基于下垫面影响的上饶市大雾本地预报指标分析及释用技术方法

郑丽君 范从文 李浙华 赖诗琪 吴文心 陶瑶 洪俊

摘 要：利用2015—2018年地面常规观测资料、探空资料和数值模式预报资料，使用上饶市强降水快速响应系统查询风速及降水资料，分析了江西省上饶市的大雾时空分布特征、天气形势特征、气象要素特征，以及本地大雾预报指标释用。使用完全预报方法建立上饶市本地辐射雾、平流雾天气的预报模型流程。结果表明：（1）上饶市大雾天气空间分布具有显著的地域性，东北部山区为大雾的高发区；西部滨湖平原地区为大雾少发区，说明下垫面属性是影响大雾生成的初始场；同时，地域、人口分布差异也是影响大雾的因素之一，人类社会活动频繁密集地区对大雾的生成发展有抑制作用。（2）冬春季出现频次最高，晴热高温少雨夏季不易形成大雾天气；大雾天气日变化特征也明显，一天中后半夜至凌晨出现大雾天气频次最高。（3）气象要素具有指示性和代表性，影响因子主要是降水量、相对湿度、气温和风速等。

关键词：时空分布；形势和要素特征；预报指标

中图分类号：P458.3 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）02–00-03

江西省上饶市东联浙江，南挺福建，北接安徽，处于长三角经济区、海西经济区和鄱阳湖生态经济区3区交汇处。境内北东南3面环山，东北面坐拥鄣公山和怀玉山，东南面毗邻武夷山，西面为中国第一大淡水湖鄱阳湖，地形为东南高、西北低，山地多集中分布于东北部和东南部，且多呈东北—西南走向，其独特的地理位置、特殊的地形地貌以及低温高湿微风的气候条件，为大雾形成提供了充分必要条件，使得上饶市境内大雾天气多发、频发，影响交通、农业和人体健康。针对性地研究上饶市大雾天气预报方法具有重要意义和现实需求。

目前，国内对大雾天气预报的研究屡见不鲜，并且具有地域性、个性化特点，如李法然等[1]对湖州市大雾天气的成因进行了分析及预报研究，提出了大雾预报的天气学模型；蒋大凯等[2]用PP法建立区域性大雾的客观预报方法，阐述了大雾的预报具有本地化的特征，并阐明预报方法需要因地制宜；陈翔翔等[3]人对比分析了江西省3类区域性大雾的时空分布、天气形势和主要气象要素特征；胡跃文等[4]也运用统计分析的方式，对贵州大雾天气的时空分布特征进行分析，获得了一定的预报因子和方式。

上饶市下垫面属性复杂多样，有丘陵山区、湖区平原和赣北东部走廊，东西成喇叭口形。同时，地域、人口分布差异和气候条件具有一定的独特性，在研究上饶市大雾天气时套用前人的预报方法并不适用。因此，研究上饶市的本地预报方法迫在眉睫。

1 资料和方法

1.1 资料来源

使用2015—2018年的常规地面观测资料、探空资料及模式资料，将江西省上饶市24 h内12个国家地面观测站中出现3个站及以上，能见度低于500 m的大雾记录为1次区域性大雾天气过程，并将连续2 d及以上出现区域性大雾记录为1次持续性区域大雾天气

过程[5]。

1.2 研究方法

使用上饶市强降水快速响应系统查询风速及降水资料，采用统计和合成分析的方法，对比分析了上饶市区域性大雾的时空分布特征、主要气象要素特征，探讨了其形成机理和主要要素特点，结合本地预报指标，选取相关大雾预报因子，使用完全预报方法建立上饶市本地辐射雾、平流雾天气的预报模型流程，为上饶市区域性大雾天气预报提供参考。

2 上饶市大雾时空分布特征

2.1 上饶市大雾天气空间分布特征

2.1.1 下垫面属性对大雾分布的影响

分析2015—2018年的统计资料，上饶市大雾天气空间分布具有显著的地域性。上饶市东北部山区（婺源縣、德兴市、信州区和玉山县）为大雾的高发区，最大的婺源县、德兴市4年间共出现大雾分别为62、61站次，是全市平均站次的近2倍。由于婺源县、德兴市处于黄山和怀玉山脉之间的山区低洼地带，利于水汽在山坳地区下沉和聚集。

