莱西市近20年雾日的统计分析

2023-11-07李凤

农业灾害研究 2023年8期

李凤

1.青岛市气象灾害防御工程技术研究中心，山东青岛 266003；2.莱西市气象局，山东莱西 266622

雾不仅使能见度降低，增加交通事故的发生频率，还导致空气质量下降并引发各种呼吸道疾病，严重危害人类的身体健康，甚至影响到区域气候。穆泉等[1]评估显示：2013年1月雾霾事件造成的全国交通和健康的直接经济损失保守估计约230亿元。谢元博等[2]评估2013年1月发生的北京市雾霾重污染事件造成的相关健康经济损失高达4.89亿元，其中早逝、急性支气管炎、哮喘三者占总损失的90%以上。因此，雾的问题日益成为人们关注的重点，国内外许多学者对此展开研究。孙彧等[3]总结了最近40年中国雾日数和霾日数的气候变化特征，分析了雾、霾日数的空间分布、季节变化以及年代际变化特征。丁一汇等[4]总结分析了近50年我国雾和霾的长期变化特征及其与大气湿度的关系，介绍了雾霾发生频率的变化以及雾日、霾日平均相对湿度的差异。张苏平等[5]分析了低层大气湍流混合高度、湍流混合强度和温度层结的季节变化及其与黄海海雾季节变化的关系。王晓丽等[6]分析了青岛市水平能见度的变化特征和气象影响因子。马艳等[7]统计分析了青岛市区雾日和空气质量特征，揭示了青岛夏季海雾和冬季陆雾对城市空气质量的影响差异。

前人主要针对中国和青岛地区的雾进行研究，而莱西市位于青岛北部，属于内陆，受海雾影响较小，前人的研究均未涉及莱西，选取莱西市雾的地面观测资料进行研究，针对莱西市近20年的雾日进行统计和分析，研究雾的变化特征与规律，对莱西市雾的预报具有参考意义。

1 资料来源与研究方法

所使用的资料主要是莱西国家气象观测站经过质量控制后的雾、能见度、温度、相对湿度等数据。数据的时间范围为1997年1月1日—2016年12月31日。根据《GB/T 27964—2011 雾的预报等级》，将能见度＜1 000 m且相对湿度＞80%的日期记为雾日。

2 近20年雾日的统计分析

2.1 近20年雾日的变化规律

根据对莱西国家气象观测站雾日数据的统计，1997—2016年莱西市共出现雾日数555 d，夜间（20:00～08:00）出现雾日数537 d，白天（08:00～20:00）出现雾日数296 d，其中，从夜间延续到白天的有268 d，从白天延续到夜间的有20 d，仅有19 d雾只出现在白天。

2.1.1 雾日的年际变化特征图1为1997—2016年莱西市雾日数的年际变化曲线。根据统计资料，1997—2016年期间的年平均雾日数22.7 d，最多雾日数发生在1998年，为56 d；最少雾日数发生在2005年，为12 d。近20年，莱西市雾日数波动趋势十分明显。1997—1999年雾日数明显高于年平均雾日数，2000—2013年雾日数有所下降，围绕年平均雾日数波动较多，2014年后采用能见度仪自动判断，能见度测量由人工测量转变为仪器测量，测量准确度大幅上升且能有效观测夜间能见度变化情况，雾日数出现大幅上涨。从20年长期数据来看，莱西市雾日数在1998年出现峰值后，雾日数开始下降，在2000—2013年期间，雾日数有较为明显的准2～3年周期震荡，2014—2016年受观测方式变化影响，雾日数大幅上涨，但仍存在较为明显的准2～3年周期震荡。

图1 莱西市1997—2016年雾日数的年际变化趋势

2.1.2 雾日的季节变化特征莱西市四季均有雾日出现，但存在明显的季节变化特征。图2是1997—2016年莱西市各月累计雾日数。莱西市雾日数各月差异很大，全年呈现双峰型分布，全年雾日数最低值出现在5、8月，进入秋季后雾日数迅速上升，10月雾日数出现最多，整个秋冬季节雾日数均维持在一个较高水平，进入春季后迅速减少，春夏两季雾日数均低于平均值。

图2 莱西市1997—2016年雾日数的月际变化特征

由表1可见，莱西市近20年来雾日数共出现555 d。全年来看，雾日数最多出现于秋季，占全年雾日数的32.43%；冬季略低，占全年的30.63%；春季次之，占18.92%；夏季所占比例最低，仅占18.02%。

表1 1997—2016年莱西市各季节雾日数及所占百分比

2.1.3 雾持续日数的变化特征统计表明，1997—2016年莱西市共出现雾天气过程396次，其中，持续1 d的雾天气过程最多为287次，占72.5%；其次为持续2 d的雾天气过程为70次，占17.7%。持续时间最长的雾天气过程出现在2015年12月21—2015年12月26日，持续时间为6 d。持续时间较长（3 d及以上）的雾天气过程主要出现在秋、冬季节，分别占46.2%和35.9%。

2.2 气象要素特征

2.2.1 气温图3为1997—2016年莱西市逐日发生雾日数的历史累计值和逐日平均、最高、最低气温20年平均值分布图（统计1997—2016共20年全年365 d的日平均气温、日最高气温、日最低气温的平均值）。从图3可以看出，1997—2016年莱西市逐日发生雾日数呈单谷型分布，这与平均、最高、最低气温20年平均值的单峰型变化曲线呈对称特征，峰谷值正好相反。

图3 1997—2016年莱西市逐日发生雾日数的历史累计值和逐日平均、最高、最低气温20年平均值分布特征

2.2.2 相对湿度表2为莱西市不同日均相对湿度范围雾日出现的频次变化。由表2可知，随着日均相对湿度的逐渐增大，莱西市雾日的出现概率呈先增大后减小的趋势。当日均相对湿度＜60%时，雾发生的概率很小，仅占0.5%；日均相对湿度增至80%～89%区间时，雾日出现所占概率达到峰值，为41.1%，之后雾日出现概率随日均相对湿度增大呈下降趋势。

表2 1997—2016年莱西市日均相对湿度分布对应的雾日数及百分比

图4为1997—2016年莱西市逐月雾日月平均相对湿度、月平均气温和常年月平均相对湿度、月平均气温分布图。从图4可以看出，出现雾日时月平均相对湿度较常年月平均相对湿度大，冬、春两季差值大，夏、秋两季差值较小，差值随时间先减小后增大，差值最小出现在7月，相差仅为1%；差值最大出现在4月，相差18%。冬、春季节日平均相对湿度与常年月平均相对湿度相差较大时易出现雾日，而夏、秋季节日平均相对湿度与常年月平均相对湿度接近时就会出现雾日。出现雾日时月平均气温与常年月平均气温差值同样冬、春大，夏、秋小，差值最小出现在5月，雾日时月平均气温比常年月平均气温低0.3 ℃，最大差值出现在2月，相差3.6 ℃，冬、春季节日平均气温偏低时，容易出现雾日，而夏、秋季节，日平均气温与常年月平均气温差值较小时容易出现雾日。