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(gè)國家氣象站近50 a長序列氣象觀測資料為基礎(chǔ)，分析邵陽大霧的時(shí)空分布特征及演變趨勢。分析表明：邵陽地區(qū)大霧具有時(shí)空分布不均的特點(diǎn)，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(shí);出現(xiàn)時(shí)間多集中在05—07時(shí)，消散時(shí)間多出現(xiàn)在8時(shí)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(gè)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(kuò)大，交通運(yùn)輸日益發(fā)達(dá)，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(nèi)的一種災(zāi)害性天氣［1］，易導(dǎo)致交通運(yùn)輸受阻，嚴(yán)重影響公路運(yùn)輸、航運(yùn)和航空秩序，給人們帶來生命危險(xiǎn)和財(cái)產(chǎn)損失，也會給國家造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

近年來對霧的影響、氣候特征、物理過程、區(qū)域時(shí)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(zāi)害性天氣之一。劉小寧［4］等分析我國大霧的氣候特征，認(rèn)為大城市大霧具有減少趨勢，與城市熱島效應(yīng)有關(guān);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(jié)構(gòu)的主要因子及與宏觀發(fā)展過程之間的關(guān)系。魏文華［6］等研究合肥地區(qū)大霧特征，認(rèn)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(shí)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(shí)及區(qū)域變化特點(diǎn)，為大霧預(yù)報(bào)、預(yù)警提供有意義的參考，為當(dāng)?shù)亟煌?、運(yùn)輸?shù)炔块T提供更準(zhǔn)確的氣象信息服務(wù)。

2 資料和方法

本文利用邵陽市1960—2008年48 a10個(gè)國家基本(基準(zhǔn))站的大霧天氣現(xiàn)象觀測資料進(jìn)行平均統(tǒng)計(jì)和月季分布分析，將典型站和10站平均大霧日數(shù)資料進(jìn)行了大霧日數(shù)線性趨勢統(tǒng)計(jì);利用基本站1960—2008年資料進(jìn)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(jì)方法［7］，用 xi表示逐年大霧日數(shù)，用 ti表示與 xi一一對應(yīng)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(shí)間t之間的關(guān)系。其中回歸系數(shù)b表示大霧的趨勢傾向，b＞0表示隨時(shí)間t的增加x呈上升趨勢，b＜0說明隨時(shí)間t增加呈下降趨勢，同時(shí)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(diǎn)

邵陽市地處湖南省中南部，多為輻射霧。離散點(diǎn)的氣象站觀測的大霧現(xiàn)象不能很準(zhǔn)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(diǎn)。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(dá)53 d之多，為邵陽之最，可能跟地理位置有關(guān)。綏寧縣城坐落在雪峰山脈南側(cè)，南嶺山脈西側(cè)，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(fēng)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(cè)，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(fēng)效應(yīng)影響形成干熱風(fēng)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(dá)40 d之多?？梢娚矫}南側(cè)或西南側(cè)低洼地，弱南風(fēng)使近地層空氣沿地形略微抬升，較山脈北側(cè)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(diǎn)

根據(jù)邵陽地區(qū)10個(gè)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(jì)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(dá)-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(jì)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(rèn)為大城市大霧的減少與城市環(huán)境變化有關(guān)，可能受到城市熱島效應(yīng)的影響。綏寧縣縣城不大，熱島效應(yīng)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(guān)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(jì)50—60年代過度砍伐造成林木覆蓋明顯減少，該時(shí)段與大霧劇減時(shí)段(圖2b)對應(yīng)較好，因此該區(qū)植被變化與霧日減少有一定關(guān)系。

4.2 大霧月季分布特點(diǎn)

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(nèi)陸，主要為輻射霧。由于冬季夜間地面輻射冷卻，使空氣達(dá)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(shí)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(shí)段，1960—2008年7、8兩個(gè)月霧日累積天數(shù)高達(dá)770 d之多。多發(fā)時(shí)段出現(xiàn)在氣溫最高的2個(gè)月，與其他地區(qū)完全相反，這應(yīng)與該站特殊地形有關(guān)。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(fēng)沿低洼地帶向東北運(yùn)動，暖濕氣流受地形收縮抬升，更易凝結(jié)形成平流大霧天氣。20世紀(jì)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(dá)露點(diǎn)，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(diǎn)

大霧有明顯的日變化特點(diǎn)，我國內(nèi)陸以夜間大霧為主。由于邵陽部分測站夜間不進(jìn)行氣象觀測，所以選用夜間進(jìn)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(shí)霧變化曲線及生成、消散時(shí)間變化曲線。資料按以下規(guī)則統(tǒng)計(jì)，如：霧生成于6：10，消散于8：50，則認(rèn)為 6、7、8 各有霧 1 次，生成于6-7時(shí)，消散于8-9時(shí)。圖4a反映霧累年逐時(shí)分布，圖4b則反映霧的生成、消散隨時(shí)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(shí)是大霧存在的主要時(shí)段，其中05—09時(shí)頻率最高，10時(shí)以后，迅速減少，13—23時(shí)頻率最低。

由圖4b可見23—09時(shí)均可能發(fā)生大霧，05—07時(shí)為大霧主要生成時(shí)段;月間變化為：冬半年生成時(shí)間跨度大，02—08時(shí)生成大霧的可能性均較大;夏半年主要集中在05—06時(shí)。大霧冬半年消散晚，夏半年消散早，消散時(shí)間多在08—10時(shí)，邵陽市日出時(shí)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(shí)，在凌晨開始發(fā)展，清晨加強(qiáng)。在日出后1～2h之內(nèi)，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(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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(shí)邵陽市附近(27°N，111°E)的層結(jié)曲線，分析這6次大范圍大霧出現(xiàn)時(shí)邵陽市附近大氣垂直結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)：低空有明顯的逆溫層，一般位于850 hPa附近，有時(shí)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(gè)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(shí)，垂直結(jié)構(gòu)具有層結(jié)穩(wěn)定、低空逆溫、上干下濕的特點(diǎn)。

6 小結(jié)

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

②邵陽地區(qū)大霧具有明顯的年、季變化特點(diǎn)：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(shí);生成時(shí)間主要集中在05—07時(shí)，消散時(shí)間主要集中在08—10時(shí)，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(shí)，大氣垂直結(jié)構(gòu)具有層結(jié)穩(wěn)定、低空逆溫、上干下濕的特點(diǎn)。

［1］ 金磊.城市災(zāi)害學(xué)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(yù)報(bào)［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(yù)報(bào)服務(wù)［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(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，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(jié)構(gòu)特征［J］. 氣象學(xué)報(bào)，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(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(9)：3776-3777.

P426.4

B

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。