(荔波县气象局,贵州 荔波 558400)
摘要:利用荔波国家基本气象站2007—2016地面气象观测数据及2014—2016年自动观测能见度小时和部分分钟数数据,统计分析荔波雾分布特征,以及形成前和维持时段地面气象要素相关性。结果表明:雾形成时间相对集中,79.5%雾出现在9月至次年1月,69%雾在3~7时形成,92%雾在6~10时消散,且雾持续时间长短与出现时间早晚、种类、强度和时节有较大关系。夜间晴到少云、20-08时正变压在1~5hPa、地面温度降幅在4~8℃、夜间风速≤2.0m/s、偏东风,20时地面温度露点差≤6℃、20时相对湿度≥60%,在有利环流背景下,可作为荔波雾预报指标,为预报预警提供提供本地化科学依据。
关键字:雾;地面气象要素;降温幅度;温度露点差;变压
1 资料来源与统计处理
统计2007-2013年人工观测雾天气历史资料和和自动观测气象要素小数数据,以及2014年1月至2016年12月3年自动观测能见度≤750米雾的气象要素小时和部分分钟数据,利用统计方法对气象要素数据归纳分析。
2 荔波雾的分布特征
根据形成原因,荔波雾主要有辐射雾、地形雾、锋面雾。辐射雾频率最高,其次是地形雾。辐射雾分布在河谷低洼地带,一年四季都能发生,集中在秋冬和初春时节少云夜晨。地形雾出现在我县北部、中部等地势较高区域,初春和秋季阴雨绵绵天气,云底较低且与高处地势相接,造成能见度较低,持续时间长,影响范围广,对交通影响较大。2007-2016年荔波共出现134次雾,各年雾日变化较大,出现最多为2008年24次,最少为2012和2016年,各5次,其余年份出现次数在10次级以上(图1)。
2.1 荔波雾月季分布
荔波各月都有雾出现,集中在9月至次年1月,占总雾日79.5%,11月出现频率最高,占全年26.1%,这与秋末夜间少云及冷高压影响频繁有关。5-7月是最少时段,频率≤3%。
2.2 荔波雾生消变化特征
2.2.1雾的生消时次日分布
雾生成时间0~7时,占总数92%,集中在3~7时,占总数69%(图2),因天气形势、水汽条件、夜间降温趋势等时间有差异,当水汽条件好,风速较小时,地面温度接近露点温度,相对湿度达90%以上越早,雾生成时间则早,反之则晚。消散集中在7~11时,占总数80%。分析表明:一是荔波辐射雾占比较大;二是生成雾当日一般为晴好天气,7时以后随地面气温回升,导致空气中水汽蒸发,湿度降低,雾也开始消散;三是雾越强越厚,消散时间越晚。
2.2.2雾消散时间季节变化
消散时间有季节差异,春季雾消散时间在5~9时,大部分在7~9时,占67%;夏季在5~8时,大部分在6~8时,占80%;秋季在6~10时,大部分在7~9时,占74%;冬季在8~11时,大部分在8~10时,占86%(图3)。秋季较春夏季节消散时间晚1小时,冬季比其他季节晚1~2小时,这与冬季气温明显下降,多辐射雾有较大关系。
2.2.3雾持续时间分布及其影响因子
荔波有56%雾持续1~3小时,其次是24%雾持续4~5小时(图4)。持续时间与雾出现时间早晚、种类、强度和出现时节有关,一是秋冬季节雾开始时间越早、地面最低气温越低,持续时间越长;二是锋面雾平均持续时间较辐射雾长;三是通常雾越强持续时间越长。
3 气象要素变化特征
3.1 温度
分析2007-2016年雾前一日20时至次日08时气温降幅及2014-2016年自动能见度投入业务运行后,雾生成时间温度分钟数据资料,结果表明:20~8时气温降幅在6~8℃时雾出现次数最多,占51%,气温降幅在4~6℃时次之,占24%,两者之和达75%,可见,夜间适度辐射降温有利于低层水汽饱和而产生雾。2014-2016年29次雾天气,雾开始生成时温度与当夜最低温度接近,其中有8次其差值≥1.0℃,且都是冬季雾日,其他季绝大部分≤1.0℃,且最低气温≤0℃,因此冬季夜间辐射降温明显,最低气温在0℃左右,出现雾频率较大。
3.2 地面温度露点差及相对湿度
统计134次雾日地面08时温度露点差可知,大部分雾日温度露点差≤2.0℃,发生成时段绝大部分≤1℃,而前一日20时地面温度露点差≤8℃,有84%集中在3~6℃。分析雾出现时相对湿度,前一日20时相对湿度≥60%时频率为94%。相对湿度≥93%频率为96%。统计2014—2016年雾最低能见度持续时间内相对湿度均>97%,且有8次达100%。因此可将20时地面温度露点差≤6℃、相对湿度≥60%作为预判当日夜间雾生成水汽条件预报指标之一。
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3.3 云量
统计134次雾天气前一日20时云量,发现荔波雾形成以晴到少云天气为主,占总数78.9%;多云天气和阴天占21.1%,其中阴天占11.1%。因此20时晴到少云天气也是预判雾生成必要条件。
