何秀戀，林榮惠，王雙才，許乾杰，盧鄒輝

（1.福建省詔安縣氣象局，福建詔安363500；2.福建省漳州市氣象局，福建漳州363000）

福建南部一次初春大霧過程分析

何秀戀1，林榮惠2，王雙才1，許乾杰1，盧鄒輝1

（1.福建省詔安縣氣象局，福建詔安363500；2.福建省漳州市氣象局，福建漳州363000）

2010年2月9—10日，閩南-粵東沿海地區(qū)出現(xiàn)較大范圍的大霧天氣過程，并造成重大的交通事故。分析表明：本次大霧過程發(fā)生在冷空氣影響過后，大氣層結(jié)相對穩(wěn)定；但低空為較強的西南暖濕氣流。文中還統(tǒng)計分析了初春大霧過程的氣象要素特征，為以后建立初春時期大霧的預(yù)報方法提供參考依據(jù)。

初春；霧；水汽條件

1 引言

霧是由于水汽凝結(jié)而產(chǎn)生的大量水滴（或冰晶）使得能見度小于1 km的危險性天氣現(xiàn)象。霧具有出現(xiàn)機率高、發(fā)生范圍廣的特點，對民航、陸上交通、海洋航行的安全造成嚴重影響，特別是近年來隨著高速公路的迅速發(fā)展，大霧對陸上交通安全的影響更加突出。目前大霧天氣已成為較主要的災(zāi)害性天氣之一，大霧天氣的預(yù)報服務(wù)受到政府部門和廣大民眾的高度關(guān)注[1-2]。很多研究對不同大霧天氣做了分析，例如：王爽等[3]對大連初冬一次輻射平流霧天氣過程分析；吳彬貴等[4]對天津南部地區(qū)平流霧過程塔層氣象要素特征的分析。

2010年2月9—10日，受低層西南暖濕氣流的影響，粵東-閩南沿海先后出現(xiàn)大霧，9日夜里起粵東-閩南沿海地區(qū)出現(xiàn)大霧-濃霧天氣（見圖1）。2月10日02時，沈海高速公路福建省詔安縣澳仔頭大橋路段發(fā)生重大交通事故，造成3車相撞，7人死亡、14人受傷。

圖1 2月10日08時地面天氣現(xiàn)象

本文試圖通過對2月10日粵東-閩南沿海一次大霧天氣過程的分析，為今后在實際工作中對大霧預(yù)報提供借鑒。

2 天氣概況與環(huán)流背景

2.1 天氣概況

2010年2月9—10日，受低層西南暖濕氣流的影響，粵東-閩南沿海先后出現(xiàn)大霧，9日夜里起粵東-閩南出現(xiàn)大霧-濃霧天氣過程（見圖1）。本次天氣過程除分布范圍廣外，還具有華南沿海夜間持續(xù)大霧的特點。通過地面資料分析（略）和10日06—08各縣市觀測站報告能見度（見表1）可見，此次大霧有2次較明顯變化規(guī)律。第一過程大霧主要出現(xiàn)在南部沿海，出現(xiàn)時間是在2月9日18時以后，廣東粵東的汕頭和福建南部的東山縣先出現(xiàn)霧,20時后詔安出現(xiàn)霧，大霧主要持續(xù)時間在夜晚，10日早上5時多，福建東山霧開始消散，而較靠近沿海的詔安能見度最小，僅80 m（時間10日6: 51），海邊的東山縣7時霧已經(jīng)消散，8時詔安也全部消散完畢，而山區(qū)的南靖、平和均只有輕霧，由此可見此次大霧主要是平流霧。在10日7時后，另一次平流霧過程主要由漳州的龍海向漳浦、云霄、平和方向擴展，10日07時上述幾個縣站僅有輕霧，但是7時后出現(xiàn)霧且增強的現(xiàn)象，在08時出現(xiàn)小于200 m的能見度。通過上述分析可見，此次平流霧分二次過程，夜間主要發(fā)生在汕頭、東山、詔安一線，白天主要發(fā)生在龍海、漳浦、云霄、平和一線。

表1 2010年2月10日06—08時漳州市各站能見度（單位/km）

2.2 環(huán)流背景

2月上旬500 hPa極渦分裂，歐亞高緯地區(qū)為西高東低的環(huán)流形勢，東亞中緯地區(qū)以平直的西風環(huán)流為主（圖略），多小槽東移引導(dǎo)冷空氣南下影響我省。福建省各地以陰雨天氣為主，氣溫較低。

2月8—9日隨著西南暖濕氣流的加強，華南至東南沿海為強盛西南氣流，華南沿海出現(xiàn)了16 m/s的低空急流（見圖2）。地面圖上西南地區(qū)有低渦發(fā)展，倒槽發(fā)展至江南地區(qū)（圖略），福建省處于倒槽南側(cè)，強盛的西南氣流不僅輸送了豐沛的水汽，而且粵東、閩南沿海就位于大風中心的右前方，是一個負渦度區(qū)，層結(jié)穩(wěn)定，有利于形成霧[6-7]。

