王紫竹，胡松,2,3，劉旺

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海201306；2.國(guó)家漁業(yè)工程技術(shù)研究中心，上海201306；3.上海河口海洋測(cè)繪工程技術(shù)研究中心，上海201306；4.上海海洋氣象臺(tái)，上海201306）

1 引言

上海地處東海之濱，又屬長(zhǎng)江三角洲之地，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域。上海近海屬于海霧頻發(fā)區(qū)，春冬多霧，夏秋少霧[1]。上海港船只眾多，且航道大部分狹窄（見(jiàn)圖1），在此區(qū)域內(nèi)，若發(fā)生海霧則極易引發(fā)事故，經(jīng)粗略估計(jì)，上海沿海因海霧造成的海上事故大約占海上各類事故總數(shù)的40%[1]。對(duì)此區(qū)域的海霧研究相對(duì)較少，且研究往往以統(tǒng)計(jì)分析為主[2-4]，因此研究上海近海海霧有重要意義。

以往研究表明，海霧時(shí)空結(jié)構(gòu)復(fù)雜，例如2008年4月黃海發(fā)生兩次連續(xù)海霧過(guò)程，兩次過(guò)程對(duì)沿海地區(qū)的影響程度不同，孫建翔等[5]通過(guò)對(duì)水汽來(lái)源，垂直層結(jié)構(gòu)以及霧頂長(zhǎng)波輻射的分析，解釋了其影響程度不同的原因；朱佳蓉等[6]則對(duì)上海一次長(zhǎng)時(shí)間，且變化劇烈的輻射霧過(guò)程進(jìn)行研究，分析了其演變過(guò)程，發(fā)現(xiàn)輻射降溫冷卻是此次輻射霧起霧時(shí)間較早的原因。海霧形成主要是由降溫以及增濕引起[7]，變化復(fù)雜，因此對(duì)于海霧的高精度時(shí)空結(jié)構(gòu)研究十分必要。

圖1 站點(diǎn)示意圖

空間上需要有海上不同站點(diǎn)觀測(cè)浮標(biāo)數(shù)據(jù)的支撐，以及高精度衛(wèi)星圖片的支持，才能捕捉到海霧的精細(xì)結(jié)構(gòu)，時(shí)間上需要有連續(xù)的遙感資料或者各類天氣要素實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的支撐，才能監(jiān)控到海霧隨時(shí)間變化的過(guò)程。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)十分寶貴，尤其是多個(gè)站點(diǎn)連續(xù)時(shí)間的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的幫助下能夠具體分析海霧過(guò)程每個(gè)小時(shí)的精細(xì)結(jié)構(gòu)。過(guò)去缺乏長(zhǎng)時(shí)間多站點(diǎn)精確的氣象數(shù)據(jù)，包括能見(jiàn)度、風(fēng)速方向、相對(duì)濕度等，而現(xiàn)在能獲取到時(shí)間分辨率為1h的長(zhǎng)江口南北部?jī)蓚€(gè)站點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)時(shí)的天氣情況，可以更加準(zhǔn)確的分析南北兩個(gè)站點(diǎn)在這種天氣過(guò)程中海霧發(fā)生的精細(xì)過(guò)程。

上海近海海霧持續(xù)時(shí)間一般在1 d左右，持續(xù)2 d及以上的海霧過(guò)程較為少見(jiàn)。2016年4月20—23日，上海近海發(fā)生了一次大范圍持續(xù)性海霧過(guò)程，過(guò)去認(rèn)為長(zhǎng)江口附近的海霧空間上差異性不大，但對(duì)多個(gè)海上浮標(biāo)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)研究之后發(fā)現(xiàn)并非如此。本文利用實(shí)測(cè)資料，結(jié)合再分析數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感圖像，對(duì)此次海霧過(guò)程大氣層結(jié)特征、天氣形勢(shì)、水汽條件、海氣交換特征的對(duì)比，結(jié)果表明此次海霧過(guò)程空間差異性較大是由于低壓過(guò)境風(fēng)向驟變所導(dǎo)致。本文對(duì)此次海霧過(guò)程精細(xì)結(jié)構(gòu)的分析為海霧預(yù)報(bào)提供參考。

