彭雙姿，伍小斌，楊 敏，戴 勁，陳能金

(1.湖南省邵陽市氣象局，湖南 邵陽 422000，2.湖南省洞口縣氣象局，洞口 422000)

邵陽地區(qū)大霧天氣氣候特征分析

彭雙姿1，伍小斌1，楊 敏1，戴 勁1，陳能金2

(1.湖南省邵陽市氣象局，湖南 邵陽 422000，2.湖南省洞口縣氣象局，洞口 422000)

該文以邵陽地區(qū)10個國家氣象站近50 a長序列氣象觀測資料為基礎，分析邵陽大霧的時空分布特征及演變趨勢。分析表明：邵陽地區(qū)大霧具有時空分布不均的特點，向南開口的山間小盆地更易出現(xiàn)大霧天氣。有明顯的年、季、日變化特征：年大霧日數(shù)有明顯的減少趨勢，以綏寧站減少最明顯;一年四季都有大霧出現(xiàn)，主要出現(xiàn)在冬半年;以輻射霧為主，多數(shù)集中在02—10時;出現(xiàn)時間多集中在05—07時，消散時間多出現(xiàn)在8時以后，冬半年出現(xiàn)早，消散晚，夏半年反之。

大霧;氣候特征;變化趨勢

1 引言

湖南邵陽地處湘中丘陵地區(qū)，西面和南面多崇山峻嶺，東部為低矮山包，中部地勢平坦，是一個西南東北走向，朝東北開口的口袋型盆地。隨著工業(yè)化的發(fā)展，城市規(guī)模迅速擴大，交通運輸日益發(fā)達，城市對惡劣天氣也越來越敏感。大霧是貼地層空氣中懸浮的大量水滴或冰晶微粒使水平能見度降到1 km以內的一種災害性天氣［1］，易導致交通運輸受阻，嚴重影響公路運輸、航運和航空秩序，給人們帶來生命危險和財產損失，也會給國家造成一定的經(jīng)濟損失。

近年來對霧的影響、氣候特征、物理過程、區(qū)域時空分布等方面的研究已取得大量成果：袁成松［2］、何金梅［3］等研究發(fā)現(xiàn)，大霧是造成高等級公路交通事故主要的災害性天氣之一。劉小寧［4］等分析我國大霧的氣候特征，認為大城市大霧具有減少趨勢，與城市熱島效應有關;李子華［5］等利用ADAS系統(tǒng)對大氣邊界層的探測資料，研究霧的宏觀發(fā)展物理過程，并討論了影響微結構的主要因子及與宏觀發(fā)展過程之間的關系。魏文華［6］等研究合肥地區(qū)大霧特征，認為合肥地區(qū)大霧基本屬于輻射霧，該地區(qū)大霧具有明顯的季節(jié)特征，不同持續(xù)時間，合肥地區(qū)大霧出現(xiàn)頻數(shù)的年變化不同。本文著重分析邵陽地區(qū)近50 a大霧的年、月、時及區(qū)域變化特點，為大霧預報、預警提供有意義的參考，為當?shù)亟煌ā⑦\輸?shù)炔块T提供更準確的氣象信息服務。

2 資料和方法

本文利用邵陽市1960—2008年48 a10個國家基本(基準)站的大霧天氣現(xiàn)象觀測資料進行平均統(tǒng)計和月季分布分析，將典型站和10站平均大霧日數(shù)資料進行了大霧日數(shù)線性趨勢統(tǒng)計;利用基本站1960—2008年資料進行日變化分析。

為了分析大霧的變化趨勢，使用線性傾向估計方法［7］，用 xi表示逐年大霧日數(shù)，用 ti表示與 xi一一對應的逐年年份，建立xi與ti之間的一元線性回歸方程。

其含義表示x由于時間t之間的關系。其中回歸系數(shù)b表示大霧的趨勢傾向，b＞0表示隨時間t的增加x呈上升趨勢，b＜0說明隨時間t增加呈下降趨勢，同時b值的大小反映上升或下降的速率。

