馮 簫，李 勛，楊 薇，張春花

(1.海南省氣象臺，海南 ?？?570203；2.海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 海口 570203)

引 言

海霧是在海洋影響下，海上、島嶼或沿海陸地上空低層大氣中，由于水汽飽和凝結(jié)產(chǎn)生大量水滴或冰晶，使大氣水平能見度小于1 km的一種天氣現(xiàn)象[1]。海霧對海上交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、航空以及海上軍事活動等造成影響，為近海地區(qū)主要的氣象災(zāi)害之一。在海霧頻發(fā)的沿海地區(qū)，綜合多種觀測資料和數(shù)值模式資料加強(qiáng)對海霧特征及成因研究[2-7]，有助于提高海霧預(yù)報(bào)水平，具有廣泛的社會及經(jīng)濟(jì)效益。

海霧的形成與一定的天氣背景密切相關(guān)[8-10]，不同天氣背景下霧的類型有所不同[11-12]。研究表明，相對低的海表溫度是海霧生成和維持的重要環(huán)境[13-14]，較強(qiáng)的暖濕氣流輸送是海霧維持的重要條件[15-17]，西南低空急流的建立有利于霧的進(jìn)一步增強(qiáng)[18]；大氣邊界層內(nèi)風(fēng)場、溫度場、濕度場和湍流之間的相互影響在海霧演變過程中起重要作用[19-20]，風(fēng)切變造成的湍流混合將熱量輸送給海洋[21]，冷海面上空暖濕空氣降溫冷卻，有利于海霧的生成。

華南沿海是我國海霧多發(fā)區(qū)[22-26]，每年1—3月從北部灣經(jīng)瓊州海峽到臺灣海峽，低于25 ℃的海表溫度為海霧的生成和維持提供了適宜條件[27]。2018年2月15—25日春運(yùn)期間，瓊州海峽出現(xiàn)歷史罕見的持續(xù)性大霧事件，海峽停航累計(jì)超過197 h，高峰期超2萬輛出入海南島的車輛滯留港口，導(dǎo)致交通大面積癱瘓，引發(fā)社會高度關(guān)注。此次海霧過程，我國華南東側(cè)西太平洋海表溫度異常偏高，低層暖濕氣流及西南低渦的輔助作用是海霧長時(shí)間維持的主要原因之一[28]。然而，由于缺乏更精密的探空資料，海霧的邊界層特征仍有待深入研究。許向春等[29]針對瓊州海峽海霧天氣個(gè)例，總結(jié)出4類海霧天氣概念模型，并在業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)實(shí)踐中發(fā)揮了重要作用，同時(shí)也加強(qiáng)了預(yù)報(bào)員對瓊州海峽不同性質(zhì)海霧生消演變過程的理解。因此，本文利用ERA-Interim再分析資料，從海霧天氣概念模型出發(fā)，針對此次持續(xù)性海霧過程不同階段的大尺度環(huán)流背景、水汽條件、溫度平流等進(jìn)行對比分析，并結(jié)合風(fēng)廓線雷達(dá)資料和高垂直分辨率的探空資料，比較各階段海霧的邊界層特征，為進(jìn)一步作好瓊州海峽海霧的預(yù)報(bào)預(yù)警提供一定理論基礎(chǔ)。

1 資料和方法

所用資料包括：(1)廣東省徐聞與海南省?？?、臨高、澄邁、觀海臺5個(gè)氣象站大氣能見度觀測資料和徐聞與海口2站平均氣溫、相對濕度、風(fēng)向風(fēng)速、降水量等逐小時(shí)常規(guī)地面觀測資料以及觀海臺站海表氣溫與秀英港站海表溫度逐小時(shí)觀測資料，站點(diǎn)分布見圖1。(2)海口站L波段秒級探空資料(垂直方向上分辨率為10 m)及風(fēng)廓線雷達(dá)逐小時(shí)風(fēng)場探測資料。(3)日本葵花8號氣象衛(wèi)星逐小時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，可見光波段的空間分辨率為500 m，紅外波段的空間分辨率為2 km。參考FUELL等[30]和HAN等[31]的工作，利用葵花氣象衛(wèi)星多通道數(shù)據(jù)合成可見光云圖和夜間微物理彩色圖像，并判識海霧。(4)ERA-Interim逐小時(shí)再分析資料，水平分辨率為0.125°×0.125°，包括位勢高度、溫度、風(fēng)向風(fēng)速、比濕、海表溫度等要素場。文中涉及的地圖基于國家測繪地理信息標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號為GS(2019)1822的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無修改。

