王文娟，劉立群，王曉彬，彭永泰

(江西省吉安市氣象局，江西吉安 343000)

吉安市大霧時(shí)空分布特征及客觀預(yù)報(bào)方法研究

王文娟，劉立群，王曉彬，彭永泰

(江西省吉安市氣象局，江西吉安 343000)

摘要利用吉安市11個(gè)地面氣象觀測(cè)站2006～2010年氣象觀測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)分析了吉安市的大霧時(shí)空分布特征；基于2006～2010年吉安市84個(gè)區(qū)域性大霧(≥3站)過(guò)程實(shí)況資料，對(duì)大氣環(huán)流背景進(jìn)行天氣學(xué)分型，并對(duì)其成因進(jìn)行分析，揭示了地形與大霧的關(guān)系。通過(guò)普查相關(guān)氣象因子，篩選出與大霧相關(guān)性較好的預(yù)報(bào)因子，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，建立吉安市大霧能見(jiàn)度預(yù)報(bào)方程。通過(guò)對(duì)2013年10月～2014年10月22次區(qū)域性大霧(≥3站)過(guò)程進(jìn)行預(yù)報(bào)效果檢驗(yàn)，報(bào)對(duì)19次，空?qǐng)?bào)0次，漏報(bào)3次，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率86.4%，檢驗(yàn)效果較理想，體現(xiàn)較好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞大霧；時(shí)空分布；天氣學(xué)分型；預(yù)報(bào)方法

吉安市地處長(zhǎng)江中下游以南(25°58′32″～27°57′50″N、113°46′～115°56′E)，位于江西省中西部，贛江中游，羅霄山脈中段，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。大霧屬于比較常見(jiàn)的災(zāi)害性天氣之一，秋冬季節(jié)為高發(fā)時(shí)段[1]，由于境內(nèi)地形條件復(fù)雜，大霧發(fā)生具有不確定性，預(yù)測(cè)難度相對(duì)較大，為短期預(yù)報(bào)中的一個(gè)難點(diǎn)。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，汽車尾氣以及工礦企業(yè)排放污染物增多，大霧中的凝結(jié)核包含大量的各種各樣的雜質(zhì)和化學(xué)微粒，直接危害人體健康，同時(shí)大霧天氣對(duì)交通帶來(lái)的不利影響愈發(fā)凸顯，尤其是高速公路大霧引發(fā)的交通事故劇增，為減少大霧天氣帶來(lái)的不利影響，開(kāi)展對(duì)當(dāng)?shù)卮箪F的預(yù)報(bào)研究十分必要。

大霧發(fā)生具有季節(jié)性和時(shí)段性，且受地形和環(huán)境等因素影響較大，這些局限性均在不同程度上給大霧預(yù)報(bào)增加了難度。國(guó)內(nèi)一些氣象學(xué)者對(duì)大霧開(kāi)展了大量研究，但大多局限于各自地區(qū)[2-6]。如陳石忠等[3]對(duì)萍鄉(xiāng)地區(qū)霧的特征及預(yù)報(bào)方法進(jìn)行了分析，建立了針對(duì)不同季節(jié)的大霧預(yù)報(bào)方程；姚蓉等[7]對(duì)湖南大霧氣候特征從天氣學(xué)原理角度進(jìn)行了成因分析；鄧小麗等[8]用PP法建立了大霧預(yù)報(bào)方程，利用數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品制作出未來(lái)24h大霧預(yù)報(bào)。目前吉安市在大霧預(yù)報(bào)實(shí)際業(yè)務(wù)工作中，一直停留在依靠經(jīng)驗(yàn)的主觀判斷基礎(chǔ)上進(jìn)行，缺乏一套相對(duì)完善的客觀預(yù)報(bào)方法，預(yù)報(bào)結(jié)果不甚理想。為此，筆者利用吉安市11個(gè)地面氣象觀測(cè)站2006～2010年氣象觀測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)分析了吉安市的大霧時(shí)空分布特征，基于2006～2010年吉安84個(gè)區(qū)域性大霧過(guò)程實(shí)況資料，對(duì)大氣環(huán)流背景進(jìn)行天氣學(xué)分型，通過(guò)分析其環(huán)境條件及成因，普查相關(guān)氣象因子，篩選出具有代表性的大霧預(yù)報(bào)指標(biāo)，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立吉安市大霧能見(jiàn)度預(yù)報(bào)方程，為大霧預(yù)報(bào)提供參考。