圖2 2月9日08時850 hPa形勢場

2月7日地面冷空氣剛?cè)牒＃?日地面圖上西南地區(qū)有低渦發(fā)展，倒槽發(fā)展至江南地區(qū)，福建南部仍處入海高壓后部，福建中北部則處倒槽南側(cè)，高空500 hPa淺槽東移，中低層為西南氣流控制。預(yù)報經(jīng)驗表明：初春時期北方仍有冷空氣南下影響，雖然閩南地區(qū)氣溫也會出現(xiàn)明顯的下降，但由于緯度較低，氣溫仍然相對較高，且通常為處于高壓底部，云系較多，不易出現(xiàn)輻射霧。根據(jù)前期氣溫變化和西南暖濕氣流的輸送，可以認為本次大霧是一次平流霧過程。

3 產(chǎn)生大霧的主要因子

3.1 水汽條件與大氣層結(jié)分析

霧是近地面層中水汽凝結(jié)現(xiàn)象，當西南暖濕氣流流經(jīng)溫度較低的下墊面時，或隨著夜間氣溫的下降，空氣中的水汽呈過飽和狀態(tài)而出現(xiàn)凝結(jié)，因此低空充沛的水汽條件是形成霧的重要因子。分析低層水汽通量散度（圖略）可以發(fā)現(xiàn)，在2月9日08時（大霧發(fā)生前），福建南部沿?；旧蠟槿醯乃椇?，在近地面1000 hPa的水汽通量散度為-10×10-5g·s-1·hPa-1·cm-2，低空水汽的積聚為霧的生成提供了充分的水汽條件，此時水汽通過增濕過程達到飽和狀態(tài)產(chǎn)生凝結(jié)；在霧發(fā)生最濃（2月10日02時）階段，霧區(qū)水汽輻合減弱[5，8]。

圖3為2010年2月9日08時850 hPa相對濕度場，華南東部沿海為高濕區(qū)，福建南部-廣東東部沿海相對濕度在90%以上，且低空持續(xù)維持強盛的西南氣流，充足的水汽輸送為大霧的發(fā)生、發(fā)展提供了必要條件。

圖3 2月9日08時850 hPa相對濕度分布

2010年2月9日20時廈門探空曲線（見圖4）也表明，狀態(tài)曲線在層結(jié)曲線左側(cè)，不穩(wěn)定面積為負，閩南上空大氣層結(jié)相對穩(wěn)定，850hPa附近存在明顯逆溫層。由于受穩(wěn)定結(jié)構(gòu)逆溫層的影響，對流不易發(fā)生，大量氣溶膠粒子和水汽積聚在逆溫層下面無法向上擴散，對大霧天氣的出現(xiàn)和維持提供了有利條件。

圖4 2月9日20時廈門T-Lnp圖

3.2 溫度平流場

從850 hPa溫度平流圖上（見圖5）可以看出，在大霧發(fā)生前至大霧發(fā)生初期（2010年2月09日08時至20時），在116°—118°E所在緯度（23°—24°N）上空有弱的暖平流存在，最大溫度平流值為6×10-5℃·s-1?？梢?，低層持續(xù)的弱暖平流輸入，使得暖濕空氣移到溫度較低的下墊面（陸地和海面），冷卻凝結(jié)達到飽和，有利于近地層逆溫的建立和維持，形成平流冷卻霧。

圖5 2月9日08時850 hPa溫度平流場

4 霧的生消分析

統(tǒng)計詔安縣1971—2009年2月共出現(xiàn)70次大霧過程，除兩次僅在白天短暫出現(xiàn)外，其余68次大霧均出現(xiàn)夜間，其中56次大霧還持續(xù)到白天。大霧的生成時間約有一半出現(xiàn)在上半夜，另有4成出現(xiàn)在凌晨，只有不到10%的大霧過程是從白天開始的（夜間起止時間以相臨的東山站資料進行統(tǒng)計）。大霧的消散時間約2成出現(xiàn)在日出前后，約4成出現(xiàn)8—9時，其他4成可持續(xù)至10時前后。

分析2010年2月9—10日各地能見度變化情況（圖略）可見，閩南-粵東沿海地區(qū)能見度從9日20時起逐漸降低，10日02時能見度達到最低（車禍正是發(fā)生在此時），至10日上午各地霧逐漸消散。詔安站2月9日20時后達到大霧的標準，10日06時51分能見度為80 m（由于詔安站夜間無守班，夜間能見度可能更低），10日08時大霧開始消散。