圖1 瓊州海峽地理位置和周邊觀測站Fig.1 The geographic location of the Qiongzhou Strait and its adjacent observation stations

2 海霧過程實(shí)況

2.1 站點(diǎn)監(jiān)測

海霧于2018年2月15日02:00(北京時(shí)，下同)出現(xiàn)在瓊州海峽，在25日13:00基本結(jié)束(圖2)。其中，15—17日、21—25日期間，海霧集中出現(xiàn)在下半夜至早晨，中午消散，如徐聞?wù)咀钤缭?1:00(25日)起霧，最晚于11:00(17日)消散，平均持續(xù)時(shí)長約4 h，而?？谡酒骄掷m(xù)時(shí)長約3 h，2站海霧持續(xù)時(shí)間較短；18—20日期間，徐聞?wù)竞ｌF持續(xù)時(shí)間較長，19、20日海霧持續(xù)時(shí)間分別達(dá)11、9 h?？梢?，海霧具有間歇性特征，無明顯日變化，大氣低能見度與瓊州海峽停航時(shí)間基本一致。

圖2 2018年2月14日20:00至26日20:00徐聞、?？谡敬髿饽芤姸戎鹦r(shí)演變及瓊州海峽停航時(shí)間Fig.2 The hourly evolution of atmospheric visibility at Xuwen and Haikou stations and suspending time of ships in the Qiongzhou Strait from 20:00 BST 14 to 20:00 BST 26 February 2018

2.2 衛(wèi)星遙感監(jiān)測

利用高時(shí)空分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以監(jiān)測海霧形狀、范圍的演變及周邊環(huán)境特征[16,31]。圖3是葵花衛(wèi)星影像白天可見光云圖和夜間微物理彩色圖像。可以看出，2月15日04:00，雷州半島西側(cè)一條葉片形的白亮云團(tuán)覆蓋瓊州海峽西段，并延伸至海南島西部沿海陸地，臨高站能見度降至200 m。該云團(tuán)紋理均勻，邊界清晰，測站證實(shí)該云團(tuán)為海霧。15日06:00，陸地上霧區(qū)(徐聞能見度為100 m)從雷州半島延伸至瓊州海峽中段，而后逐漸覆蓋整個(gè)海峽，其南邊界可達(dá)?？?、澄邁，導(dǎo)致?？谡灸芤姸扔?5:00的2400 m降至06:00的200 m。19日04:00—09:00，北部灣北部海面、雷州半島和海南島及周邊海域有大面積的白亮云團(tuán)，云體紋理不一，為低層云霧共存結(jié)構(gòu)；瓊州海峽—雷州半島南部云團(tuán)紋理均勻，海霧南側(cè)邊界沿著海南島北部海岸線發(fā)展，徐聞?wù)灸芤姸染S持在300 m左右。21日22:00，瓊州海峽、雷州半島東側(cè)海面有霧發(fā)展，面積較小，觀海臺站能見度降至100 m以下。22日00:00—02:00，隨著中、高層云的大面積東移，低層云霧被遮擋，無法辨別，02:00徐聞?wù)灸芤姸冉抵?000 m以下，并持續(xù)了4 h。

圖3 2018年2月15日04:00至22日02:00瓊州海峽上空海霧的演變(a) 15日04:00，(b) 15日06:00，(c) 15日09:00，(d) 19日04:00，(e) 19日06:00，(f) 19日09:00，(g) 21日22:00，(h) 22日00:00，(i) 22日02:00Fig.3 The evolution of sea fogs over the Qiongzhou Strait from 04:00 BST 15 to 02:00 BST 22 February 2018(a) 04:00 BST 15 February, (b) 06:00 BST 15 February, (c) 09:00 BST 15 February, (d) 04:00 BST 19 February, (e) 06:00 BST 19 February, (f) 09:00 BST 19 February,(g) 22:00 BST 21 February, (h) 00:00 BST 22 February, (i) 02:00 BST 22 February