3 大霧的空間分布特點

邵陽市地處湖南省中南部，多為輻射霧。離散點的氣象站觀測的大霧現(xiàn)象不能很準確反映大霧的空間分布特征，尤其是可能會遺漏局地地形大霧，但是從多年年平均大霧日數(shù)分布仍可看出大霧的區(qū)域分布特點。由邵陽地區(qū)1960年至2008年全市多年平均大霧日數(shù)地形分布圖(圖1)可知，除洞口縣、城步縣外，邵陽地區(qū)大部分縣市年大霧日數(shù)在25 d以上，屬多霧區(qū)［4］。其中綏寧縣年大霧日數(shù)多達53 d之多，為邵陽之最，可能跟地理位置有關。綏寧縣城坐落在雪峰山脈南側，南嶺山脈西側，測站北、西多高大山脈，東北面有低矮山包，形成朝西南面開口的小盆地，西南風在有利條件下，受地形微弱抬升，有利于形成大霧天氣。城步縣位于越城嶺山脈北側，東南西三面環(huán)山，形成向北開口的低洼地帶，山脈平均高度在1 000 m以上，近地面西南暖濕氣流受山脈阻擋，或受梵風效應影響形成干熱風天氣，水汽條件較差，年大霧日約10 d，是邵陽地區(qū)霧日最少的地區(qū)之一。綏寧和城步兩站相距約30 km，由于地形差異，年大霧日數(shù)相差多達40 d之多。可見山脈南側或西南側低洼地，弱南風使近地層空氣沿地形略微抬升，較山脈北側更易形成大霧。

圖1 邵陽市1960—2008年全市多年平均大霧日數(shù)分布圖(黑色部分為山脈大概位置)

4 大霧的氣候特征

4.1 大霧日數(shù)的年際變化特點

根據(jù)邵陽地區(qū)10個氣象觀測站的年平均大霧日數(shù)年際變化圖(圖2a)，1960—2008年邵陽市大霧日數(shù)呈逐年減少趨勢，平均為-0.28日/年。其中20世紀60—70年代略有減少;80年代略有上升，年際變化大;1990年以后呈穩(wěn)定減少趨勢，年際變化呈明顯減小趨勢。

圖2b是典型站綏寧大霧日數(shù)年際變化圖，由圖可見綏寧減少趨勢更顯著，年大霧日數(shù)減少平均高達-1.81 d/a，從60年代初110 d左右減少到2008年20 d左右。具體表現(xiàn)為20世紀60年代大霧日數(shù)略呈減少趨勢，且年際變化大，70年代開始呈穩(wěn)步下降趨勢，80年代略有上升，90年代再次明顯下降，至2000年以后基本維持在20 d左右。其減少幅度較成都更甚［4］，劉小寧等認為大城市大霧的減少與城市環(huán)境變化有關，可能受到城市熱島效應的影響。綏寧縣縣城不大，熱島效應肯定沒有大城市顯著，但受全球氣候變暖影響，年平均氣溫上升了0.7～0.8℃，各月平均最低氣溫也呈上升趨勢，其他各站也有不同程度上升，因此大霧日數(shù)減少和氣溫上升有一定關系。

與邵陽地區(qū)大霧日數(shù)的年際變化相比，綏寧縣年大霧日數(shù)減少更為顯著。綏寧縣是邵陽地區(qū)的主要林區(qū)，20世紀50—60年代過度砍伐造成林木覆蓋明顯減少，該時段與大霧劇減時段(圖2b)對應較好，因此該區(qū)植被變化與霧日減少有一定關系。

4.2 大霧月季分布特點

從各站逐月累積大霧日數(shù)柱形圖(圖3)中可以看到，邵陽大部分縣市多大霧的月份，主要集中在冬半年，尤其是11—1月，其次是3—4月。邵陽位于我國南部內陸，主要為輻射霧。由于冬季夜間地面輻射冷卻，使空氣達到飽和而形成大霧天氣，所以大霧多發(fā)生在黑夜最長、氣溫最低的11—1月，在氣溫最高的7、8月，大部分地區(qū)歷年平均不足1 d。由圖上可發(fā)現(xiàn)，綏寧之所以成為邵陽大霧天數(shù)最多的縣，主要由于夏季大霧明顯偏多造成。綏寧站在大霧多發(fā)時段(前1 a 11月—4月)和其他站差別不大，但6—9月卻明顯偏多，7、8月更成為大霧高發(fā)時段，1960—2008年7、8兩個月霧日累積天數(shù)高達770 d之多。多發(fā)時段出現(xiàn)在氣溫最高的2個月，與其他地區(qū)完全相反，這應與該站特殊地形有關。該站處于南嶺山脈和雪峰山脈交界處的低洼地帶，夏季西南季風沿低洼地帶向東北運動，暖濕氣流受地形收縮抬升，更易凝結形成平流大霧天氣。20世紀90年代以后，由于氣溫上升明顯，7、8月最低氣溫也明顯上升，空氣不易到達露點，綏寧站夏季大霧也明顯減少。