1資料選取及區(qū)域劃分

選取吉安市 2006～2010年地面和高空氣象觀測(cè)資料。吉安市下轄11個(gè)縣(市)區(qū)，由于東西及南北跨度較大，且地形條件復(fù)雜，導(dǎo)致大霧區(qū)域分布不均，在日常業(yè)務(wù)中將地域劃分為北部(新干、峽江、永豐)、西部(安福、永新、廈坪)、中部(吉水、吉安市、吉安縣)和南部(泰和、萬(wàn)安、遂川)4個(gè)片區(qū)。

2吉安市大霧時(shí)空分布特征分析

2.1大霧的時(shí)間分布

2.1.1年變化。由圖1可見(jiàn)，2006～2010年吉安市大霧日數(shù)呈明顯跳躍式變化，其中有2個(gè)大霧高峰年份，一個(gè)高峰為2006年，全市年平均大霧日數(shù)為23.5d，另一個(gè)高峰為2010年，全市年平均大霧日數(shù)為23.3d；低谷期為2007～2008年，大霧呈陡降趨勢(shì)，分別為17.2和16.7d，2009年呈陡增趨勢(shì)，增加至為20.2d。大霧這種跳躍式變化可能與當(dāng)前城鎮(zhèn)化建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)張、工礦企業(yè)污染物排放量增多以及全球氣候變暖有關(guān)。

圖1　2006～2010年吉安市大霧年變化Fig.1　The annual variation of dense fog in Jian City during 2006-2010

2.1.2月變化。從吉安市大霧月變化(圖2)可看到，10月～次年4月大霧發(fā)生頻率較高，其中12月份出現(xiàn)最多，其次為1月份，而6～8月份出現(xiàn)最少。

圖2　2006～2010年吉安市大霧月變化Fig.2　The monthly variation of dense fog in Jian City during 2006-2010

2.1.3季變化。大霧天氣的季節(jié)分布(圖3)顯示，吉安市一年四季均有霧，且具有明顯的季節(jié)變化，冬半年多于夏半年，最多出現(xiàn)在冬季，其次春季，最少在夏季。秋冬交替時(shí)節(jié)大霧出現(xiàn)頻繁，主要是因?yàn)槔淇諝饣顒?dòng)增多，吉安常處冷高壓的控制之下，以輻射霧為主；春季出現(xiàn)大霧主要是由于南方的暖濕氣流開(kāi)始活躍，低層有弱的冷空氣補(bǔ)充南下，空氣中的水汽遇冷凝結(jié)成霧滴，在空中積聚便形成大霧；而夏季大霧則出現(xiàn)較少，這主要與大氣缺乏靜穩(wěn)條件相關(guān)。

圖3　2006～2010年吉安市大霧季節(jié)分布Fig.3　Seasonal distribution of dense fog in Jian City during 2006-2010

2.1.4日變化。普查吉安大霧的日變化發(fā)現(xiàn)，當(dāng)表現(xiàn)為輻射霧時(shí)呈現(xiàn)明顯的日變化，通常前一日20：00～次日08：00出現(xiàn)，日出前05：00～08：00達(dá)到最濃，日出后隨著氣溫升高，09：00～12：00逐漸消散，一般很少在12：00以后消散，與晴好天氣對(duì)應(yīng)；當(dāng)表現(xiàn)為平流霧時(shí)則日變化不明顯，一天中任何時(shí)候均可出現(xiàn)，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，與陰雨天氣對(duì)應(yīng)。