同时，受植被、海拔较高的影响，上饶市东北部山区夜间地面辐射降温快，当温度下降接近露点温度，且山区内的风受山脉阻挡作用，风速较小时，该地区出现大雾（尤其是辐射雾）的概率极大[5]。其中，婺源县、德兴市较其他地区更容易出现大雾天气；玉山县与婺源县和德兴市的下垫面属性相近；信州区的测站坐落在文笔峰森林公园内，植被覆盖率和海拔都较高，北邻信江河，因此也较容易观测到大雾天气；西部滨湖平原地区（余干县和鄱阳县）出现的大雾站次较少，是全市平均站次的1/3。

虽然滨湖地区的水汽条件丰富，相对湿度较大，能够容易达到大雾天气要求的水汽饱和条件，但由于鄱阳县和余干县位于鄱阳湖平原地区，且海拔低，易遭受偏北冷空气大风南下侵扰。根据历史资料统计，鄱阳和余干地区常年平均风速较其他地区偏大，因此不易满足大雾天气要求的地表静风条件（地面风速＜

2 m/s），故以上两县并不易出现大雾天气[6-7]。

此外，广丰区地区处于江西东部走廊的狭窄区域，相关研究表明，广丰区受东部走廊的地形影响，会产生狭管效应，使得该地区的常年平均风速偏大，也不易满足大雾要求的地表静风条件（地面风速＜2 m/s）[8]。

加之该测站处于城内低洼地带，四周高楼林立，造成该测站增温、减湿，水汽不易达到饱和，因此出现的大雾天气站次较少。

2.1.2 地域、人口分布差异对大雾的影响

从上饶市大雾天气的空间分布特征中也能窥视地域、人口分布对大雾天气产生的影响。从表1可以看出，鄱阳、余干地域广袤而平坦，人口众多而密集，出现大雾的频次明显偏少，说明人类社会活动频繁密集地区对大雾的生成发展有抑制作用；而婺源、德兴人口密度小，加之下垫面生态环境和特殊的地形地貌等因素，出现大雾的频次明显偏多。充分说明人类社会活动强弱与大雾出现频次呈负相关。因此，地域、人口分布差异对大雾的形成有着不可忽视的影响。

2.2 上饶市大雾天气时间分布特征

2.2.1 上饶市大雾天气月际变化

上饶市大雾天气的月际变化特征明显，每年冬春季由于温度较低，相对湿度大，地面冷却快，近地层水汽易达到饱和状态，因此出现频次最高。据资料，上饶市12月份大雾达86站次，其次为4月份达62站次。反之，在晴热高温少雨的夏季，由于地表温度高，空气相对湿度小，露点温度在近地面不易达到较高，使得近地面的水汽饱和度不够，从而不易形成大雾天气，故7—9月没有出现过大雾天气。

2.2.2 上饶市大雾天气日变化

上饶市大雾天气日变化具有一定的规律性。一天中后半夜至凌晨由于气温逐渐下降，降至露点温度，相对湿度增大，风速减小，近地层水汽过于饱和，故出现大雾天气频次最高，06：00达62站次，其次为04：00、05：00，达48站次，09：00后日出气温开始逐渐回升，相对湿度下降，水汽蒸发，大雾开始消散，故13：00～19：00没有出现过大雾天气。其中11：00、12：00出现的大雾天气为一次平流雾天气过程（图1）。

3 完全预报方法及本地预报指标

由于大雾的预报与台风、降水等天气预报模式不同，具有异常明显的地域特征，结合研究成果以及本地预报指标，使用完全预报方法建立上饶市本地辐射雾、平流雾天气的预报模型流程。上饶市大雾的完全预报方法流程使用的预报因子为历史统计影响因子和本地预报因子相结合，通过选择不同的方式，将上饶市大雾天气预报流程化，选取的预报因子全面且有针对性。

完全预报是根据预报量和预报因子的同时性（或近于同时性）的加权组合，利用历史观测资料来确定局地气象要素。该方法中假定模式输出是与实测值完全一致的，即它认为数值预报是完全对的，所以称为完全预报法，是在数值预报产品释用中最常用的方法之一。本地预报指标为长期预报经验总结得出，经过多次检验，预报准确率较高，具体包括以下几点。（1）辐射雾：①前期有降水，雨停后，风力＜0～2 m/s。②关注14：00相对湿度：上饶市的南部（浙赣铁路沿线地区）地面14：00相对湿度＞70%；北部（婺源和德兴）地面14：00相对湿度＞50%；西部（鄱阳、余干和万年）地面14：00相对湿度＞80%。

（2）平流雾：①结合形势场分析。②关注欧洲数值预报产品低层相对湿度：1 000 hPa及950 hPa的相对湿度，＞90%则考虑有雾（区别低云量）。③第2天是否持续要看14：00相对湿度，当地面14：00相对湿度＞70%时，将有连续性大雾。