上述不同海霧階段，瓊州海峽附近的天氣現(xiàn)象各有不同，這與各階段的天氣背景密切相關(guān)。

3 天氣背景和氣-海溫差

3.1 環(huán)流形勢特征

參考許向春等[29]工作，將此次海霧過程分為4個(gè)階段進(jìn)行分析。階段1，環(huán)流形勢為均壓場型。2月15—17日，500 hPa我國東南部地區(qū)始終處在較強(qiáng)高壓脊控制下[圖4(a)]，大氣層結(jié)穩(wěn)定；低層海上變性高壓較弱，瓊州海峽上空等壓線稀疏，處于均壓場外圍偏弱的東南氣流中[圖4(d)]。階段2，環(huán)流形勢為入海變性高壓脊型。18—20日，500 hPa我國中低緯地區(qū)受寬平的高壓帶控制[圖4(b)]；低層海上變性高壓有冷空氣持續(xù)補(bǔ)充，高壓脊線呈東北—西南向，我國華南區(qū)域氣壓梯度加大，瓊州海峽位于脊線西南端[圖4(e)]，受偏強(qiáng)的東到東南風(fēng)影響，具有較好的水汽條件。階段3，環(huán)流形勢為鋒面型。22日08:00，500 hPa中高緯地區(qū)低槽東移發(fā)展[圖4(c)]，925 hPa瓊州海峽以北地區(qū)有東北風(fēng)與東南風(fēng)切變(圖略)，瓊州海峽及華南沿岸位于地面鋒區(qū)[圖4(f)]。階段4，環(huán)流形勢為入海變性高壓脊型。24—25日(圖略)，500 hPa形勢場與階段2相似，中低緯地區(qū)為平直的緯向環(huán)流，瓊州海峽處于入海變性高壓后部較強(qiáng)的暖濕氣流中。

圖4 2018年2月15(a、d)、19(b、e)、22(c、f)日08:00瓊州海峽500 hPa(a、b、c)和1000 hPa(d、e、f)位勢高度場(等值線，單位：gpm)、風(fēng)場(矢量，單位：m·s-1)和溫度場(陰影，單位：℃)空間分布Fig.4 The spatial distribution of 500 hPa (a, b, c) and 1000 hPa (d, e, f) geopotential height field (contours, Unit: gpm), wind field (vectors, Unit: m·s-1) and air temperature field (shadows, Unit: ℃) over the Qiongzhou Strait at 08:00 BST 15 (a, d), 19 (b, e) and 22 (c, f) February 2018

3.2 站點(diǎn)氣象要素演變特征

不同海霧階段，位于瓊州海峽南北兩側(cè)的?？凇⑿炻?站氣象要素特征表現(xiàn)不同(圖5)。階段1(15—17日)，大氣處于靜穩(wěn)條件，夜間少云，15、16日20:00后在地表輻射冷卻作用下2站氣溫逐漸下降，相對濕度逐漸上升，當(dāng)相對濕度接近100%時(shí)，輻射霧開始形成，且背景風(fēng)偏弱，2站風(fēng)向日夜偏轉(zhuǎn)角度超過90°，夜間風(fēng)速低于2 m·s-1，有利于輻射霧的維持；16、17日08:00后地表逐漸增溫，相對濕度驟降至75%左右，霧開始消散。階段1的地表氣溫、相對濕度都具有明顯的日變化特征。

圖5 2018年2月14日20:00至26日20:00徐聞、?？?站氣溫、相對濕度、降水量的逐小時(shí)演變及風(fēng)向風(fēng)速逐2 h演變Fig.5 The hourly evolution of air temperature, relative humidity and precipitation and 2-hour evolution of wind speed and wind direction at Xuwen and Haikou stations from 20:00 BST 14 to 20:00 BST 26 February 2018