2 資料與方法

本研究采用日本高知大學(xué)提供的Himawari衛(wèi)星可見(jiàn)光衛(wèi)星云圖，以用于分析霧過(guò)程的整體變化趨勢(shì)，采用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）所提供的ERA-Interim格點(diǎn)再分析數(shù)據(jù)，時(shí)間分辨率為6 h，水平分辨率為0.75°×0.75°，包括位勢(shì)高度、風(fēng)速風(fēng)向以及各層溫度；海表面溫度（Sea Surface Temperature，SST）采用 ECMWF所提供的 SST 數(shù)據(jù)，時(shí)間分辨率為6 h，水平分辨率為0.125°×0.125°；實(shí)測(cè)資料采用長(zhǎng)江口外北部站點(diǎn)A（121.93°E，31.49°N）、長(zhǎng)江口外南部站點(diǎn) B（122.1696°E，30.8135°N）和站點(diǎn)C（122.08°E，30.6°N）以及站點(diǎn)D（122.8°E，31°N）的實(shí)測(cè)資料，包括氣溫、露點(diǎn)溫度、能見(jiàn)度、相對(duì)濕度、風(fēng)速風(fēng)向等。

利用上述資料對(duì)2016年4月20—23日的一次典型上海近海春季海霧的天氣環(huán)流背景、氣象要素、水汽輸送以及海氣溫差等方面進(jìn)行分析。

3 海霧特征觀測(cè)

3.1 衛(wèi)星圖像分析

近年來(lái)隨著衛(wèi)星的不斷發(fā)展，空間以及時(shí)間分辨率的大幅度提高，它所能提供給海霧監(jiān)測(cè)的保障日益強(qiáng)大。根據(jù)傅剛等[8]提供海霧的判別方法：海霧云團(tuán)無(wú)積云結(jié)構(gòu)，外表質(zhì)地相對(duì)光滑且均一，邊界明顯且移動(dòng)速度較慢。因圖2a和圖2b受到高云的遮擋，無(wú)法清晰的判別出海霧的發(fā)生情況，因此結(jié)合站點(diǎn)B和站點(diǎn)D的能見(jiàn)度，參考日本高知大學(xué)提供的可見(jiàn)光衛(wèi)星云圖進(jìn)行分析，2016年4月20日08時(shí)（北京時(shí)，下同，見(jiàn)圖2a），上海近海海域海霧逐漸于近海岸生成。20日15時(shí)海霧逐漸向東擴(kuò)散并逐漸變濃（見(jiàn)圖2b），擴(kuò)散至上海近海整個(gè)海域，根據(jù)B站點(diǎn)和D站點(diǎn)的能見(jiàn)度（見(jiàn)圖2f），20日18時(shí)D站點(diǎn)能見(jiàn)度小于10 km，出現(xiàn)輕霧，B站點(diǎn)能見(jiàn)度明顯下降并于20日14時(shí)降至1 km以下。盡管D站點(diǎn)能見(jiàn)度小于B站點(diǎn)，但在4月20日08—15時(shí)，D站點(diǎn)能見(jiàn)度呈明顯下降趨勢(shì)的時(shí)間晚于B站點(diǎn)，B站點(diǎn)較D站點(diǎn)位于偏西位置，因此可以判定在此時(shí)間段內(nèi)，海霧在上海近海海域內(nèi)生成，并東向移動(dòng)。21日16時(shí)，霧氣逐漸消散，但上海近海海域仍受輕霧影響（見(jiàn)圖2c）。22日10時(shí)之后霧區(qū)逐漸消散（見(jiàn)圖2d）。