4 分析检验

利用2019年10月28～29日出现的一次辐射雾进行检验：

4.1 实况

2019年10月28日夜间23：00—29日06：00共出现7站大雾，最小能见度为德兴市80 m。

4.2 天气形势检验

（1）高空：大雾发生前，10月28日20：00，500 hPa上，

从东北到江南地区有长的低槽，赣北自槽底部转出高空槽后。700 hPa切变逐渐南压，10月28日20：00已南压至赣南，赣北处于西北气流中。850 hPa与925 hPa，整个江西地区已逐渐转为偏北风控制。

（2）地面：10月27—28日白天上饶为阴有小雨天气，受偏西路径的冷空气影响，27—28日锋面移至华南沿海地区，上饶处于地面高压内均压区。随着冷锋云系南移，28日夜间上饶天空转晴，之后上饶出现了当年秋天的第一场辐射雾。

4.3 影响要素检验

（1）相对湿度：28日20：00上饶地区的地面相对湿

度在84%以上，到29日08：00地面相對湿度在93%～

100%，20：00—08：00地面相对湿度增加约10%以上。与之前统计的结论相对应。

（2）气温：在28日20：00到29日08：00气温在12～

16 ℃之间，在20时至次日08：00之间，地面气温下降了2～4 ℃，也与之前的统计结论相对应。

（3）风速：在28日20：00到29日08：00地面风速均在

0～2 m/s，同样对应了统计结论。在28日20：00—29日08：00上饶地区上空存在地面到1 000 hPa的逆温层。

4.4 本地指标检验

由于前期28日凌晨有降水，雨停后转晴天多云天气。28—29日08：00上饶气温基本维持在14 ℃左右，其中10月28日08：00—29日08：00温度与露点基本重合，空气饱和度非常高。

10月28日14：00相对湿度：婺源和德兴达50%以上，鄱阳、余干和万年湿度达70%甚至80%以上，南部大于70%，夜间至凌晨全市出现大范围大雾天气。

同时对2019年2月26—28日连续性大雾，从影响系统、影响要素、本地指标进行了分析检验，预报与实况完全相符。因此以上大雾的完全预报方法流程在日常业务使用中成效显著，实用性和服务效果明显。

5 结论

（1）大雾天气的空间分布具有显著的地域性。东北部山区（婺源、德兴、玉山和信州区）为大雾的高发区，西部滨湖平原地区（余干和鄱阳）为大雾少发区。同时，地域、人口分布差异也是影响大雾的因素之一，人类社会活动频繁密集地区对大雾的生成发展有抑制作用。

（2）大雾天气的时间分布具有明显的季节性和时效性，冬春季出现频次最高，晴热高温少雨夏季不易形成大雾天气，7—9月没有出现过大雾天气；大雾天气日变化特征也明显，一天中后半夜至凌晨出现大雾天气频次最高，13：00～19：00无大雾天气。

（3）气象要素具有指示性。本地预报指标包括辐射雾和平流雾，有各自的特点。辐射雾：20：00相对湿度＞65%，08：00相对湿度＞85%；气温为1 ℃～20 ℃，20：00～08：00气温下降0～5 ℃；风速≤2 m/s。平流雾：20：00相对湿度＞80%，08：00相对湿度＞90%；气温变化不明显；风速≤2 m/s；探空逆温层深厚。

（4）本地预报指标具有代表性。辐射雾：前期有降水，雨停后，上饶市的南部（浙赣铁路沿线地区）地面14：00相对湿度＞70%。北部（婺源和德兴）地面14：00相对湿度＞50%。西部（鄱阳、余干和万年）地面14：00相对湿度＞80%。考虑有雾。

平流雾：结合形势场分析，在平流雾常出现的天气形势下，关注欧洲数值预报低层相对湿度。1000 hPa及950 hPa的相对湿度＞90%则考虑有雾（区别低云量），14：00相对湿度＞70%次日持续有雾。

参考文献

[1] 李法然，周之栩，陈卫锋，等.湖州市大雾天气的成因分析及预报研究[J].应用气象学报2005（6）：794-803.

[2] 蒋大凯，闵锦忠，陈传雷，等.辽宁省区域性大雾预报研究[J].气象科学，2007（5）：578-583.

[3] 陈翔翔，许爱华，许彬，等.2000—2012年江西省三类区域性大雾时空分布及影响因素特征[J].气象与环境学报， 2018，34（3）：37-47.

[4] 胡跃文，秦杰，苏静文，等.2016—2017年贵州大雾时空分布及气象要素演变分析[J].气象，2019，45（5）：659-666.

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