階段2(18—20日)和階段4(24—25日)，暖濕氣流輸送造成瓊州海峽及附近水汽增加，形成平流霧，致使太陽輻射大幅削弱，徐聞、海口站氣溫升高緩慢，相對濕度長時(shí)間飽和，如徐聞?wù)?8日08:00至19日08:00，氣溫(相對濕度)維持在20 ℃(100%)附近；2站風(fēng)向、風(fēng)速日變化小，以東到東北風(fēng)或東南風(fēng)為主，徐聞?wù)窘咏o風(fēng)，?？谡撅L(fēng)速在4 m·s-1以下。

階段3(22日)，冷空氣南下，徐聞?wù)巨D(zhuǎn)為穩(wěn)定的偏北風(fēng)，海口站為東南風(fēng)，風(fēng)速均超過4 m·s-1，冷暖空氣在瓊州海峽交匯，徐聞?wù)境霈F(xiàn)弱降水，且降落地面時(shí)水汽蒸發(fā)，致使空中水汽含量增加，相對濕度一度達(dá)100%，出現(xiàn)鋒面霧。

23、26日，瓊州海峽處于冷鋒鋒后，空氣偏冷偏干，相對濕度降至90%左右，地面均為風(fēng)力較強(qiáng)(4 m·s-1以上)的偏北風(fēng)，不利于海霧維持發(fā)展。因此，23日瓊州海峽大霧短暫消失，26日海霧過程結(jié)束。

3.3 氣-海溫差

較低的海表溫度和適宜的氣-海溫差有利于海霧的生成發(fā)展。監(jiān)測數(shù)據(jù)(圖6)顯示，此次海霧期間，瓊州海峽海表溫度為17～21 ℃，而海表氣溫相對偏暖，且晝夜溫差明顯，氣-海溫差在-2～3 ℃之間；22日白天海表氣溫開始持續(xù)下降，至20:00氣溫驟降至17 ℃以下，而海表溫度變化不大，維持在20 ℃左右，致使氣-海溫差降至-3 ℃以下，霧消散；23日夜間，隨著氣溫回升，氣-海溫差逐漸增大，霧再次出現(xiàn)。

圖6 2018年2月14日20:00至26日20:00秀英港海溫、觀海臺氣溫和氣-海溫差的逐小時(shí)演變Fig.6 The hourly evolutions of sea surface temperature at Xiuying harbour station, air temperature at Guanhaitai station and air-sea temperature difference from 20:00 BST 14 to 20:00 BST 26 February 2018

利用ERA-Interim海表溫度和2 m氣溫資料，得到瓊州海峽氣-海溫差空間分布(圖7)?？梢钥闯觯?9日，受入海變性高壓脊后部暖濕氣流影響，南海北部海區(qū)氣-海溫差均為正值，瓊州海峽附近氣-海溫差較高，在2 ℃以上[圖7(a)]；22日，受冷空氣影響，南海北部氣-海溫差降為負(fù)值，瓊州海峽附近氣-海溫差仍大于0 ℃[圖7(b)]?？梢姡軆蓚?cè)陸地影響，瓊州海峽海霧各階段的氣-海溫差(15日、24日氣-海溫差空間分布與19日相似，圖略)都比同緯度周邊海區(qū)偏高，有利于輻射霧、平流霧和鋒面霧的形成，這是瓊州海峽海霧出現(xiàn)頻次較粵東、粵西沿岸海區(qū)偏高的原因之一[22]。

圖7 2018年2月19(a)和22(b)日08:00瓊州海峽氣-海溫差空間分布(單位：℃)(灰色區(qū)域?yàn)殛懙?Fig.7 The spatial distributions of difference between air temperature and sea surface temperature in the Qiongzhou Strait at 08:00 BST 19 (a) and 22 (b) February 2018 (Unit: ℃)(the gray areas for the land)