2.2大霧的空間分布從圖4可看出，2006～2010年吉安市大霧區(qū)域分布不均，山區(qū)多平原少，北部多、南部少。有2個(gè)大值中心，一個(gè)大值中心位于吉安西南部山區(qū)井岡山，年平均大霧日數(shù)為91.6d，由于境內(nèi)最高峰海拔高度達(dá)1 841m，通常會(huì)產(chǎn)生云霧繚繞的景象，多發(fā)與其特殊地形有關(guān)；另一個(gè)大值中心位于吉安北部永豐、新干縣境內(nèi)，其中永豐縣位居榜首25.0d，其次為新干縣20.6d；吉安、泰和縣基本持平，年平均大霧日數(shù)為16.0d；峽江縣為12.8d，吉水縣為11.0d，萬(wàn)安、安福均為10.0d，永新縣為8.8d，出現(xiàn)大霧最少的區(qū)域位于遂川縣，年平均僅為2.6d。吉安市大霧分布從多到少依次為井岡山、永豐、新干、廈坪、吉安、泰和、峽江、吉水、萬(wàn)安、安福、永新、遂川，大霧高發(fā)區(qū)域主要位于西南部山區(qū)、吉安北部、贛江沿線附近的地區(qū)以及吉泰盆地中心一帶。

圖4　2006～2010年吉安市大霧空間分布Fig.4　The spatial distribution of dense fog in Jian City during 2006-2010

3大霧環(huán)流背景分析

大霧發(fā)生屬于小概率天氣事件，但與特定的大尺度環(huán)流背景密切相聯(lián)。2006～2010年吉安市共有84個(gè)區(qū)域性大霧(≥3站)過(guò)程，利用2006～2010年吉安市高空、地面觀測(cè)資料，分析霧日08：00環(huán)流形勢(shì)并進(jìn)行天氣學(xué)分型。高空500hPa環(huán)流形勢(shì)有低槽過(guò)境、槽后西北氣流、槽前西南氣流或偏西氣流4種類型，地面形勢(shì)主要有地面高壓型、地面高壓(冷鋒)底前部型、地面倒槽型、入海高壓后部型4種類型。

3.1地面高壓型這種類型的大霧常出現(xiàn)于晴好天氣。高空500hPa處槽后西北氣流控制，700、850hPa為一致偏北氣流；地面圖上(圖5a)，吉安處于地面冷高壓控制下的均壓場(chǎng)中，由于夜間強(qiáng)烈的輻射冷卻降溫，近地層濕度達(dá)到飽和，容易凝結(jié)成霧。這種類型多出現(xiàn)在秋冬之交，以輻射霧居多。

3.2地面高壓(冷鋒)底前部型地面圖上(圖5b)，吉安處于冷鋒前暖區(qū)均壓場(chǎng)中，蒙古國(guó)有強(qiáng)大的冷高壓，冷空氣沿西北路徑向東南方向擴(kuò)散南下。高空500hPa通常處于槽區(qū)，盛行西南偏西氣流或槽后西北偏西氣流，850hPa通常處于弱高壓(脊)中均壓場(chǎng)中，850hPa以下往往有逆溫層存在，且逆溫層的溫差通?！? ℃，穩(wěn)定的逆溫層結(jié)阻礙了大氣的垂直運(yùn)動(dòng)，使低層水汽不易擴(kuò)散，為產(chǎn)生大霧提供了重要條件。這種形勢(shì)常出現(xiàn)在秋冬之交和春末，多表現(xiàn)為輻射霧或平流-輻射霧。

3.3地面倒槽型這種形勢(shì)的大霧天氣通常預(yù)示北方有強(qiáng)冷空氣(寒潮)堆積醞釀，未來(lái)將大舉南下。高空500hPa從貝加爾湖以西至鄂海一帶為一寬廣的橫槽區(qū)，表明有強(qiáng)冷空氣醞釀堆積，中低緯高原上空伴有低槽東移,700hPa吉安處于槽前偏西氣流中，850hPa為西南氣流，贛北北部有切變存在，中低層西南氣流強(qiáng)盛，低層水汽接近飽和；地面圖上(圖5c)，西南、華南有倒槽伸入江南地區(qū)，吉安處暖倒槽之中的均壓區(qū)，由于空氣濕度大，含水量增多，溫度露點(diǎn)差很小幾乎接近飽和，非常容易形成大霧天氣。這種形勢(shì)大多出現(xiàn)在冬末初春，以平流霧居多。

