謝仁波,杜 柯,聶 云,黎凌云
(1.貴州省印江土家族苗族自治縣氣象局,貴州 印江 555200;2.貴州省銅仁市氣象局,貴州 碧江 554300)
能見度的高低影響著人們?nèi)粘5墓ぷ魃詈徒煌ǔ鲂?,當?shù)湍芤姸痊F(xiàn)象出現(xiàn)時,常會造成飛機起降延誤和交通事故增加[1],原氣象臺站拍發(fā)的航空天氣報將能見度小于1 km規(guī)定為惡劣能見度的拍發(fā)標準[2],氣象部門還將小于500 m的霧列為預警內(nèi)容[3],作為常態(tài)化公共氣象服務內(nèi)容。目前銅仁區(qū)域已縣縣通高速,通村、通組公路里程明顯增加,大氣惡劣能見度已成為了政府和公眾關注的焦點之一。
多年觀測證明,銅仁區(qū)域相對濕度大,空氣質量優(yōu),造成惡劣能見度的原因大致可以概括為“濕”的現(xiàn)象。前期夏曉玲等[4]對貴州山區(qū)地形霧做過研究;廖波等[5]認為貴州山區(qū)降雨與能見度存在雨霧型、對流性降水型及對流性降水轉雨霧型3種典型的關系;張序等[6]對機場的大霧特征進行了分析??紤]到能見度目測和器測差距較為明顯[7],且2014—2016年間,10個國家級自動氣象站新增了能見度自動觀測儀器,使能見度及其影響因子分析結果可以更好地表征銅仁區(qū)域能見度特征。由于搬遷臺站較多,使能見度隨高度變化的研究成為可能。
為充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù),并保證結果的可靠性,本文擇優(yōu)選用國家級氣象臺站逐小時觀測數(shù)據(jù),其中包括器測能見度及地面常規(guī)氣象要素(天氣現(xiàn)象、降水量)數(shù)據(jù)。10個國家級臺站在2016年1月—2018年12月間都未變動,沿河、江口2站2019年1月已搬遷到新址正式觀測記錄。
按危險天氣通報(危險報)電碼(GD-22Ⅱ)中規(guī)定的惡劣能見度的發(fā)報標準為有效水平能見度<1.0 km,同時按照霧的預警標準,將惡劣能見度分為輕度(能見度為[500 m,1 km))、中度(能見度為[200 m,500 m))、重度(能見度為[0 m,200 m))3個等級。
考慮大霧預警的規(guī)定,霧使最小能見度<500 m時稱為大霧,能見度<200 m時稱為濃霧。
在分析降水對能見度影響時,分為一般降水(小時降水量[0.1 mm,9.9 mm))、較強降水(小時降水量[10.0 mm,19.9 mm))、強降水(小時降水[20 mm,∞ mm))。
在對資料人工判別時,考慮夜間不守班,對最小能見度、天氣現(xiàn)象進行初步校正:
①當天氣現(xiàn)象記錄有霧時,器測最小能見度>1 km,最小能見度用天氣現(xiàn)象欄中記錄的最小能見度代替。
②當器測最小能見度<1 km,天氣現(xiàn)象卻沒有霧的記錄,則按照以下方法標注原因:有降水時(不含微量),用最小能見度出現(xiàn)時間所對應的小時累積降水量來進行標注。當有毛毛雨又達不到量時,認為霧的現(xiàn)象被漏記,予以補記。無降水時(含微量),最小能見度出現(xiàn)時間前后整點有能見度<1 km的情況,則認為霧的現(xiàn)象漏記,予以補記;前后整點有能見度<3 km時,判定為可能漏記,但不補記;整點最小能見度在3 km以上,判定最小能見度有錯誤或有人為影響,則該日最小能見度用整點最小能見度代替。
圖1給出了2016—2018年共3 a銅仁各區(qū)縣各級惡劣能見度和霧出現(xiàn)日數(shù)的空間分布情況。從圖1可以看出,銅仁區(qū)域有2個惡劣能見度中心:一是梵凈山西部的德江站,二是梵凈山東部的萬山站??疾炱浜0胃叨?,西部以德江海拔最高,東部以萬山最高,惡劣能見度中心與臺站海拔高度有關。但是,值得注意的是,低中心并不對應最低海拔。
從圖1還可以看出,各級霧日高值中心與惡劣能見度高值中心一致,也與海拔高度有關,但霧不是引起惡劣能見度的唯一因素,部分縣市還不是主要因素,未搬遷站體現(xiàn)最為明顯。
圖1 2016—2018年銅仁區(qū)域惡劣能見度及霧日分布圖
考慮到臺站已將能見度<500 m列為大霧預警前的報警內(nèi)容之一,所以重點通過逐日逐時器測能見度與逐日逐時降水、天氣現(xiàn)象共同研判影響程度,研判結果見表1。
表1 2016—2018年銅仁區(qū)域能見度<500 m主要影響因素及所占百分比
從表中可以看出,西部德江、印江,東部的萬山、玉屏大霧對中度以上惡劣能見度貢獻大,依能見度來設定大霧預警的報警指標,可以獲得較高的預警準確率和提前量。
前面已指出,臺站海拔高度與惡劣能見度有一定的正比關系,但縣與縣之間可能會受不同的天氣系統(tǒng)的影響,地形地貌也所不同,有必要對2019年搬遷站進行初步分析。
圖2給出了沿河、江口2019年1—6月惡劣能見度與2016—2018同期的比較情況,由圖2得知,沿河、江口因為搬遷點較老站海拔高度增加量分別達到124.5 m和168.6 m,是目前投入正式觀測的搬遷站海拔增量最大的兩個臺站,其惡劣能見度和霧日均有明顯增加,霧日在<500 m的能見度日中的占比也由搬遷前的6.9%、25.8%分別上升到92%和99%,達到發(fā)布大霧預警信號的日數(shù)顯著增多,預警任務明顯加重,設定大霧預警的報警指標后,準確率和提前量的增量會更加明顯。
圖2 搬遷前后沿河(a)、江口(b)1—6月惡劣能見度日及霧日變化
①2016—2018年統(tǒng)計表明,銅仁區(qū)域有2個惡劣能見度(大霧)中心,市級氣象臺發(fā)布大霧預警需要重點關注。
②氣象臺站向高處搬遷后,大霧已成為影響惡劣能見度的主要因素,大霧日數(shù)呈數(shù)量級增長,預警任務明顯偏重,對本縣代表性增強。
③研究氣象要素“突變”時,要充分考慮能見度儀的廣泛使用,值班員通過能見度儀所測數(shù)值倒推霧的存在以及探測環(huán)境變化可能對研究結果的影響,其影響情況需進一步研究。