3.2 站點(diǎn)數(shù)據(jù)分析

圖2 日本高知大學(xué)Himawari衛(wèi)星可見(jiàn)光衛(wèi)星云圖（單位：km）

本文選取了長(zhǎng)江口外南北兩個(gè)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)資料具體分析4月20—23日海霧過(guò)程。A、B站點(diǎn)分別位于長(zhǎng)江口北部和南部（見(jiàn)圖1），A站點(diǎn)毗鄰崇明島，位于上海近海偏北位置，靠近陸地，受陸地影響較大。B站點(diǎn)位于偏南位置的舟山群島北部，較A站點(diǎn)相比更遠(yuǎn)離內(nèi)陸，受陸地影響相對(duì)較小。根據(jù)能見(jiàn)度數(shù)據(jù)從整體上看，A站點(diǎn)的能見(jiàn)度起伏較為劇烈且平均能見(jiàn)度較高，其平均能見(jiàn)度達(dá)到23 271 m，能見(jiàn)度最高為70 245 m，最低為741 m，達(dá)到了大霧的狀態(tài)。而相對(duì)遠(yuǎn)離陸地的B站點(diǎn)能見(jiàn)度起伏較為平緩，且能見(jiàn)度較低，平均能見(jiàn)度為6 466 m，最大能見(jiàn)度為20 657 m，最低時(shí)能見(jiàn)度為72 m，為強(qiáng)濃霧。兩個(gè)站點(diǎn)能見(jiàn)度發(fā)展趨勢(shì)基本一致，但A站點(diǎn)海霧發(fā)生時(shí)間明顯晚于B站點(diǎn)，并且可以觀察到此次海霧過(guò)程中A、B站點(diǎn)均出現(xiàn)一次能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)的情況，但A站點(diǎn)發(fā)生能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)情況的時(shí)間早于B站點(diǎn)，隨后能見(jiàn)度再次下降，大霧再次生成，與初始階段生成的平流霧不同，此時(shí)生成的為雨霧，本文將對(duì)此情況進(jìn)行具體分析。

根據(jù)中國(guó)氣象局地面觀測(cè)規(guī)范[9]，基于能見(jiàn)度（V）可將霧劃分為：輕霧（1 km≤V＜10 km）、大霧（500 m≤V＜1 km）、濃霧（200 m≤V＜500 m）、強(qiáng)濃霧（50 m≤V＜200 m）、特強(qiáng)濃霧（V＜50 m）。本文將此次海霧過(guò)程分為5個(gè)階段（見(jiàn)圖3）：

海霧生成階段：4月20日00—12時(shí)，A站點(diǎn)海霧生成時(shí)間遲于B站點(diǎn)，能見(jiàn)度于20日22時(shí)后降至10 km，此前B站點(diǎn)能見(jiàn)度為20 km左右，A站點(diǎn)能見(jiàn)度為20 km以上。

圖3 長(zhǎng)江口南支兩個(gè)站點(diǎn)A、B的能見(jiàn)度（單位：km）

維持階段：4月20日12時(shí)—4月21日08時(shí)，A站點(diǎn)能見(jiàn)度持續(xù)下降至5 km左右，并于4月21日04時(shí)出現(xiàn)能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)的情況，B站點(diǎn)能見(jiàn)度維持在500 m左右，最低能見(jiàn)度為72 m，出現(xiàn)強(qiáng)濃霧。

能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)階段：4月21日08—20時(shí)，此時(shí)B站點(diǎn)能見(jiàn)度明顯好轉(zhuǎn)，但能見(jiàn)度仍小于10 km，屬于輕霧，A站點(diǎn)能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)明顯并且大于10 km，此時(shí)A站點(diǎn)屬于無(wú)霧狀態(tài)，并且A站點(diǎn)出現(xiàn)能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)的情況時(shí)間早于B站點(diǎn)。A站點(diǎn)能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)一次能見(jiàn)度急劇下降的過(guò)程，主要是由于雨霧的產(chǎn)生，雨霧是指在發(fā)生霧之前幾小時(shí)或者霧過(guò)程中出現(xiàn)降水現(xiàn)象[10]，通常發(fā)生在暖鋒前期[11-13]。

大霧再次生成階段：4月21日20時(shí)—4月22日07時(shí)，A、B站點(diǎn)的能見(jiàn)度下降到1 km以下，A站點(diǎn)能見(jiàn)度下降顯著，根據(jù)后文分析，能見(jiàn)度下降的過(guò)程伴隨著短時(shí)小雨天氣，故此時(shí)為雨霧過(guò)程，在此過(guò)程中風(fēng)場(chǎng)對(duì)水汽的輸送也有幫助作用。