3.4入海高壓后部型這種形勢(shì)的大霧天氣通常預(yù)示北方有強(qiáng)冷空氣(寒潮)堆積醞釀，未來(lái)將大舉南下。高空500hPa高緯度地區(qū)貝加爾湖一帶有一寬廣橫槽，有強(qiáng)冷空氣積聚，中低緯度四川東部有低槽逐漸東移，吉安位于槽前弱西南氣流中；700、850hPa為偏南氣流中，高低空為上下一致的偏南氣流，暖濕氣流充沛，短波槽攜帶弱冷空氣滲透南下；地面圖上(圖5d)，貝加爾湖西側(cè)有一強(qiáng)大的冷高壓中心，吉安位于入海高壓后部的偏南氣流中，為東高西低形勢(shì)，微風(fēng)且濕度大，靜穩(wěn)條件下使得大氣中污染物不易擴(kuò)散，空氣中凝結(jié)核積聚，非常容易出現(xiàn)大霧。吉安冬季、初春季出現(xiàn)較多，以平流-輻射霧為主。

注：a.地面高壓型(2008年12月15日08：00)；b.地面高壓(冷峰)底前部型(2006年12月15日08：00)；c.地面倒槽型(2006年3月8日08：00)；d.入海高壓后部型(2010年12月4日08：00)。Note：Ground high pressure type(08：00 Dec.15 2008)；b.Ground high pressure(cold front)bottom front type(08：00 Dec.15 2006)；c.Ground trough (08：00 Mar.8 2006)；d.High pressure rear type(08：00 Dec.4 2010).圖5　吉安市大霧地面形勢(shì)Fig.5　Ground situation of dense fog in Jian City

4環(huán)境條件分析

大霧生成與特定的天氣形勢(shì)和多種氣象要素有關(guān)，在此對(duì)2006～2010年區(qū)域性大霧日08：00的環(huán)境條件進(jìn)行了相關(guān)分析。

4.1水汽條件首先近地面層附近充沛的水汽是大霧形成的必要條件。由于大霧是由空氣中大量微小的水滴和冰晶等懸浮物凝結(jié)而成，因此近地面層必須具備充足的水汽才能產(chǎn)生大霧。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，地面溫度露點(diǎn)差T-Td≤2 ℃，近地面層水汽接近飽和狀態(tài)為成霧提供了先決條件。

4.2氣壓條件 分析地面氣壓場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，25°～30°N、110°～120°E范圍內(nèi)等壓線≤2根，即相差5.0hPa，吉安常處于弱高壓或均壓場(chǎng)控制之中，這種靜穩(wěn)狀態(tài)有利于出現(xiàn)大霧。

4.3風(fēng)速條件分析發(fā)現(xiàn)，吉安市地面平均風(fēng)速通常為1～3m/s，微風(fēng)對(duì)大霧形成非常有利，微風(fēng)加強(qiáng)了近地面層的亂流作用，使輻射冷卻作用擴(kuò)散到一定高度，同時(shí)輸送水汽到一定高度，有利于形成一定厚度的霧。風(fēng)力過(guò)大或過(guò)小對(duì)大霧的形成均不利，風(fēng)力過(guò)大，亂流作用太強(qiáng)，風(fēng)力太小，輻射冷卻只能影響到近地面很薄的氣層。因此大霧的形成既需要相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境以防水汽被吹散，又需要一定的氣流混合以加入冷卻范圍。

4.4層結(jié)條件大氣層結(jié)穩(wěn)定是大霧形成的重要條件，低空和近地面層存在逆溫是有利于大霧發(fā)生的主要物理機(jī)制。近地面逆溫有利于近地面層水汽積累，低空逆溫使近地面層水汽不易擴(kuò)散而聚集，有利于近地面層維持潮濕，不利于水汽的擴(kuò)散，對(duì)大霧形成有利。分析2006～2010年區(qū)域性大霧過(guò)程08：00南昌、贛州站探空?qǐng)D發(fā)現(xiàn)，低層伴有逆溫層存在，一般700hPa以上氣層穩(wěn)定，而700hPa以下存在明顯的逆溫層，通常700～850、850～925hPa或近地面層925～1 000hPa有逆溫層。一般形成平流霧的逆溫層較厚，平流霧的天氣一般以陰云天氣居多，由于太陽(yáng)輻射很難沖破逆溫層結(jié)；而輻射霧時(shí)一般是在晴空背景之下產(chǎn)生，由于地面長(zhǎng)波輻射降溫形成的逆溫層，在探空?qǐng)D上表現(xiàn)為淺薄的逆溫層，一旦太陽(yáng)出來(lái)氣溫升高后，逆溫層將逐漸減弱直至消失。因此一般平流霧持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，沒(méi)有明顯的日變化，而輻射霧日變化較明顯。雨霧天氣探空曲線相對(duì)不典型，不一定存在明顯的逆溫結(jié)構(gòu)，由于低層大氣濕度處于飽和狀態(tài)，與普通層狀云降水天氣相似。