圖3 1960—2008年邵陽各站大霧逐月累積日數(shù)柱形圖

4.3 大霧日變化特點

大霧有明顯的日變化特點，我國內陸以夜間大霧為主。由于邵陽部分測站夜間不進行氣象觀測，所以選用夜間進行觀測的邵陽市基本氣象觀測站資料來分析大霧日變化。圖4a、4b分別是邵陽市1960—2008年累年逐時霧變化曲線及生成、消散時間變化曲線。資料按以下規(guī)則統(tǒng)計，如：霧生成于6：10，消散于8：50，則認為 6、7、8 各有霧 1 次，生成于6-7時，消散于8-9時。圖4a反映霧累年逐時分布，圖4b則反映霧的生成、消散隨時間變化情況。

從圖4a分析可發(fā)現(xiàn)，1 d之中24 h都有大霧，02—10時是大霧存在的主要時段，其中05—09時頻率最高，10時以后，迅速減少，13—23時頻率最低。

由圖4b可見23—09時均可能發(fā)生大霧，05—07時為大霧主要生成時段;月間變化為：冬半年生成時間跨度大，02—08時生成大霧的可能性均較大;夏半年主要集中在05—06時。大霧冬半年消散晚，夏半年消散早，消散時間多在08—10時，邵陽市日出時間為5：06(夏至)～6：52(冬至)，大霧大多數(shù)在日出1～2 h以后消散。

以上可見大霧主要集中在02—10時，在凌晨開始發(fā)展，清晨加強。在日出后1～2h之內，由于近地層溫度還在繼續(xù)下降，再加上地面蒸發(fā)及微弱的湍流交換，大霧并未立即消散，其后隨著大氣升溫，才逐漸消散或者抬升變成碎層云。

5 大霧的垂直結構特點

2009年1月9日、30日，12月3日、30日及2010年1月3日邵陽地區(qū)均出現(xiàn)較大范圍的大霧，利用ncep再分析資料制作這6 d 08時邵陽市附近(27°N，111°E)的層結曲線，分析這6次大范圍大霧出現(xiàn)時邵陽市附近大氣垂直結構特點，發(fā)現(xiàn)：低空有明顯的逆溫層，一般位于850 hPa附近，有時會出現(xiàn)雙層逆溫，低層逆溫位于850 hPa附近或以下，上層逆溫位于700 hPa附近;近地面濕度大，在地面至850 hPa附近有一個相對濕度大于70%的濕層存在;干層位于700～500 hPa附近，相對濕度由地面的80%以上劇減至40%以下，從濕層至干層具有較大的遞減率。因此邵陽地區(qū)發(fā)生大范圍大霧時，垂直結構具有層結穩(wěn)定、低空逆溫、上干下濕的特點。

6 小結

①邵陽地區(qū)大霧具有空間分布不均的特點，山體南面的低洼地帶較山脈北側更易形成大霧，在有利天氣條件下，要加強這些地帶的大霧預報、預警。

②邵陽地區(qū)大霧具有明顯的年、季變化特點：年大霧日數(shù)有明顯的減少趨勢，以綏寧站減少最明顯;一年四季都有大霧出現(xiàn)，除綏寧外，主要出現(xiàn)在冬半年。

③邵陽市大霧以夜間輻射霧為主，多數(shù)集中在02—10時;生成時間主要集中在05—07時，消散時間主要集中在08—10時，冬半年出現(xiàn)早，消散晚，夏半年出現(xiàn)晚消散早。

④邵陽地區(qū)發(fā)生大范圍大霧時，大氣垂直結構具有層結穩(wěn)定、低空逆溫、上干下濕的特點。

［1］ 金磊.城市災害學原理［M］.北京：氣象出版社，1997.

［2］ 袁成松，等.高速公路上能見度的監(jiān)測與預報［J］.氣象，2003，29(11)：36-40.

［3］ 何金梅，王冬梅，等.甘肅省高等級公路沿線大霧天氣氣候特征及其預報服務［J］. 干旱氣象，2006，24(1)：48-52.

［4］ 劉小寧，張洪政，等.我國大霧的氣候特征及變化初步解釋［J］. 應用氣象學報，2005，16(2)：220-230.

［5］ 李子華，等.1996年南京連續(xù)5天濃霧的物理結構特征［J］. 氣象學報，1999，57(5)：622-631.

［6］ 魏文華，等.近50年合肥地區(qū)大霧分析［J］.安徽農業(yè)科學，2008，36(9)：3776-3777.

P426.4

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1003-6598(2012)02-0033-03

2011-08-10

彭雙姿(1974—)，女，高工，主要從事大氣探測工作。