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河池市大雾天气特征分析

2024-05-31莫迪黎云李宁瑞韦成长

农业灾害研究 2024年2期
关键词:大雾灾害指标

莫迪 黎云 李宁瑞 韦成长

摘 要:利用2013—2022年河池10站大雾资料,分析大雾天气特征,结果表明:河池大范围大雾天气较少,局地性特征明显,多发于河池北部、东部地区及西南部的巴马县,以南丹县最多,占全市大雾天气总数的31.3%;大雾天气冬季和春季多发,占比分别达55%和28%,秋、夏季分别为15%和2%;晨雾和白天时段的大雾出现前,逆温层存在的概率分别达79.2%和92.7%;大雾天气风速多在1~2级,但不排除风速会达到3级;3 h变温与6 h变温日常短期预报指标可用性较低,但可用于预警信号发布参考值,雨雾临近时次变温幅度较小,多呈负变温,而临近出现辐射雾时呈现逐渐增大的负变温趋势;相对湿度达90%以上或温度露点差<1.3 ℃,平均值为0.2 ℃;临近时次海平面气压24 h变压为较明显负变压或弱的正变压。

关键词:大雾;灾害;预警预报;指标

中图分类号:P426.4 文献标志码:B文章编号:2095–3305(2024)02–0-03

大雾是广西全年常见的一种灾害性天气,对交通安全有较大影响,在同时有山区、河谷地形的河池市,大雾天气的灾害影响被严重低估。由于多年来对灾害性天气的预报预警工作重心朝暴雨、强对流、台风等天气类别明显倾斜,且大雾天气预警信号启用和考核时间较短,造成值班人员欠缺对大雾天气的预报预警经验,仍沿用早年总结的本地大雾天气发生规律进行预报预警,导致大雾预警信号实用性偏低,大雾预警质量在全区排名并不理想,预警时效性和准确性存在较大提升空间。无论是出于对交通、旅游行业的服务需求,还是人体健康需求,均体现出提高大雾预报预警质量的紧迫性。目前,针对河池市大雾天气的研究较少,借鉴学者对大雾分布特点及其形成机理的研究[1-4],开展河池大雾分布特征和变化规律研究,为本地预报员提供预报预警参考依据。

1 样本选取

气象学上将实际天空水平能见度低于10 km时定义为雾,水平能见度在1~10 km的定义为轻雾,能见度在1 km以下时定义为大雾。大化县未设立气象局,但距离都安县城较近,地形地貌和气候环境也较为接近,河池市气象台一直将大化县和都安县视作同一地区开展天气预报和提供气象服务等。故以河池市11个县(区)的10个站2013—2022年的人工观测和自动观测资料作为样本,选取各站开始自动观测时间至2022年时段的能见度在500 m以下大(浓)雾进行分析。

受河池市部分县(区)国家气象站建立地点和环境的影响,测站监测到能见度小于500 m可能只是测站周围能见度较低,而居民生活区能见度较好。故若当日某国家气象观测站出现能见度在500 m以下,且发布大雾预警信号,则记为该站的1次大雾天气过程。河池市出现的平流雾基本上伴随着≥0.1 mm的降雨天气,统称为雨雾。

2 大雾天气的时空分布特征

2.1 空间分布特征

根据2013—2022年河池市10个县(区)大雾天气统计发現,河池市大雾天气局地性特征明显,单日出现大雾天气多为1~2站次。近10年间,河池市大雾天气共计323站次,其中,南丹县101站次,占全市大雾天气总数的31.3%,环江县55站次,宜州区44站次,天峨县36站次,金城江区29站次,巴马县26站次,罗城县15站次,都安县9站次,东兰县7站次,凤山县1站次(图1)。表明大雾天气多发于河池市北部、东部地区及西南部的巴马县,其中,南丹县最多,环江县、宜州区分别位列第2、3位。将河池市大雾天气出现频次分为高、中、低三等级,其中,高等地区为南丹县、环江县、宜州区;中等地区为天峨县、金城江区、巴马县、罗城县;低等地区为都安县、东兰县、凤山县。

