林麗萱 鄭中凱 鄭穎青 姚林塔

(1.福州市長樂區(qū)氣象局，福建 福州 350200；2.福州市氣象局，福建 福州 350000)

1 概述

海霧是直接受海洋影響，發(fā)生在海上或沿海地區(qū)上空，使大氣能見度小于1000m的天氣現(xiàn)象[1]。海霧的發(fā)生使沿海及近岸的水平能見度降低，對海上作業(yè)、航行及沿岸航空、公路交通等造成很大影響，是我國沿海地區(qū)重大的海洋氣象災(zāi)害之一。福建沿海及臺灣海峽是一個海霧多發(fā)的要道，而福州地處福建省東部、閩江下游，處于臺灣海峽北出口西側(cè)，其地形復(fù)雜，山地、丘陵多，平原少，海岸線曲折，總長1137km，占福建省岸線總長的1/3。自2001年1月“兩馬”航線開通以來，其客運航線已成為兩岸同胞交流的便捷通道，在加強閩臺往來聯(lián)系中的作用日益顯著。港口出入、航線的運營與能見度關(guān)系密切，海霧的發(fā)生往往會造成停運或事故等。

福建海霧的天氣氣候?qū)W研究表明，臺灣海峽的霧主要集中于冬、春季，日變化表現(xiàn)為下半夜至上午前明顯[2]。馬治國等[3]對2000—2010年福建省沿海18個氣象站點的能見度資料進行分析發(fā)現(xiàn)，福建南部沿海海霧的發(fā)生頻率多于北部沿海，中南部沿海地區(qū)是多霧的區(qū)域。翁國玲等[4]探討了平潭春季多霧年的環(huán)流特征；張振順等[5]通過分析閩東地區(qū)三沙海霧的日變化、季節(jié)變化特征，對海霧生成、維持、消散的氣象條件做了初步總結(jié)。總體來說，臺灣海峽海霧的氣候統(tǒng)計分析已經(jīng)取得了一些研究成果。李延江[6]指出，大霧發(fā)生發(fā)展始終粘附在海岸帶，霧區(qū)邊界與海岸線走向一致。福州作為重要的港口城市，其特殊的沿岸地形顯示沿岸霧有其區(qū)域性特征，但關(guān)于福州地區(qū)沿岸的大霧統(tǒng)計分析及其發(fā)生發(fā)展機制研究卻幾乎沒有。本文擬揭示福州地區(qū)沿岸霧特征，為海霧預(yù)報預(yù)警服務(wù)提供參考依據(jù)，為近海霧生成機制研究提供基本的數(shù)據(jù)支撐。

2 資料選取

本文資料選自福建省信息中心下發(fā)的逐小時地面觀測數(shù)據(jù)，考慮到能見度自動觀測的完整性以及資料的可用性和代表性，選取福州地區(qū)沿海國家站(羅源、連江、長樂、福清、平潭)，資料年限采用2014—2020年，單日≥1個國家站出現(xiàn)霧就統(tǒng)計為1個霧日，用統(tǒng)計分析等方法來研究福州地區(qū)沿岸霧的日變化特征、年際變化及其變化趨勢，沿岸霧空間分布特征等。其次，整理區(qū)域自動站2020年能見度資料，與國家站作同期差異性分析。

3 霧日時空特征分析

3.1 年際分布特征

從2014—2020年年霧日統(tǒng)計來看(圖略)，平均年霧日82.6天，2014年、2015年年霧日均在50天以下，2016年有個小峰值，為95天，2017—2018年略有減少，為70～80天，之后2019年達到近七年最大峰值，為130天，2020年雖有所減少，但也超過110天。從霧日分布年際趨勢線看，福州沿岸霧日呈逐年線性增加。

3.2 月際分布特征

圖1顯示了福州沿岸各月平均霧日分布情況。2014—2020年所有月份平均霧日為6.9天，1月接近平均線，2～6月均在平均線以上，3～6月月平均霧日均在10天以上，其中最大為3月份的11.4天，而7～12月均在平均線以下，最少為10月份，僅為2.4天。冬末至夏初的多霧日與暖濕氣流的活躍有很大關(guān)系，而秋季是最干燥少雨、沿海大風(fēng)頻繁的季節(jié)，水汽不易凝結(jié)成霧。

圖1 2014—2020年福州地區(qū)沿岸霧日月際分布

3.3 霧日空間分布特征

3.3.1 霧日地域分布

從2014—2020年按地域分布統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看(圖2)，最北的羅源站累年霧日最多，為468天，年均66.9天，最少的是長樂站，僅為55天，年均7.9天。連江、福清、平潭年均霧日在15天左右，與羅源差距很大，這可能與羅源站點的地形有很大關(guān)系，而長樂國家站點地理位置相對較靠近內(nèi)陸，因而霧日也偏少。

圖2 福州地區(qū)沿岸各站年均霧日分布

3.3.2 霧日出現(xiàn)范圍特征分布

統(tǒng)計霧日出現(xiàn)的范圍發(fā)現(xiàn)，2014—2020年期間福州地區(qū)沿岸單站出現(xiàn)霧的個例達到386天，占所有霧日的2/3，而大范圍(≥3站)霧日的個例僅為68個，占11.8%。說明福州地區(qū)沿岸霧日的局地性較強，這給霧的預(yù)警預(yù)報增加了極大難度。