4 水汽特征

低空充沛的水汽是海霧形成的重要條件。從瓊州海峽不同海霧階段低空比濕、水汽通量及其散度和水汽平流項(xiàng)分布(圖8)可以看出，輻射霧階段[圖8(a)、圖8(e)]，海南島東部至兩廣沿岸有東南方向的水汽輸送，水汽在近海岸輻合，瓊州海峽附近有較強(qiáng)的濕平流(4×10-5g·kg-1·s-1)，比濕較小(低于10 g·kg-1)；鋒面霧階段[圖8(c)、圖8(g)]，來自東北方向的水汽在瓊州海峽附近匯聚，對應(yīng)的水汽通量值較大，海峽附近形成孤立的水汽輻合中心和狹小的濕平流中心，比濕較大(超過10 g·kg-1)；兩次平流霧階段[圖8(b)、圖8(f)、圖8(d)、圖8(h)]，華南近海海域比濕均較大(10 g·kg-1以上)，水汽輻合較強(qiáng)，水汽通量散度低于-2×10-5g·hPa-1·cm-2·s-1，且低層云霧區(qū)與低空水汽輻合區(qū)基本一致。然而，兩次平流霧階段也存在不同，主要表現(xiàn)在：(1)水汽輸送通道不同。19日華南近海為單一的東南方向水汽輸送，水汽輻合區(qū)沿海岸線分布，而24日則為東北和偏東方向的兩支氣流在瓊州海峽—海南島東部海岸交匯，形成東北—西南向的水汽輸送通道，水汽輻合帶位置偏南，?？谡竞ｌF時(shí)間早于徐聞?wù)綶圖8(b)、圖8(d)]。(2)低空輻合層的厚度不同。925 hPa高度上，19日仍有弱的水汽輻合，而24日則出現(xiàn)了水汽輻散(圖略)。(3)濕平流范圍和持續(xù)時(shí)間不同。19日，華南近海為大面積濕平流區(qū)，瓊州海峽濕平流較強(qiáng)，至20:00，850 hPa濕平流值可達(dá)5×10-5g·kg-1·s-1，且1000 hPa高度上的濕平流持續(xù)至21日20:00(長達(dá)2 d)[圖8(f)、圖9(a)]；24日08:00，濕平流區(qū)明顯縮小，瓊州海峽850 hPa濕平流較小(1×10-5g·kg-1·s-1)，24 h后(25日08:00)，低空各層均轉(zhuǎn)為干平流[圖8(h)、圖9(a)]。綜上可見，18—20日平流霧的長時(shí)間維持是較強(qiáng)的濕平流和較厚的水汽輻合層共同作用所致。另外，從瓊州海峽上空比濕演變[圖9(b)] 可知，在18—20日平流霧期間，低層大氣比濕緩慢增加，水汽越來越充沛；24—25日平流霧期間，低層大氣比濕在25日08:00后快速下降，水汽條件轉(zhuǎn)差，850 hPa比濕下降最明顯。

圖8 2018年2月15(a、e)、19(b、f)、22(c、g)、24(d、h)日08:00瓊州海峽1000 hPa比濕(紅色等值線，單位：g·kg-1)、水汽通量(矢量，單位：g·hPa-1·cm-1·s-1)及其散度(填色，單位：10-5 g·hPa-1·cm-2·s-1)(a、b、c、d)和1000 hPa水汽平流項(xiàng)(e、f、g、h，單位：10-5 g·kg-1·s-1)分布Fig.8 The distributions of 1000 hPa specific humidity (red contours, Unit: g·kg-1), water vapor flux (vectors, Unit: g·hPa-1·cm-1·s-1) and its divergence (shadows, Unit: 10-5 g·hPa-1·cm-2·s-1) (a, b, c, d) and 1000 hPa water vapor advection term (e, f, g, h, Unit: 10-5 g·kg-1·s-1) over the Qiongzhou Strait at 08:00 BST 15 (a, e), 19 (b, f), 22 (c, g) and 24 (d, h) February 2018

圖9 2018年2月17—26日瓊州海峽(109.20°E—110.26°E、19.95°N—20.35°N)不同高度層平均水汽平流項(xiàng)(a)和比濕(b)逐6 h演變[紅色(藍(lán)色)方框、箭頭分別表示18—20日(24—25日)持續(xù)濕平流(濕平流轉(zhuǎn)為干平流)和比濕增加(下降)過程]Fig.9 The 6-hour evolutions of mean water vapor advection term (a) and specific humidity (b) at different levels over the Qiongzhou Strait (109.20°E-110.26°E,19.95°N-20.35°N) from 17 to 26 February 2018[The red (blue) box and arrow indicated continuous wet advection (wet advection transfering to dry advection) and specific humidity increase (decrease) process from 18 to 20 (24 to 25) February 2018, respectively]