2.2 时间分布特征

河池市大雾多发于冬季和春季,分别占55%和28%,秋季和夏季分别占比15%和2%。河池市10个县(区)冬季大雾天气最多,均占该县(区)大雾天气次数的40%以上;春季大雾天气占比达到第二位的有天峨县、南丹县、东兰县、金城江区、环江县、罗城县、宜州区和都安县,其中,宜州区春季和秋季大雾天气占比均为23%;除巴马县秋季大雾天气占比为第二位,大部分县(区)秋季大雾天气的占比均为第三位;夏季除天峨县、南丹县、环江县和宜州区出现过大雾天气外,其余县(区)均未出现,且夏季大雾天气占比均在4%以下;凤山县、东兰县和都安县大雾发生频次较少,且仅在冬季或春冬2季出现。

河池市大部县(区)大雾天气出现频率为冬季>春季>秋季>夏季。按月统计发现,河池市大雾主要集中在11月—翌年3月,1—3月达到顶峰。从日分布特征来看,河池市大雾主要出现在07:00前后和17:00前后,其中,07:00前后大雾出现频率最高,共计125次,占近10年间大雾天气总日数的38.7%。

3 大雾出现的指标

3.1 天气形势

雾根据形成过程分为辐射雾、平流雾、蒸发雾、上坡雾、锋面雾等,影响河池的多为辐射雾和平流雾。其中,辐射雾前期多受高空槽和锋面影响产生降水,使得近地面层湿度大,当高空槽和锋面移过河池后,转晴好天气,在清晨时易出现辐射降温,使水汽凝结成雾。河池处于高压后部时,由于高空南支槽前西南暖湿气流移至原来较冷的下垫面上,水汽在近地层冷却凝结形成平流雾,此时会伴随着绵绵细雨出现,持续时间也较长。

3.2 探空资料

因2021年探空资料缺失,故对2013—2022年(除去2021年)河池市大雾天气前探空资料进行统计分析,结果发现:发生辐射雾前,河池上空处于十分干燥的环境,从近地层开始呈“喇叭口”状,而发生平流雾前,中层虽处于干燥状态但低层湿度条件快速转好,始终处于饱和状态。

对早晨出现的大雾前1天20:00探空资料进行统计分析,共计154个大雾天气个例,其中,32个个例的探空资料未出现逆温层,早晨出现大雾的前一晚探空资料出现逆温层的占比达79.2%;河池白天大雾天气的个例较少,对白天出现的大雾将统计分析当天08:00的探空资料,共计41个大雾天气个例,其中,3个个例的探空资料未出现逆温层,即出现逆温层的占比达92.7%。表明探空资料中逆温层的出现对大雾天气有一定指示意义。进一步统计大雾出现前的逆温层高度和厚度发现以下2种类型(表2):

(1)早晨出现的大雾:7月和8月早晨时段未出现过大雾;5—6月出现的逆温层相对较高,在765~679.3 hPa之间,10月至翌年4月逆温层高度在891.2~814.2 hPa

之间,9月出现的逆温层均在近地层1 000 hPa。同时,统计逆温层厚度也发现,5—6月出现的逆温层厚度较薄,在17.3~25.0 hPa之间,10月至翌年4月逆温层厚度在29.1~46.6 hPa之间。逆温层平均高度和厚度分别为841.1、34.3 hPa。

(2)白天出现的大雾:5~9月白天时段未出现过大雾天气;10月至翌年4月逆温层高度为897.1~930.3 hPa。

同时,经过统计逆温层厚度发现,10月至翌年1月出现的逆温层厚度相对较薄,为26.0~40.0 hPa,2~4月逆温层厚度在64.2~75.0 hPa。逆温层平均高度和厚度分别为918.4、45.9 hPa。

3.3 气象要素特征

3.3.1 风速

河池市出现大雾时,无论是雨雾还是辐射雾,临近时次的风速均不大,基本为1~2级风,但不排除有风速达到3级的情况,均出现在南丹县,且均为雨雾,风速在3.4~3.8 m/s。

3.3.2 温度

河池市大雾天气出现时段多为气温日变化的降温阶段,与日常气温日变化较难区分开,故3 h变温与6 h变温暂不考虑用作日常短临预报预警的常用指标,但也可用作参考值。出现大雾天气时,河池市各县(区)多呈现负变温,出现雨雾的临近时次变温幅度较小,

