常適 王志超 馬鴻青

摘要 本文利用常規(guī)觀測(cè)資料、FY-2衛(wèi)星云圖資料、地面自動(dòng)站觀測(cè)資料，運(yùn)用天氣學(xué)診斷方法對(duì)2020年11月25日一次大霧天氣發(fā)生機(jī)理進(jìn)行分析研究。首先借助衛(wèi)星云圖從高低空影響系統(tǒng)、預(yù)報(bào)背景等方面分析霧的高低空形勢(shì)特征，其次分別研究物理量變化與大霧生成發(fā)展的關(guān)系，最終得出此次大霧過(guò)程的物理機(jī)制。

關(guān)鍵詞 霧;水汽;風(fēng);大氣穩(wěn)定度

中圖分類號(hào)：P426.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-3305（2021）02-042-03

1實(shí)況

2020年11月24-25日，河北省中南部平原地區(qū)出現(xiàn)了一次大霧天氣過(guò)程（圖1），全市除淶源、阜平外均出現(xiàn)能見(jiàn)度不足500m的大霧天氣，有11個(gè)站點(diǎn)（保定、望都、安國(guó)、高陽(yáng)、唐縣、順平、曲陽(yáng)、涿州、徐水、蠡縣、滿城）能見(jiàn)度大于50m而不足200m，有2個(gè)站點(diǎn)（高碑店、易縣）能見(jiàn)度大于200m而不足500m。大霧的范圍較廣，強(qiáng)度較大。

選取保定、蠡縣、高陽(yáng)3個(gè)站點(diǎn)分析其能見(jiàn)度隨時(shí)間變化曲線（圖2），此次大霧過(guò)程為輻射霧，霧的強(qiáng)度變化較快，24日下午到夜間受高空弱脊的影響，低層轉(zhuǎn)為偏南氣流，霧持續(xù)加重;25日上午隨著高空槽東移低層轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，大霧開(kāi)始減輕并逐漸消散。

2成因分析

2.1環(huán)流形勢(shì)

緯向環(huán)流背景下，850hPa以上短波槽濕度約為1096～40%，這種濕度較小的“干性”短波槽對(duì)華北地區(qū)大霧的發(fā)生、發(fā)展和維持均有重要作用。24日20：00，大霧開(kāi)始的過(guò)程中，河北上空500hPa為西風(fēng)環(huán)流，有短波槽東移。保定在500hPa上位于弱脊的控制中，以下沉氣流為主，天空狀況較好，夜間輻射降溫較為明顯;850hPa河北中南部為偏南氣流，北部為西北氣流，冀北地區(qū)有風(fēng)場(chǎng)輻合，同時(shí)850hPa存在暖脊，且相對(duì)濕度偏低，存在較為明顯的干區(qū);地面受反氣旋控制，以偏南氣流為主，有一分裂冷高壓中心位于內(nèi)蒙古西部地區(qū)中部，華北平原地區(qū)位于冷高壓外圍冷鋒前，等壓線較為稀疏，冷空氣勢(shì)力較弱，有利于輻射霧的出現(xiàn)（圖3）。25日08：00，高空短波槽東移過(guò)境，850hPa干區(qū)及暖脊東移，11時(shí)地面轉(zhuǎn)為偏北氣流，受冷空氣和輻射共同影響，大霧趨于消散

2.2衛(wèi)星資料分析

根據(jù)24日FY2衛(wèi)星紅外云圖和可見(jiàn)光云圖資料對(duì)比分析可以看出，24日華北大部分地區(qū)上空晴朗無(wú)云，濕度條件較差，有利于底層霧區(qū)的形成與發(fā)展（圖4）。

2.3冷卻條件

溫度日較差的變化可定性描述地面輻射冷卻對(duì)大霧發(fā)生、發(fā)展、維持的重要作用，分析保定站和蠡縣站的氣溫目較差情況（表1）可以看出，23-24日兩站的氣溫日較差有比較明顯的增加，表明低層受反氣旋控制，天氣以晴為主，云量較少，有利于輻射冷卻，風(fēng)以弱的偏南風(fēng)為主，對(duì)大霧的形成和維持非常有利。25日氣溫日較差明顯減小，表明大霧生成后由于懸浮于空中的霧滴阻擋，到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射減弱使霧區(qū)最高溫度急劇下降。25日中午地面轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)且風(fēng)速加大，大氣層結(jié)穩(wěn)定被破壞，大霧趨于消散。

2.4風(fēng)速條件

風(fēng)力條件對(duì)霧的維持有一定的影響，從保定、蠡縣兩站的地面風(fēng)速隨時(shí)間的變化來(lái)看，大霧發(fā)生之前河北風(fēng)速基本在3～4m/s，25日凌晨00：00-04：00，兩站風(fēng)速均有明顯的減小，大氣水平擴(kuò)散能力減弱，有利于水汽、凝結(jié)核的聚集，有利于輻射霧的產(chǎn)生和維持。25日10：00之后，風(fēng)速逐漸增大，同時(shí)太陽(yáng)輻射增強(qiáng)，使大霧難以維持（圖5）。

2.5水汽條件

大霧的發(fā)生需要近地面有充足的水汽條件，由24日20：00填圖（圖6可以看出，華北平原北部地區(qū)溫度露點(diǎn)差在0℃～2℃，大部分地區(qū)的相對(duì)濕度達(dá)到90%以上，表明低層存在飽和的濕層，配合850hPa的相對(duì)干區(qū)形成了“上干下濕”的高低空配置，同時(shí)低空的干層有利于夜間的輻射降溫，使得近地面的空氣更容易達(dá)到飽和。

2.6大氣穩(wěn)定條件

大霧生成前的時(shí)期，逆溫強(qiáng)度不高，850hPa以下吹的偏南風(fēng)，但相對(duì)濕度較高，濕層較薄且主要集中在低層大氣。24日夜間地面的輻射冷卻作用使得逆溫層出現(xiàn)并發(fā)展阻礙了近地面層水汽和能量的向上交換，濕層更貼近近地面層，使得大氣的層結(jié)穩(wěn)定性更好，溫濕條件得以較長(zhǎng)時(shí)間維持（圖7）。

3結(jié)論

（1）本次過(guò)程符合輻射霧的特點(diǎn)主要出現(xiàn)在晴朗、微風(fēng)、近地面、水汽比較充沛的夜間或早晨。隨著輻射的增強(qiáng)及地面風(fēng)力的增大，輻射霧也會(huì)立即蒸發(fā)消散。

（2）過(guò)程前幾天連續(xù)的晴朗天氣為大霧的形成提供了有利的輻射條件。

（3）“上干下濕”的高底層配置為大霧的發(fā)生和維持提供了有利的水汽條件。

（4）地面氣壓梯度小，風(fēng)力較弱且穩(wěn)定，既有利于水汽輸送，又限制了強(qiáng)烈的垂直交換。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：黃艷飛