5 氣象要素特征

圖6為2010年2月9日夜間大霧發(fā)生前后詔安站氣象要素溫度露點差和風速變化曲線，從中可見：溫度露點差從09日18時的22℃逐漸減小到10日02時為0.2℃，在一定水汽條件下，溫度露點差越小，且隨時間減小，空氣飽和，有利大于霧的生成、發(fā)展。同時大霧的發(fā)生與發(fā)展期間地面風速基本持續(xù)微風甚至靜風，這也是有利于大霧的一個重要因素。

圖6 2010年2月9日16時—10日10時詔安地面氣象要素

我們知道，空氣中溫度的變化對空氣的飽和程度有重要的影響，如自9日傍晚起地面氣溫逐漸下降，9日20時后氣溫低于19℃，大霧開始形成，10日02時達最低，以后氣溫逐漸回升，10日08時后氣溫回升到19℃以上，大霧消散。統(tǒng)計歷史個例資料可知，大霧日08時氣溫平均為17.5℃，在13°—20℃之間；而白天出現(xiàn)持續(xù)大霧的個例（共4天）氣溫更低，當日最高氣溫平均值僅為17.4℃，在15°—20℃之間。由此可見，在水汽條件充沛的條件下，溫度的變化直接影響大霧的發(fā)生、持續(xù)和消散。同時相對濕度的逐漸增加過程促進霧的發(fā)生、發(fā)展，如從9日16時相對濕度82%開始，至20時相對濕度達到90%（大霧生成），10日02時達到99%并持續(xù)到08時（大霧消散）。

表2 2010年9日16時—10日10時詔安地面氣象要素變化情況

6 小結(jié)

（1）由于福建南部緯度較低，初春時期易受西南暖濕氣流影響，出現(xiàn)的大霧以平流霧為主；

（2）本次大霧過程是在穩(wěn)定的大尺度天氣背景下形成的。底層深厚的西南暖濕氣流和大氣層結(jié)相對穩(wěn)定是大霧發(fā)生和維持的基本條件；

（3）大霧發(fā)生前至大霧發(fā)生初期，低層持續(xù)的弱暖平流輸入，有利于近地層逆溫的建立和維持。逆溫層和充沛的水汽條件對霧的形成和發(fā)展持續(xù)具有重要作用；

（4）大霧發(fā)生期間，濕度較大、氣溫較低和風力較小是大霧發(fā)生發(fā)展的主要氣象要素特征。溫度露點差小且隨時間減小，利于霧生成、發(fā)展；

（5）福建南部沿海國道和高速公路是福建運輸密度最高的公路，初春夜間-上午易產(chǎn)生大霧，對大霧預(yù)報服務(wù)的重點是認真分析大霧的起止時間和強度變化，提前發(fā)布大霧預(yù)警信號，提醒有關(guān)部門做好交通安全管理。

[1]陳德花,夏麗花,石順吉,等.福建省大霧分區(qū)客觀預(yù)報方法研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2009,37（25）:12073-12075.

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[3]王爽,張宏升,呂環(huán)宇,等.大連初冬一次輻射平流霧天氣過程分析[J].大氣科學學報,2011,05:614-620.

[4]吳彬貴,張宏升,張長春,等.天津南部地區(qū)平流霧過程塔層氣象要素特征分析[J].北京大學學報(自然科學版),2008,05: 744-750.

[5]賴紹鈞,何芬,吳毅偉,等.福州市大霧發(fā)生的環(huán)流形勢及其氣象要素特征[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2009,37(17):8063-8065.

[6]王婷,潘蔚娟,劉云香.珠江口海霧生消的環(huán)流形勢及物理機制分析[C].中國氣象學會年會,2007.

[7]徐萌柳,銀燕,錢凌.南京冬季一次持續(xù)性濃霧過程的特征分析[J].浙江氣象,2008,29(03):14-19.

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Analysis of an early spring fog in the southern Fujian

HE Xiu-lian1，LIN Rong-hui2，WANG Shuang-cai1，XU Qian-ji1，LU Zou-hui1
(1.Zhaoan County Meteorological Bureau Fujian Province,Zhaoan 363500 China;2.Zhangzhou City Meteorological Bureau Fujian Province, Zhangzhou 363000 China))

On February 9th—10th 2010,a wide range of fog appeared from Minnan to Yuedong coastal areas, which caused a lot of traffic accidents.Interrelated analysis showed that this fog process happened when the atmospheric stratification was relatively stable with the influence of cold air and there is a stronger southwest warm-moist air flow in the low altitude.To provide references for the forecast of early spring fog,the characteristics of atmosphere elements were analyzed during the fog process.

early spring；fog；water vapor condition

book=78,ebook=78

P458

：A

：1003-0239（2012）04-0060-05

2011-06-07

國家自然科學基金（40976015）；國家“973”項目（2010CB950302）

何秀戀（1971-)，女，工程師，從事天氣預(yù)報研究工作。E-mail:hxl305@163.com