3.4 气压
分析雾前一日20时至次日08时气象变化可知,93%是正变压,变压在3hPa区间发生雾频率最高为27%,其次是2hPa为25%。变压在1~5hPa,总频率达91%。负变压或正变压≥6hPa,出现雾频率非常低。因此较为稳定气压利于雾生成。
在9次负变压中有6次出现在冬季,经分析,这6次受热低压影响,气温回升较快,20时气温在13.0℃以上,且有3次在雾生成前后一日有弱降水。
3.5 风场
风也是影响雾形成关键因子之一,统计分析前一日20时和雾持续时间段内最多风向和平均风速,发现在雾形成的前一日20时,在2.0 m/s内风速出现雾的频率为79%,在3.0m/s以内形成雾的频率达94%;在雾形成和维持阶段,在1.0m/s内频率为68%,在2.0m/s以内的频率达93%。结果表明,在雾形成阶段,风速在趋于减小。
风向对雾形成也有一定影响。把350°~10°统计为北风,10°~80°统计为东北风,80°~100°统计为东风,100°~170°统计为东南风,170°~190°统计为南风,190°~260°统计为西南风,260°~280°统计为西风,208°~350°统计为西北风。由图12可知,在雾形成前一日20时,东北风出现雾频率最高为26.4%,其次时东南风和东风,出现频率分别为21.6%和15.4%,偏东风总频率达63.4%;在雾形成和维持时段,偏东风出现雾总频率为52.2%,而静风出现雾频率为16.7%,明显高于前一日20时。可见在形成和维持时段,以偏东风和静风为主。
3.6 层结条件
当大气边界层较稳定或有逆温时,利于水汽和空气中尘埃杂质聚集,天空状况利于辐射降温时,水汽凝结易形成雾。河池探空有低层逆温,利于我县出现雾,且逆温强度越强、逆温顶越高,雾就越强。
4 天气背景
雾形成与天气形势关系密切,从134个个例分析可知,主要有4类天气形势:一是地面受大陆冷高压底部均压场控制(地面一偏东气流为主),贵州区域气压梯度差≤7hPa;二是我省处在高压后部弱偏南气流控制;三是冷空气过境、地面冷高压减弱变性,高压中心主要在我省境内,天气晴好,偏北风减弱,地面下垫面仍较冷,利于水汽凝结;四是荔波处于静止锋附近,雾形成前12小时内有弱降水,雾消散后天气逐渐转好形成地形雾主要形势是受锋面天气影响,有持续性弱降水,云底高度较低。
5 荔波雾预报分析指标
荔波雾预报,除分析大的天气形势外,还要重点考虑压、温、湿、风等气象要素,才能更加准确做出预报。上述分析总结出荔波地面气象要素预报指标。
①云量:20时少云或晴,且天气形势有利于20时后持续晴到少云。
②温度:夜间辐射降温明显,20时至08时降温幅度4~8℃。
③气压:存在较为稳定气压,前一日20时至08时正变压在1~5hPa,出现负变压情况极少,且负变压≤2hPa。
4湿度:20时地面温度露点差≤6℃,相对湿度≥60%,雾形成湿度≥93%。温度露点差越小,相对湿度越大,雾出现时间越早。
5风向风速:20时地面风速≤3.0m/s,且风速有减小趋势,风向以偏东风为主。
6 结论与讨论
①荔波雾月变化明显,9月至次年1月出现频率达79.5%,11月出现频率最高,占全年26.1%。日变化相对集中,主要在0~7时形成;集中在3~7时,占总数69%;5~11时消散。具有季节变化特征,秋季较春夏季节消散时间晚1小时,冬季比其他季节晚1~2小时,且雾的持续时间长短与出现时间早晚、种类、强度和时节有较大关系。但2014年前人工观测能见度起止时间精确度较自动观测差,加强能见度仪维护和数据质控,对今后研究本地雾具有重大意义。
②晴到少云、较为稳定气压场和风场天气形势下,形成雾频率较高,因此分析500hPa、850hPa和地面环流形势是预报雾的基本思路。
③20时地面湿度场、20-08时辐射降温幅度等对雾生成和生成时间早晚具有指示作用,在分析地面要素同时,结合数值预报分析,对提高雾预报准确率和预警发布时间提前量具有重要意义。
参考文献
[1]大气科学词典编委会,大气科学词典,气象出版社,1994,677.
[2]唐延婧等.贵州交通站资料应用于山区高速公路低能见度研究,热带气象学报,2015,3(2).
[3]黄建平等.辐射雾的大气边界层特征,南京气象学院学报,1998,2(2):258-265.
第一作者简介:杨平会(1984-),男,汉族,云南陆良人,工程师,从事综合气象业务。
论文作者:杨平会 梁恒飞 张伟元 汪然
论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期
论文发表时间:2018/9/13
标签:荔波论文; 地面论文; 天气论文; 相对湿度论文; 时间论文; 频率论文; 温度论文; 《科技新时代》2018年7期论文;