消散階段：4月22日7時(shí)之后由于溫度的上升，空氣中水汽逐漸消散，A、B站點(diǎn)能見(jiàn)度上升至10 km以上，海霧逐漸消散。

4 大氣層結(jié)特征

以往研究表明，合理的大氣環(huán)境配置，穩(wěn)定的高空層結(jié)有助于海霧的產(chǎn)生[14]。圖4為利用ERA-interim數(shù)據(jù)所繪制的4月20日14時(shí)、4月21日08時(shí)以及4月21日20時(shí)1000hPa，850hPa以及500hPa的天氣形勢(shì)圖，包括位勢(shì)高度、風(fēng)場(chǎng)以及溫度場(chǎng)。圖4a、圖 4b、圖 4c為 500hPa，圖 4d、圖 4e、圖 4f為850hPa，圖4g、圖 4h、圖4i為1000hPa。根據(jù)前文將海霧整體分為5個(gè)階段，選取的3個(gè)時(shí)間分別為海霧生成階段、能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)階段以及大霧再次生成時(shí)刻，重點(diǎn)分析此次能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)而后又迅速下降的原因。

4月20日20時(shí)（見(jiàn)圖4a、4d、4g），500 hPa高空處上海近海區(qū)域處于低壓槽槽前位置，受到低壓槽東移以及副熱帶高壓的影響，盛行西南氣流，高空層結(jié)略有不穩(wěn)。中層850 hPa處，上海近海區(qū)域受我國(guó)內(nèi)陸低壓外緣及日本海延伸出來(lái)的高壓影響，為西南氣流控制。低空1 000 hPa處上海近海區(qū)域處于大陸低壓邊緣，大陸低壓呈東北向移動(dòng)，上海近海長(zhǎng)江口處于低壓邊緣，盛行東南氣流，在海霧生成之前12 h內(nèi)長(zhǎng)江口處一直處于偏南氣流控制，偏南氣流將南方的暖濕氣流輸送至長(zhǎng)江口附近為海霧的生成提供了水汽基礎(chǔ)。

4月21日08時(shí)（見(jiàn)圖4b、4e、4h），高空500 hPa處上海近海處于槽前區(qū)域，等壓線密集說(shuō)明風(fēng)速較大，盛行西風(fēng)。850 hPa長(zhǎng)江口附近受到朝鮮半島低壓冷渦外圍影響，產(chǎn)生對(duì)流天氣，西南氣流與東北氣流在長(zhǎng)江口處交匯，低空1 000 hPa長(zhǎng)江口附近處于切變線自西北向東南移動(dòng)的影響，長(zhǎng)江口南北部出現(xiàn)風(fēng)向驟變的情況，結(jié)合后文實(shí)測(cè)天氣要素分析，此時(shí)長(zhǎng)江口北部A站點(diǎn)受到西北氣流控制，長(zhǎng)江口南部站點(diǎn)B仍受東南氣流影響，A站點(diǎn)風(fēng)向的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致水汽的流失。

4月21日20時(shí)（見(jiàn)圖4c、4f、4i），長(zhǎng)江口附近高空處于較為平直的西風(fēng)控制，850 hPa處于弱脊區(qū)，逐漸受到內(nèi)陸風(fēng)影響，但在低空1 000 hPa出現(xiàn)較弱的溫帶氣旋，溫帶氣旋帶來(lái)的暖鋒使得長(zhǎng)江口附近出現(xiàn)暖切現(xiàn)象，在暖鋒過(guò)境的作用下使得長(zhǎng)江口附近出現(xiàn)短時(shí)降水，伴隨能見(jiàn)度下降的情況，出現(xiàn)雨霧。

圖4 不同時(shí)刻的位勢(shì)高度場(chǎng)（等值線）、風(fēng)場(chǎng)和溫度場(chǎng)（填色，單位：℃）

根據(jù)不同時(shí)刻的天氣形勢(shì)圖，發(fā)現(xiàn)在此次海霧過(guò)程中，天氣背景形勢(shì)的不同導(dǎo)致大氣出現(xiàn)不同的天氣狀況，而伴隨著能見(jiàn)度下降海霧的生成，不同的天氣狀況會(huì)對(duì)海霧產(chǎn)生不同的影響。在本次上海近海海霧過(guò)程中，生成階段受到長(zhǎng)時(shí)間東南氣流的控制，上海近海受到暖濕空氣影響，水汽增加，為平流霧過(guò)程，但在能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)至再次下降的過(guò)程中，出現(xiàn)了短時(shí)小雨天氣，因此海霧后階段為雨霧過(guò)程。值得一提的是，低壓過(guò)境導(dǎo)致風(fēng)向驟變，貨運(yùn)密集的長(zhǎng)江口區(qū)域風(fēng)向相反（見(jiàn)圖4b），從而影響北站的水汽持續(xù)供給。