綜上分析可知，大霧形成須滿足以下4個(gè)基本條件：近地層濕度較大、地面氣壓梯度較小、近地面風(fēng)速較小、大氣層結(jié)穩(wěn)定(逆溫)。

5前1d14：00氣象要素特征

在預(yù)報(bào)次日大霧時(shí)，須在準(zhǔn)確對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品解釋應(yīng)用的基礎(chǔ)上，參考本站前1d14:00地面氣象要素。

5.1相對(duì)濕度分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前1d08:00高空500hPa為槽后西北氣流時(shí)，14：00相對(duì)濕度大多為40%～60%，次日主要以輻射霧為主；當(dāng)大霧前1d08:00高空500hPa為低槽過(guò)境，14：00相對(duì)濕度大多為70%～90%，次日以輻射霧為主，平流霧出現(xiàn)較少。

5.2溫度露點(diǎn)差普查前1d14：00溫度露點(diǎn)差發(fā)現(xiàn)，晴空背景下發(fā)生的輻射霧T-Td≤12 ℃為大霧發(fā)生的臨界指標(biāo)，14：00溫度露點(diǎn)差愈小，夜間輻射冷卻降溫愈明顯，對(duì)次日形成大霧有利。

5.3風(fēng)力分析前1d14:00風(fēng)速發(fā)現(xiàn)，表現(xiàn)為輻射霧時(shí)一般地面偏北風(fēng)≤4m/s，平流霧時(shí)風(fēng)速偏南風(fēng)則相對(duì)寬松一些，一般地面偏南風(fēng)≤5m/s，有利于暖濕氣流向霧區(qū)輸送。

5.4總云量分析前1d14：00天空狀況發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前1d08：00高空500hPa為槽后西北氣流時(shí)，14：00以晴天或少云為主，夜間輻射降溫明顯，氣溫日較差大，由于輻射冷卻作用凝結(jié)形成輻射霧；當(dāng)前1d08:00高空500hPa為低槽過(guò)境，14：00天空云量為9～10成，預(yù)計(jì)晚上天氣快速轉(zhuǎn)好，則次日出現(xiàn)大霧的可能性大。

5.5氣壓梯度分析發(fā)現(xiàn)前1d14:00弱氣壓系統(tǒng)對(duì)次日大霧形成具有較強(qiáng)的指示意義，14:00氣壓系統(tǒng)較弱(均勻場(chǎng)、鞍型場(chǎng))，大氣處于相對(duì)靜穩(wěn)狀態(tài)對(duì)夜間形成大霧非常有利。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，大霧前1d氣壓梯度是25°～30°N、110°～120°E范圍內(nèi)等壓線≤2根。