4 霧日分型特征

本文主要從霧日出現(xiàn)時間、持續(xù)時長、霧的生成機制來進一步研究福州地區(qū)沿岸霧。

4.1 霧日出現(xiàn)時間

在分析夜間出現(xiàn)大霧的時間點上，發(fā)現(xiàn)并沒有哪個時間點特別凸顯，因而將霧出現(xiàn)時間點按兩時段劃分，即夜間(20時～08時)、白天(08時～20時)。結(jié)果表明，白天出現(xiàn)霧的概率為17.0%，且常伴有降水現(xiàn)象；夜間出現(xiàn)霧的概率為83.0%，但夜間霧對航運、高速交通影響很大，這是預(yù)報預(yù)警需特別關(guān)注的重點。

4.2 持續(xù)時長

以持續(xù)時長≤2h和>2h進行分型(圖略)，發(fā)現(xiàn)霧出現(xiàn)持續(xù)時間≤2h的霧日和>2h的霧日平分秋色，而在持續(xù)時間>2h的霧日中有一半持續(xù)時間超過6h，且單站現(xiàn)象比較明顯，主要出現(xiàn)在霧日較多的羅源。

4.3 生成機制類型

為更深入了解福州地區(qū)沿岸霧，從大霧的生成機制作進一步探討，將大霧以平流冷卻霧和輻射霧、暖季混合霧和鋒面霧及平流蒸發(fā)霧這三種類型來進行分型，發(fā)現(xiàn)福州地區(qū)沿岸出現(xiàn)最多的是暖季混合霧和鋒面霧，有426例，占74.2%，而霧出現(xiàn)時段常常伴隨降水現(xiàn)象(即所謂的雨霧天氣)，當降水現(xiàn)象停止，霧也隨之消散。其次是平流冷卻霧和輻射霧，占20.6%，出現(xiàn)在冬季和初春比較多。最少的是蒸發(fā)霧，多出現(xiàn)在降水之后水汽蒸發(fā)而形成，個例較少，僅占5.2%。因此，福州地區(qū)沿岸在霧日預(yù)報方面應(yīng)多關(guān)注降水的因素。

5 國家站與區(qū)域站霧日特征差異分析

區(qū)域站由于要素布設(shè)、分布地域問題，能見度要素年限并不長，只是近兩年能見度資料比較完整。本文選取2020年福州地區(qū)沿岸有代表性區(qū)域站點(圖3)，將這些區(qū)域站點跟國家站霧日進行比對，以期進一步剖析福州地區(qū)沿岸霧日特征。

5.1 區(qū)域差異

從圖4可見，2020年福州地區(qū)沿岸霧日有兩個強中心，一個是北部的羅源灣，另一個是長樂、福清、平潭交界海域處，這與圖2存在差異性，顯然圖2反映不出第2個強中心。

圖3 福州地區(qū)沿岸區(qū)域站點 圖4 2020年福州地區(qū)沿岸霧日分布圖

5.2 各站霧日特征差異

羅源站年霧日明顯比區(qū)域站偏多，可能是羅源站址偏山區(qū)，降水的加持很容易造成霧日的增多。福清站比區(qū)域站略多，表現(xiàn)不太明顯。而連江、長樂、平潭年霧日均比區(qū)域站明顯偏少。連江區(qū)域站霧日均為連江大監(jiān)站的兩倍以上，長樂由于區(qū)域站能見度數(shù)據(jù)少，目前僅北部有站點，顯示潭頭站霧日數(shù)比長樂站多接近一倍。而平潭是島嶼，周邊的小島嶼也較多，能見度更為復(fù)雜，差異性尤其明顯，位于大列島的楊坪頂年霧日達到151天，為平潭國家站的9.4倍，與它相距4.2km的蘇澳村相比，也是其的2.6倍。分析表明，福州地區(qū)沿岸霧局地性強，而島嶼處霧更為復(fù)雜，因此在能見度上也需要像溫濕、雨量、風(fēng)等要素一樣構(gòu)筑3km網(wǎng)格預(yù)警監(jiān)測，才能實現(xiàn)沿海的大霧監(jiān)測與預(yù)報服務(wù)。

6 結(jié)論

①福州地區(qū)沿海霧日年際分布呈線性增加，月際分布上冬春霧日多，夏秋少。

②福州地區(qū)沿岸霧日呈北多中間少，以北部羅源最多，中部長樂最少。局地性強，單站占2/3，3站以上同時出現(xiàn)霧的僅占11.8%。

③大部分霧出現(xiàn)時間在夜間(20時～08時)，白天出現(xiàn)的霧常伴有降水現(xiàn)象；持續(xù)時間不超過2h的霧占半數(shù)以上，超過6h的占1/4。

④混合霧和鋒面霧占74.2%，且常伴有降水現(xiàn)象，其次是平流冷卻霧和輻射霧，占20.6%。

⑤島嶼霧特征明顯，特別是長樂、福清、平潭交界處小島嶼存在一個霧的高發(fā)區(qū)。