畢夢佳

摘? ?要：文章通過介紹輻射霧及平流霧的形成機理，闡述形成大霧天氣的環(huán)流背景和單站氣象要素特征，從而分析輻射霧的預報思路。

關鍵詞：輻射霧;平流霧;預報思路

1? ? 霧的形成機制

1.1? 霧形成的基本條件

形成輻射霧或平流霧，一般需要同時滿足以下3個條件：（1）水汽：水汽條件是能否形成霧的核心條件，霧是近地面層空氣中的水汽凝結(jié)（或凝華）的產(chǎn)物，霧中水汽的來源主要有二，一是本區(qū)域空氣內(nèi)部的水分，二是因風力作用從其他區(qū)域轉(zhuǎn)移至本區(qū)域的濕空氣中的水分。（2）冷卻條件：水汽的凝結(jié)需要氣溫接近露點溫度。（3）穩(wěn)定的層結(jié)：邊界層內(nèi)維持穩(wěn)定的層結(jié)可促進近地面水汽聚積;若氣層穩(wěn)定性不足，還可促進熱量及水汽的擴散，防止霧的形成。

1.2? 輻射霧的形成原理

形成輻射霧需滿足如下條件：（1）溫度條件：晴朗的夜間及清晨，近地面氣層降溫較快，易形成低空輻射逆溫，該現(xiàn)象可促進近地面層霧滴發(fā)生大面積聚集，進而在逆溫層之下形成輻射霧。（2）水汽供應：區(qū)域內(nèi)近地面層水汽較多，若此時出現(xiàn)降溫則會促進水汽凝結(jié)，例如，雨后是形成輻射霧的高頻時期。（3）層結(jié)條件：當近地面氣層相對穩(wěn)定或出現(xiàn)逆溫層時，上下層間熱量及水汽交換受阻，可促進水汽凝聚。（4）風的作用：大量研究發(fā)現(xiàn)，當風速在1～3 m/s時，更易形成輻射霧。

輻射霧的特征有：（1）隨季節(jié)和一天中時間段的變動而產(chǎn)生明顯變化，例如，在秋冬季出現(xiàn)輻射霧的頻率更高，且日出前后形成的輻射霧濃度最大，白天氣溫升高后，霧氣逐漸消散。（2）受區(qū)域地理條件的顯著影響，如在空氣濕度較大的山谷、盆地、湖面等區(qū)域更容易觀測到輻射霧。（3）輻射霧的厚度及區(qū)域分布差異較大，其厚度變動范圍一般在幾十米到幾百米之間，平原地區(qū)形成大面積輻射霧的概率更高。

1.3? 平流霧的形成原理

平流霧是暖濕空氣遇冷在近地面發(fā)生冷卻而形成的天氣現(xiàn)象，其形成同樣需滿足一定條件。首先，暖濕空氣的溫度與冷下墊面差異較大，存在平流逆溫，可抑制垂直混合的發(fā)展。其次，暖空氣本身濕度大，可提供足夠的水汽用以霧的形成。再次，層結(jié)較穩(wěn)定，絕大多數(shù)大霧天氣發(fā)生在有逆溫層的環(huán)境中。最后，適中的風速，平流霧的形成與維持是暖濕氣流疊加在冷性下墊面的結(jié)果，一定的風速是保持暖空氣流動的必要條件。

平流霧的主要特征有3點：（1）季節(jié)性變化明顯，多形成于春夏兩季。（2）一般情況下強度高于輻射霧。（3）在天氣條件穩(wěn)定的狀態(tài)下更易形成，并伴有層云、毛毛雨的天氣現(xiàn)象。

2? ? 霧的環(huán)流背景與單站氣象要素特征

2.1? 天氣系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)