6地形與大霧的關(guān)系

大霧發(fā)生具有地域性特點(diǎn)，吉安市地形條件比較復(fù)雜，從地形地貌上看，主要以丘陵、山地和小平原為主，整個(gè)地勢(shì)東西高聳、南部突起、中部低平、北部平坦而由邊及里三面逐漸向北傾斜，呈階梯狀構(gòu)成以吉安、泰和為中心的吉泰盆地，江西最大的河流贛江從南向北貫穿其中。新干縣位于吉安市最北端，境內(nèi)呈“川”字形，地勢(shì)平坦，且贛江穿城而過(guò)，水體增濕效應(yīng)導(dǎo)致近地層濕度相對(duì)較大，一旦具備成霧的天氣形勢(shì)，大霧發(fā)生幾率極高；峽江縣位于吉安市北部，贛江自南向北貫穿縣境，全境地勢(shì)為東南、西北部高，向中部贛江傾斜，丘陵與山地交錯(cuò)，還有黃金江、盤龍江等多條河流經(jīng)過(guò)，水體增濕效應(yīng)明顯，只要有利于大霧的環(huán)流形勢(shì)也容易出現(xiàn)大霧；永豐縣位于吉安市東北部，則以丘陵和山地交錯(cuò)呈長(zhǎng)帶型，位于吉泰盆地以東，特殊的地形條件對(duì)霧形成有利，近年來(lái)永豐大霧增多趨勢(shì)較明顯；吉水縣位于吉安中北部，贛江縱流北上，地形南北長(zhǎng)東西窄，地勢(shì)東南高西北低，地貌以丘陵為主；吉安市(區(qū))位于中部，贛江途經(jīng)之地，為吉安政治文化中心，盆地的特殊地理結(jié)構(gòu)及城市熱島效應(yīng)逐年加劇使城區(qū)大霧日數(shù)有增多趨勢(shì)；泰和縣位于吉安市中南部，為吉泰盆地中心，橫跨贛江兩岸，近年來(lái)大霧呈現(xiàn)增多趨勢(shì)；萬(wàn)安縣位于吉安市中南部、贛江中下游，地形以中低山、丘陵為主；廈坪位于吉安市西南部，井岡山市新城區(qū)，地形較平坦，一旦形勢(shì)具備也容易出現(xiàn)大霧；永新縣位于吉安西南部，地貌以山地、丘陵為主，地勢(shì)南北高、中部低，并從南北兩側(cè)向中部?jī)A斜，這種盆地地貌對(duì)形成大霧有利；遂川縣、安?？h大霧日最少，由于兩地三面環(huán)山，不易形成霧。

綜上所述，在特定的大尺度環(huán)流背景下，大霧產(chǎn)生可能與其特殊地形關(guān)系密切，其中贛江水體增濕效應(yīng)為產(chǎn)生大霧的一個(gè)重要誘因，另外潮濕的山谷、洼地、盆地及水面等自然地理?xiàng)l件為大霧形成的外部因素。

7大霧預(yù)報(bào)方程建立及效果檢驗(yàn)

通過(guò)對(duì)大霧分型及成因分析后，大概能總結(jié)出吉安大霧的預(yù)報(bào)指標(biāo)及著眼點(diǎn)。吉安大霧主要有輻射霧、平流霧或平流-輻射霧。首先確定影響系統(tǒng)，初步判斷吉安次日有無(wú)大霧，如果無(wú)霧則預(yù)報(bào)吉安次日無(wú)霧；如果有霧，就對(duì)其進(jìn)行分型，繼續(xù)考慮其他條件，結(jié)合當(dāng)?shù)?4：00地面實(shí)況資料和地形，制作次日大霧預(yù)報(bào)。

7.1消空指標(biāo)在做當(dāng)?shù)卮箪F預(yù)報(bào)時(shí)，為了減少空?qǐng)?bào)率，須對(duì)相應(yīng)的氣象要素進(jìn)行消空處理。通過(guò)之前對(duì)大霧前1d14：00的相關(guān)氣象要素特征進(jìn)行相應(yīng)分析之后，基本能概括出形成大霧所必須具備的氣象要素條件，從而得出大霧天氣的具體消空指標(biāo)(表1)。針對(duì)輻射霧和平流霧進(jìn)行了相應(yīng)的區(qū)分，若預(yù)計(jì)次日將出現(xiàn)輻射霧時(shí)，當(dāng)14：00 T-Td>12 ℃、∣T最低- Td∣>4 ℃，相對(duì)濕度地面高壓型>80%、低槽過(guò)境雨后轉(zhuǎn)晴型>98%，風(fēng)速偏北風(fēng)>4m/s或偏南風(fēng)>5m/s、預(yù)計(jì)次日偏北風(fēng)>3m/s或偏南風(fēng)>4m/s，只要達(dá)到其中任一條件，則進(jìn)行消空處理；若預(yù)計(jì)次日將出現(xiàn)平流霧時(shí)，當(dāng)14：00 T-Td>10 ℃、∣T最低- Td∣>5 ℃、偏南風(fēng)>5m/s、預(yù)計(jì)次日偏北風(fēng)4m/s或偏南風(fēng)>5m/s，只要達(dá)到其中任一條件，將進(jìn)行消空處理(表1)。