5 海霧變化原因分析

5.1 天氣要素分析

圖5 A、B站點(diǎn)各天氣要素（黑線為A站點(diǎn)，紅線為B站點(diǎn)，風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)由C站點(diǎn)提供）

通過(guò)對(duì)比站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與衛(wèi)星數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在風(fēng)速較小的情況下，B站點(diǎn)的風(fēng)向誤差較大，而B站點(diǎn)與C站點(diǎn)相距約20 km，通過(guò)對(duì)比分析B站點(diǎn)與C站點(diǎn)各氣象要素（圖略），B站點(diǎn)與C站點(diǎn)天氣情況相似，且C站點(diǎn)風(fēng)場(chǎng)要素?cái)?shù)據(jù)相對(duì)準(zhǔn)確，故用C站點(diǎn)的風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)代替B站點(diǎn)的風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)比A、B站點(diǎn)各氣象要素（見(jiàn)圖5），發(fā)現(xiàn)在海霧生成階段，A、B站點(diǎn)相對(duì)濕度較大，皆高于80%，其中B站點(diǎn)相對(duì)濕度甚至達(dá)到90%以上，根據(jù)上文分析此時(shí)長(zhǎng)江口附近盛行東南風(fēng)，持續(xù)時(shí)間在12 h以上，東南氣流將南方的暖濕空氣輸送至上海近海表面，空氣中水汽充足，有利于海霧的形成。根據(jù)以往的研究表明海霧多發(fā)生在風(fēng)速小于7 m/s的情況下[15]，A站點(diǎn)實(shí)測(cè)平均風(fēng)速為5.31 m/s，C站點(diǎn)實(shí)測(cè)平均風(fēng)速為6 m/s，有助于海霧形成。在海霧維持階段，A、B氣壓均略有下降，在維持階段的前半段，氣溫基本保持不變，而在維持階段的后半段，即能見(jiàn)度即將出現(xiàn)好轉(zhuǎn)時(shí)A、B站點(diǎn)出現(xiàn)氣溫小幅度降溫，A站點(diǎn)降溫出現(xiàn)在B站點(diǎn)之前。4月21日08時(shí)出現(xiàn)能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)的情況，是由于風(fēng)向突然轉(zhuǎn)變，C站點(diǎn)由此前盛行的偏南風(fēng)突變?yōu)槲鞅憋L(fēng)，西北風(fēng)將北方的干冷空氣輸送至上海近海表面，氣溫降低能見(jiàn)度轉(zhuǎn)好，但此時(shí)空氣中相對(duì)濕度仍然較大，故仍有輕霧，而A站點(diǎn)由偏南風(fēng)突然轉(zhuǎn)向?yàn)槲鞅眱?nèi)陸風(fēng)，并且先于C站點(diǎn)發(fā)生風(fēng)向的轉(zhuǎn)變，內(nèi)陸風(fēng)使水汽加速消散，此時(shí)A站點(diǎn)相對(duì)濕度降至80%以下，故能見(jiàn)度較高。21日14時(shí)之后，A、B站點(diǎn)溫度下降，A站點(diǎn)此時(shí)受到南風(fēng)影響，C站點(diǎn)此時(shí)受到西南風(fēng)控制，皆能帶來(lái)水汽，故空氣中水汽含量較高，相對(duì)濕度較大，根據(jù)上文天氣形勢(shì)圖以及上海歷史天氣查詢，此時(shí)出現(xiàn)短時(shí)降水，故此時(shí)生成的霧為雨霧。22日07時(shí)之后，A、B站點(diǎn)氣溫升高，相對(duì)濕度顯著下降，導(dǎo)致霧氣逐漸消散。

5.2 海氣界面

海氣溫差在海霧過(guò)程中有著重要影響，在黃海海域，出現(xiàn)海霧時(shí)，氣溫明顯下降，海霧消散時(shí)，氣海溫差加大[16]，對(duì)于上海沿海區(qū)域，海氣溫差在±3℃以內(nèi)，則都有可能形成海霧[1]，海氣溫差在-1～2℃之間時(shí)是成霧的適宜條件[17]，但合適的海氣溫差是海霧形成的必要非充分條件[18]，前人研究表明大部分平流冷卻霧中氣溫（Surface Air Temperature，SAT）大于SST的霧發(fā)生時(shí)，其主導(dǎo)因子為暖濕空氣的輸送[19]。