霧期間，高空環(huán)流形勢比較穩(wěn)定，500 hPa圖上一般為偏西或西北氣流控制，有利于弱冷空氣向雨區(qū)滲透;850 hPa圖上一般盛行弱西北氣流，從風場結(jié)構(gòu)可以分析出反氣旋環(huán)流。在溫度場上，對流層中低層一般為弱的暖性結(jié)構(gòu)，一般不存在明顯的溫度槽或脊。從地面形勢來看，霧一般發(fā)生在氣壓梯度很小的區(qū)域，常見的包括鞍型場、弱高壓區(qū)、弱低壓區(qū)等，而地面流場多表現(xiàn)為弱輻合區(qū)，可促進近地面水汽聚集。在霧的形成及持續(xù)過程中，900 hPa以下的弱輻合上升運動促使近地層水汽向上轉(zhuǎn)移;對流層中低層發(fā)生弱輻散下沉運動，高層的下沉運動阻止低層水汽向高層輸送，可使水汽在逆溫層高度內(nèi)充分混合。

2.2? 單站氣象要素的演變特征

2.2.1? 探空特征

（1）中低層有明顯的逆溫層存在。

（2）逆溫層內(nèi)的溫度露點差接近飽和，霧越濃，飽和層越厚。

（3）逆溫層內(nèi)的風速一般小于8 m/s，近地面高度的風速很小。

2.2.2? 地面要素特征

（1）濕度：霧區(qū)的溫度露點差大多接近0 ℃。

（2）風力條件：微風（1～3 m/s）對霧的形成最有利。

（3）氣溫變化：輻射霧主要是通過氣溫下降來實現(xiàn)水汽凝結(jié)。

3? ? 輻射霧的預報思路

3.1? 天氣形勢分析

在秋冬季節(jié)，霧以輻射霧為主，產(chǎn)生輻射霧的基本天氣形勢包括：

（1）500 hPa上：西北氣流或偏西氣流。

（2）850 hPa上：弱暖性結(jié)構(gòu)，流場上通常為反氣旋流出區(qū)。

（3）900 hPa以下：弱上升運動，對流層中層為弱下沉運動。

（4）地面氣壓梯度小，風場上出現(xiàn)弱輻合。

3.2? 地形因素

輻射霧多產(chǎn)生于潮濕地區(qū)，如河流、湖泊、水塘等。

3.3? 本地氣象要素分析

（1）根據(jù)逆溫層厚度和風速參數(shù)及飽和層的厚度參數(shù)，判斷是否具備霧形成并持續(xù)存在的條件。

（2）輻射霧的形成對風速要求較低，微風狀態(tài)下（1～3 m/s）即可滿足其形成要求。

（3）若發(fā)現(xiàn)本站溫度露點差呈現(xiàn)降低趨勢，可預測霧的出現(xiàn)或逐漸變濃，若水汽條件相對穩(wěn)定，輻射霧預報成功與否主要受最低氣溫預報的影響。

（4）觀測站點及周圍區(qū)域天空特點，若為晴朗天氣，有利于地表輻射降溫，大霧天氣一般出現(xiàn)在晴朗無云的天氣背景下。

（5）查看站點區(qū)域內(nèi)近期是否出現(xiàn)降水天氣，主要是由于秋冬季發(fā)生降雨或降雪后，近地面層空氣濕度顯著上升，夜間發(fā)生輻射降溫，極易促使大面積濃霧產(chǎn)生。

3.4? 輻射霧的消散條件

（1）逆溫層：太陽輻射、風速擾動，可促使逆溫層變薄甚至消失。

（2）氣溫變化：輻射霧形成后，在無云或少云的天氣背景下，太陽輻射易發(fā)生升溫，溫度變化可促使輻射霧逐漸消散。

（3）風力條件：在北方干冷氣流或南方暖濕氣流條件下，若風速高于一定程度，如大于4 m/s，不利于水汽在逆溫層內(nèi)聚集，可促進輻射霧消散。

（4）天氣系統(tǒng)的影響：當有鋒面、深厚的輻合系統(tǒng)時，更易觀測到霧氣迅速消散。

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