3 h变温和6 h变温平均值分别为-0.3 ℃和-0.5 ℃,而出现辐射雾时3 h变温和6 h变温平均值为-1.0 ℃和-2.1 ℃。说明河池市各县(区)临近出现雨雾时温度变化较平稳,而临近出现辐射雾时呈现逐渐增大的负变温趋势。

3.3.3 湿度

湿度条件是出现大雾1个非常重要的指标,河池市各县(区)大雾天气均处在高湿条件。无论雨雾还是辐射雾,大雾出现的临近时次,河池市平均相对湿度均达到98.6%,平均温度露点差为0.2 ℃,仅有2次雨雾相对湿度为95.0%且温度露点差均为0.8 ℃,分别为天峨县的春季和环江县的秋季,以及1次天峨县冬季辐射雾相对湿度为92.0%,温度露点差为1.3 ℃。可见河池市各县(区)大雾天气的临近时次均处于高湿状态,即使在较干燥的秋、冬季,相对湿度条件依然达到90%以上。

3.3.4 海平面气压

将河池市各县(区)大雾天气过程划分为雨雾和辐射雾后,分别取它们涵盖70%以上个例分析统计得出,河池市各县(区)出现雨雾的临近时次的海平面气压24 h变压为-3.9~0.9 hPa;出现辐射雾的临近时次的海平面气压24 h变压为-4.0~1.6 hPa。河池市各县(区)大雾天气的临近时次海平面气压的24 h变化表现为较明显的负变压或弱的正变压。

4 结论

(1)河池市大雾天气局地性特征明显,且多发于北部、东部地区及西南部的巴马县,南丹县大雾天气最多,占全市大雾天气总数的31.3%,环江县、宜州区分列第二、三位。

(2)河池市大雾天气多发于冬季和春季,分别达占总数的55%和28%,秋季和夏季占比分别为15%和2%,大部县(区)大雾天气出现频率表现为冬季>春季>秋季>夏季。大雾主要集中在11月—翌年3月,在1—3月达到顶峰。

(3)河池市大雾主要出现在07:00前后和17:00前后,其中,07:00前后出现大雾占比达38.7%。

(4)河池市大雾天气类型以辐射雾和平流雾为主,晨雾和白天大雾在大雾出现前存在逆温层的概率分别达79.2%和92.7%。晨雾逆温层平均高度和厚度分别为841.1、34.3 hPa;白天大雾逆温层平均高度和厚度分别为918.4、45.9 hPa。表明探空资料中逆温层的出现对大雾天气有一定指示意义。

河池市大雾天气的气象要素判断特征:风速多在1~2级风,但不排除风速刚好达到3级的情况;大雾天气出现时段多为气温日变化的降温阶段,与日常气温日变化较难区分开,故3 h变温与6 h变温仅用作预警信号发布参考值,雨雾临近时次多呈现负变温,3 h和6 h变温平均值分别为-0.3 ℃和-0.5 ℃,临近出现辐射雾时呈现逐渐增大的负变温趋势,3 h和6 h变温平均值为-1.0 ℃和-2.1 ℃;相对湿度达90%以上或温度露点差<1.3 ℃,平均值为0.2 ℃;临近时次海平面气压的24 h变化表现为较明显的负变压或弱的正变压。

今后预报员在预报大雾天气时,应根据实况分析季节和天气形势,判断大雾出现的类型,再用预报场中风、湿度、气压对应的指标,以此来判断短期预报时效内大雾出现的概率;在短临业务值班中注意观察各县(区)大雾频发时段风、濕度、温度等要素的临近变化,参照相应指标判断,同时通过人工观测能见度变化趋势,判断是否需要制作相应级别的大雾预警信号。河池市大雾天气个例相对较少,相关影响要素因子样本也较少,今后仍需更多个例样本进行补充分析。

参考文献

[1] 李生艳,周能,苏洵.广西大雾天气的气候及环流形势特征[J].气象研究与应用,2009,30(4):14-17.

[2] 黄子航,黄干淇.广西西江流域大雾的气候特征及大雾类型分类[J].气象研究与应用,2017,38(2):22-26.

[3] 杨荔珊,杨明灿,黄德华.周宁县大雾特征及预报技术研究[J].农业灾害研究,2022,12(6):68-70.

[4] 刘艺,王健治,郑林晔.厦门机场1990—2020年大雾气候特征和气象要素分析[J].海峡科学,2022(2):24-27,49.

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