5 邊界層特征

5.1 溫濕廓線

圖10是?？谔娇照静煌ｌF階段大氣邊界層垂直廓線。為了與地面觀測保持一致，將相對濕度達(dá)96%及以上區(qū)域定為霧區(qū)或?qū)釉茀^(qū)。階段1：15日、16日、17日08:00，1000 m以下均出現(xiàn)雙層逆溫結(jié)構(gòu)，持續(xù)的暖平流使第一(二)層逆溫層底從15日100 m(500 m)抬升至17日200 m(700 m)，霧頂出現(xiàn)在第一逆溫層底附近，且隨著逆溫層底部升高而升高，從15日的50 m發(fā)展至17日的200 m。階段2：18日、19日、20日08:00，50～400 m溫濕遞減率較小，為位勢中性氣層(圖略)，湍流混合均勻，霧頂發(fā)展到1200 m，當(dāng)有干空氣卷夾時(shí)，其上部轉(zhuǎn)為層云，霧頂高度下降至400 m左右。階段3：21日、22日08:00，800 m以下比濕廓線緊貼，且比濕隨高度降低而增大，海霧厚度變薄(22日08:00，霧頂降低至200 m)；23日08:00，冷空氣使低層空氣降溫減濕，1000 m附近存在鋒區(qū)逆溫，加之氣-海溫差增大，地面風(fēng)速增強(qiáng)，近地面海霧抬升為層云，海霧短暫消散。階段4：24日08:00， 1000 m以下氣溫較前日明顯回暖，比濕相應(yīng)增大，海霧再次生成，霧頂高度在200 m左右；25日、26日08:00，比濕持續(xù)減小，當(dāng)200 m以下相對濕度低于96%時(shí)，海霧過程結(jié)束。

圖10 2018年2月15—26日08:00?？谔娇照緶囟?上)、比濕(中)和相對濕度(下)的垂直廓線Fig.10 The vertical profiles of temperature (the top), specific humidity (the middle) and relative humidity (the below) at Haikou sounding station at 08:00 BST from 15 to 26 February 2018

5.2 溫度平流垂直結(jié)構(gòu)

暖平流有利于近海面逆溫的建立和維持，使水汽被抑制在低層，不斷冷卻凝結(jié)，形成海霧。從圖11看出，15日08:00，瓊州海峽(20.15°N)上空800 hPa附近有一暖平流中心，975 hPa因輻射降溫及陸風(fēng)入侵出現(xiàn)淺薄的冷平流層，溫度平流垂直分布不均勻；19日08:00，暖平流層范圍寬廣、深厚且中心位于近地面層，溫度平流垂直分布相比輻射霧更均勻；22日08:00，瓊州海峽近海面為冷平流，暖平流被抬升至950 hPa附近，冷暖平流交匯形成鋒生，促使上升運(yùn)動加強(qiáng)，徐聞出現(xiàn)降水，伴隨出現(xiàn)鋒面霧。

圖11 2018年2月15日(a)、19日(b)和22日(c)08:00沿110.26°E的溫度平流(填色，單位：10-5 K·s-1)及垂直環(huán)流(流線)經(jīng)向垂直剖面Fig.11 The meridional vertical sections of temperature advection (shadows, Unit: 10-5 K·s-1) and vertical circulation (streamlines) along 110.26°E at 08:00 BST 15 (a), 19 (b) and 22 (c) February 2018