本文海表溫?cái)?shù)據(jù)為ECMWF所提供的ERA-interim數(shù)據(jù)提供的SST，海氣溫差主要由SAT所決定。根據(jù)上文分析以及海氣溫差值（見(jiàn)表1），在本次海霧過(guò)程發(fā)生前，上海近海長(zhǎng)時(shí)間受到來(lái)自南方暖濕氣流的影響（見(jiàn)圖4a），氣溫略有上升。根據(jù)表1，在海霧生成以及發(fā)展維持過(guò)程中A、B站氣海溫差處于1～3℃之間，有助于海霧的形成。在起霧階段，A站點(diǎn)海氣溫差條件甚至略好于B站點(diǎn)，但并未產(chǎn)生濃霧，說(shuō)明風(fēng)向和水汽輸運(yùn)在此次過(guò)程中更為重要。

表1 A、B站點(diǎn)的氣海溫差（單位：℃）

5.3 水汽條件分析

根據(jù)前文的分析，上海近海附近以及舟山附近受偏南氣流的影響，來(lái)自南方的暖濕空氣流經(jīng)冷海水面時(shí)，由于冷卻作用，空氣中的水汽凝結(jié)成為小水珠并懸浮在空氣中，因此能見(jiàn)度下降，從而導(dǎo)致海霧發(fā)生。如圖6表示4月20日14時(shí)、4月21日08時(shí)、4月21日20時(shí)以及4月22日08時(shí)的水汽通量和水汽通量散度，箭頭表示水汽通量，表現(xiàn)了水汽的輸送方向以及大小，水汽通量散度表示水汽的輻合與輻散的情況，當(dāng)水汽通量散度為正時(shí)，水汽輻散，水汽通量為負(fù)時(shí)，水汽輻合。

4月20日14時(shí)（見(jiàn)圖6a），上海近海長(zhǎng)江口低層大氣受偏南氣流的控制，東南向水汽輸送至上海近海長(zhǎng)江口附近，出現(xiàn)水汽輻合高值區(qū)，圖5中A、B站點(diǎn)相對(duì)濕度也印證此點(diǎn)，上海近海附近相對(duì)濕度達(dá)到90%～95%。隨后由于東南風(fēng)逐漸轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，因此水汽輻合高值區(qū)并未繼續(xù)向北或者內(nèi)陸發(fā)展，而是由西南風(fēng)輸送至朝鮮半島以及東海外海發(fā)展。

此后由于切變線東移，西北氣流逐漸增強(qiáng)，南方水汽的北向輸運(yùn)受到阻礙，于4月21日08時(shí)左右（見(jiàn)圖6b），原本出現(xiàn)在上海近海的水汽輻合高值區(qū)逐漸東向發(fā)展并在日本海附近逐漸減小最終消散，上海近海出現(xiàn)小范圍水汽輻散，結(jié)合前文站點(diǎn)的相對(duì)濕度數(shù)據(jù)，此時(shí)上海近海海域相對(duì)濕度降至70%～80%。水汽輻合高值區(qū)的移動(dòng)以及相對(duì)濕度高值區(qū)的移動(dòng)與從衛(wèi)星云圖上觀測(cè)到的海霧的發(fā)展基本一致。

4月21日20時(shí)（見(jiàn)圖6c），由于暖鋒過(guò)境，上海近海附近受溫帶氣旋影響產(chǎn)生短時(shí)降水，我國(guó)北部沿海地區(qū)均出現(xiàn)水汽輻合現(xiàn)象，以上海近海地區(qū)尤其明顯，出現(xiàn)水汽輻合區(qū)，此時(shí)為能見(jiàn)度再次下降的時(shí)刻，隨后由于西向氣流加強(qiáng)，暖鋒過(guò)境之后上海近海地區(qū)受到暖空氣的控制，溫度上升，長(zhǎng)江口附近水汽逐漸消散。4月22日08時(shí)（見(jiàn)圖6d），上海近海處于水汽輻散區(qū)，水汽得不到補(bǔ)充，海霧逐漸消散。