7.2預(yù)報(bào)指標(biāo)

7.2.1輻射霧。

7.2.1.1環(huán)流形勢(shì)。 吉安秋冬季節(jié)主要以輻射霧為主，產(chǎn)生輻射霧的天氣形勢(shì)：①地面氣壓梯度很小，處于弱氣壓場(chǎng)(均壓場(chǎng)、鞍型場(chǎng))；②500hPa一般為西北或偏西氣流；③850hPa一般為高壓脊或反氣旋環(huán)流；④當(dāng)日吉安有降水發(fā)生，預(yù)計(jì)低槽快速過(guò)境，雨后次日轉(zhuǎn)晴易形成輻射霧。

表1　相關(guān)氣象因素消空指標(biāo)

7.2.1.2地形因素。輻射霧多產(chǎn)生于潮濕的山谷、洼地、盆地以及水系發(fā)達(dá)的地區(qū)。吉安市大霧多發(fā)帶主要位于贛江沿線一帶的地區(qū)、盆地以及西南部山區(qū)，預(yù)計(jì)次日有大霧出現(xiàn)時(shí)則優(yōu)先考慮以上地區(qū)。

7.2.1.3氣象要素。①近地面存在逆溫層是大霧形成及維持的基本條件，因此地面溫度與925hPa或1 000hPa溫差為判斷次日能否出現(xiàn)逆溫的重要依據(jù)；②輻射霧形成對(duì)風(fēng)速的要求很高，經(jīng)過(guò)普查分析地面風(fēng)速一般≤3m/s；③關(guān)注上游地區(qū)的云系變化，未來(lái)是否會(huì)影響吉安市，且預(yù)計(jì)次日高云或少云時(shí)則對(duì)形成輻射霧有利；④14：00相對(duì)濕度比平常明顯偏高，約偏高10%～20%，20：00相對(duì)濕度≥80%，晴空、微風(fēng)，有利于次日出現(xiàn)大霧；⑤關(guān)注上游地區(qū)前1d有無(wú)大霧發(fā)生，若有次日則出現(xiàn)大霧的可能性較大。

7.2.2平流霧(平流-輻射霧)。

7.2.2.1環(huán)流形勢(shì)。吉安冬末初春時(shí)節(jié)，由于暖濕氣流開(kāi)始活躍，北方有弱冷空氣擴(kuò)散南下，主要以平流霧為主。產(chǎn)生平流霧的天氣形勢(shì)：①入海高壓后部平流霧，入海高壓后部的偏東或偏南氣流有利于形成弱的冷平流，且底層濕度條件轉(zhuǎn)好，地面氣溫一直處于回暖狀態(tài)；高空700和850hPa為弱的暖平流，暖濕氣流在冷的下墊面上滑行有利于出現(xiàn)平流霧(平流-輻射霧)。②鋒前平流霧，冷鋒前或低槽前的偏南氣流有利于暖濕空氣的輸送，容易出現(xiàn)平流霧。③地面氣壓梯度很小，處于弱氣壓場(chǎng)(均壓場(chǎng)、鞍型場(chǎng))。④500hPa一般為西南或偏西氣流。

7.2.2.2氣象要素。①低空及近地面存在逆溫層是大霧形成及維持的基本條件；②平流霧對(duì)風(fēng)有一定的要求，經(jīng)過(guò)普查分析地面風(fēng)速一般≤5m/s，風(fēng)速太大則不利于暖濕氣流的輸送；③關(guān)注上游地區(qū)是否出現(xiàn)大霧，如形勢(shì)相似則表明本站出現(xiàn)平流霧的可能性大。

