—05：00和07：00～09：00这2个时段。

参考文献

[1] 王丽萍，陈少勇，董安祥.中国雾区的分布及其季节变化[J].地理学报，2005（4）： 689-697.

[2] 孙彧，马振峰，牛涛，等.最近40年中国雾日数和霾日数的气候变化特征[J].气候与环境研究，，2013，18（3）：397-406.

[3] 刘小宁，张洪政，李庆祥，等.我国大雾的气候特征及变化初步解释[J].应用气象学报，2005（2）：220-230，271.

[4] 王旭，马禹，冯志敏.新疆雾的时空统计特征[J].新疆气象，2002（1）：6-8.