上述分析表明，底層充足的水汽為海霧的形成以及發(fā)展維持提供了條件。此次海霧過(guò)程的水汽主要來(lái)自于東南方的暖濕氣流，而這股暖濕氣流來(lái)自于西北太平洋。氣流首先經(jīng)過(guò)舟山群島附近，隨后逐漸向北推移，水汽隨之推移，最后在上海近海海域聚集，相對(duì)濕度逐漸增大，上海近海出現(xiàn)海霧，當(dāng)風(fēng)向轉(zhuǎn)為西北風(fēng)時(shí)，切變線東南向移動(dòng)，水汽也向東南方推移，上海近海海域能見(jiàn)度逐漸轉(zhuǎn)好，隨后由于暖鋒過(guò)境的影響，能見(jiàn)度下降的同時(shí)產(chǎn)生降水過(guò)程而產(chǎn)生雨霧，暖鋒過(guò)境之后溫度上升導(dǎo)致海霧消散，發(fā)展趨勢(shì)與衛(wèi)星所觀測(cè)到的趨勢(shì)基本一致。

圖6 不同時(shí)刻1 000 hPa水汽通量（箭頭，單位：g/（cm·hPa·s））以及水汽通量散度（填色區(qū)域，單位：10-5g/（cm2·hPa·s））

6 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)2016年4月20—23日一次典型上海近海春季海霧南北差異分析，分析了天氣形勢(shì)、大氣層結(jié)、海氣界面以及水汽輸送對(duì)此次海霧過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致此次海霧過(guò)程發(fā)生的主要原因是東南氣流帶來(lái)的暖濕空氣，而低壓過(guò)境風(fēng)向驟變影響海霧發(fā)展和分布，具體結(jié)論如下：

（1）此次海霧過(guò)程先后經(jīng)歷了平流霧和雨霧過(guò)程，在第一次生成發(fā)展階段，底層盛行偏南風(fēng)，高空層結(jié)穩(wěn)定有利于平流霧形成，隨后低壓過(guò)境風(fēng)向驟變，從而導(dǎo)致長(zhǎng)江口北部能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)，而后由于暖鋒過(guò)境，出現(xiàn)短時(shí)小雨天氣導(dǎo)致雨霧過(guò)程；

（2）長(zhǎng)江口南北海霧存在復(fù)雜的空間和時(shí)間變化，特定的天氣形勢(shì)會(huì)影響海霧的生成發(fā)展與消散。長(zhǎng)江口外北部站點(diǎn)能見(jiàn)度明顯好于南部站點(diǎn)，并且北部站點(diǎn)先于南部站點(diǎn)出現(xiàn)能見(jiàn)度好轉(zhuǎn)的情況，這是由于低壓槽控制下的低壓過(guò)境，切變線東移所導(dǎo)致。其后由于暖鋒過(guò)境產(chǎn)生雨霧，導(dǎo)致能見(jiàn)度再次下降，隨后暖鋒過(guò)境、溫度上升導(dǎo)致海霧消散。因此，此次海霧過(guò)程受到低壓槽控制下的低壓過(guò)境、切變線東移以及暖鋒過(guò)境的共同作用，導(dǎo)致長(zhǎng)江口南北能見(jiàn)度差異較大的情況發(fā)生；

（3）通過(guò)對(duì)此次上海近海海霧過(guò)程中天氣要素、海氣界面以及水汽條件的分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)為此次上海近海海霧南北差異性較大的主要影響因子，主要控制該海域水汽的聚集與消散。盛行南風(fēng)時(shí)水汽充足，來(lái)自南方的水汽在上海近海海域聚集，濕度較大，容易產(chǎn)生海霧，而受西北風(fēng)主導(dǎo)時(shí)，水汽向東南方向推移，容易出現(xiàn)海霧消散的情況。

考慮到長(zhǎng)江口深水航道區(qū)域航運(yùn)密集，監(jiān)測(cè)長(zhǎng)江口風(fēng)向驟變過(guò)程以及海上水汽通量是該天氣特征下精細(xì)化預(yù)報(bào)海霧的關(guān)鍵。此外，此種天氣過(guò)程發(fā)生的歷史頻率，以及在全球氣候變化背景下的未來(lái)變化趨勢(shì)也需進(jìn)一步研究。