7.3預(yù)報(bào)方程建立為獲取大霧能見(jiàn)度的預(yù)報(bào)因子，對(duì)能見(jiàn)度和前1d14:00地面氣象要素資料進(jìn)行了相關(guān)分析，篩選具有代表性的因子建立多元回歸方程：y=-3.007 8+0.020 4x1+0.161 8x2+0.023 2x4+0.035 0x5+0.013 6x6-0.020 8x7，式中，y為能見(jiàn)度；x1為前1d14:00露點(diǎn)溫度；x2為前1d14:00露點(diǎn)溫度差；x4為前1d最低氣溫與14:00露點(diǎn)溫度之差；x5為前1d14:00相對(duì)濕度；x6為前1d14:00風(fēng)速；x7為前1d14：00水汽壓。

7.4預(yù)報(bào)效果檢驗(yàn) 通過(guò)對(duì)2013年10月～2014年10月吉安市22次區(qū)域性大霧過(guò)程(≥3站)進(jìn)行預(yù)報(bào)效果檢驗(yàn)，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：如果預(yù)報(bào)大霧過(guò)程，必須要求實(shí)況出現(xiàn)≥3站以上才算大霧過(guò)程預(yù)報(bào)正確，若實(shí)況僅有1～2站出現(xiàn)，則視為大霧過(guò)程空?qǐng)?bào)；如果未預(yù)報(bào)大霧過(guò)程，而實(shí)況出現(xiàn)≥3站以上，則視為大霧過(guò)程漏報(bào)。從檢驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，報(bào)對(duì)19次、空?qǐng)?bào)0次、漏報(bào)3次、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)86.4%，預(yù)報(bào)效果較理想。

8小結(jié)

(1)吉安市一年四季均有大霧，大霧天氣具有明顯的波動(dòng)，冬半年多于夏半年，10月～次年4月大霧出現(xiàn)頻率較高，其中12月份出現(xiàn)最多，其次為1月份，6～8月份最少；近5a來(lái)大霧總體呈增加趨勢(shì)；大霧區(qū)域分布不均，西部山區(qū)多平原少，北部多南部少。

(2)吉安市大霧天氣分為地面高壓型、地面高壓(冷鋒)底前部型、地面倒槽型、入海高壓后部型4種基本類型。

(3)大霧出現(xiàn)前1d14:00相關(guān)氣象要素(相對(duì)濕度、風(fēng)速、總云量、降水、氣壓梯度)對(duì)預(yù)報(bào)次日大霧具有參考意義。

(4)建立吉安市大霧客觀預(yù)報(bào)方法：首先確定影響系統(tǒng)，進(jìn)行天氣學(xué)分型預(yù)報(bào)次日有無(wú)大霧，如果無(wú)則預(yù)報(bào)次日無(wú)大霧，如果有則進(jìn)一步分型，再進(jìn)行指標(biāo)消空，確立相關(guān)預(yù)報(bào)指標(biāo)(5項(xiàng))，結(jié)合14：00地面實(shí)況和當(dāng)?shù)氐匦螚l件，最終做出次日大霧預(yù)報(bào)。

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StudyonDenseFogTemporal-spatialDistributionFeaturesandObjectiveForecastingMethodinJianCity

WANGWen-juan,LIULi-qun,WANGXiao-binetal

(JianMeteorologyBureau,Jian,Jiangxi343000)

AbstractUsing weather observation data during 2006-2010 from 11 stations in Jian City, temporal-spatial features of dense fog in Jian City were analyzed; based on 84 regional dense fog live data in Jian City during 2006-2010, weather types were conducted on atmospheric circulation background, causes were analyzed, and the relationship between terrain and fog was revealed. Through reviewing related meteorological factors, forecasting factors having good coorelation with dense fog were obtained. By using mathematical statistics method, visibility forecast equation of fog was established. Through detection of forecast effect of 22 regional fog from Oct. 2013 to Oct. 2014, correct report 19 times, blank report 0 times, fail to report 3 times, the accuracy rate was 86.4%. The examination effect is ideal, reflecting good application prospect.

Key wordsDense fog; Temporal and spatial distribution; Synoptic meteorology type; Forecasting method

作者簡(jiǎn)介王文娟(1980-)，女，江西吉安人，工程師，從事短期天氣預(yù)報(bào)工作。

收稿日期2016-03-15

中圖分類號(hào)S 161.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)12-247-05