5.3 低空急流和風(fēng)切變

圖12和圖13是海口站風(fēng)廓線雷達(dá)監(jiān)測的此次海霧過程低空氣流和垂直風(fēng)切變的逐小時(shí)演變。從圖12看出，14日22:00至15日02:00，近地面有偏南急流，并把水汽輸送至瓊州海峽；15日05:00—09:00，風(fēng)速驟減，出現(xiàn)靜風(fēng)特征，水汽因逆溫層聚集在大氣低層，為輻射霧的生成提供了有利條件；18日20:00至19日20:00，風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)，600 m附近東南向的大風(fēng)速軸(v≥8 m·s-1)穩(wěn)定維持，且與地面存在較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變。垂直風(fēng)切變引起的湍流混合是海洋上空大氣邊界層降溫增濕的主要機(jī)制，有利于冷海面上空暖濕空氣冷卻飽和形成海霧，促進(jìn)平流霧的生成和維持。另外，輻射霧階段地面與600 m垂直風(fēng)切變較小，平均為3.23×10-3s-1，而平流霧階段的垂直風(fēng)切變較大，平均為4.75×10-3s-1。

圖12 2018年2月14日20:00至15日20:00(a)和18日20:00至19日20:00(b)?？谡撅L(fēng)場(風(fēng)羽，單位：m·s-1)時(shí)間-高度剖面(風(fēng)速達(dá)12 m·s-1以上為低空急流)Fig.12 The time-height section of wind field (barbs, Unit: m·s-1) at Haikou station from 20:00 BST 14 to 20:00 BST 15 (a) and 20:00 BST 18 to 20:00 BST 19 (b) February 2018(The wind speed of low-level jet was more than 12 m·s-1)

圖13 2018年2月14—26日?？谡镜孛媾c600 m高度垂直風(fēng)切變的逐小時(shí)演變[藍(lán)、紅色虛線分別為輻射霧(15—17日)、平流霧(18—20日、24—25日)期間垂直風(fēng)切變的平均值]Fig.13 The hourly evolution of vertical wind shear between surface and 600 m height at Haikou station from 14 to 26 February 2018[the blue (red) dot line indicated the average value of vertical wind shear during radiation (advection) fog from 15 to 17 (18 to 20 and 24 to 25) February, respectively]

6 結(jié) 論

(1)2018年2月15—25日瓊州海峽持續(xù)性海霧過程可分為4個(gè)階段、3種類型。階段1(15—17日)為均壓型的輻射霧；階段2(18—20日)和階段4(24—25日)為入海變性高壓脊后部暖濕氣流所致的平流霧；階段3(22日)為瓊州海峽附近鋒區(qū)形成的鋒面霧。

(2)輻射霧期間，徐聞、海口2站夜間氣溫降低，水汽處于飽和狀態(tài)，且2站風(fēng)向偏轉(zhuǎn)角度超過90°，夜間風(fēng)速低于2 m·s-1；平流霧期間，2站氣溫(相對濕度)長時(shí)間維持不變(飽和)，風(fēng)向以東到東北風(fēng)或東南風(fēng)為主，徐聞?wù)撅L(fēng)速接近靜風(fēng)，?？谡撅L(fēng)速在4 m·s-1以下；鋒面霧期間，2站風(fēng)速超過4 m·s-1，徐聞?wù)緸槠憋L(fēng)，且出現(xiàn)弱降水。

(3)海霧期間，海溫偏冷，氣-海溫差為-2～3 ℃。輻射霧出現(xiàn)前，瓊州海峽附近水汽輻合較弱，溫度平流垂直分布不均勻；平流霧期間，比濕(水汽輻合)條件較好，暖平流層深厚，其中18—20日的濕平流較強(qiáng)，水汽輻合層較厚，且比濕逐日增加，海霧持續(xù)時(shí)間比24—25日長；鋒面霧期間，瓊州海峽附近為濕平流(水汽輻合)中心和冷暖平流交匯形成的鋒區(qū)。

(4)輻射霧出現(xiàn)前，近海面存在偏南急流的水汽輸送，水汽積聚在雙層逆溫的邊界層下，霧頂出現(xiàn)在第一逆溫層底，高度隨逆溫層底的升高而抬升。平流霧期間，600 m以下東南向大風(fēng)速軸穩(wěn)定維持，地面與600 m高度的垂直風(fēng)切變較強(qiáng)，使得霧層湍流混合均勻，大氣表現(xiàn)為中性層結(jié)結(jié)構(gòu)，霧頂可發(fā)展至1000 m以上。鋒面霧期間，比濕逐漸減小，霧頂高度下降。