摘 要:利用2013—2022年河池10站大霧資料,分析大霧天氣特征,結(jié)果表明:河池大范圍大霧天氣較少,局地性特征明顯,多發(fā)于河池北部、東部地區(qū)及西南部的巴馬縣,以南丹縣最多,占全市大霧天氣總數(shù)的31.3%;大霧天氣冬季和春季多發(fā),占比分別達(dá)55%和28%,秋、夏季分別為15%和2%;晨霧和白天時(shí)段的大霧出現(xiàn)前,逆溫層存在的概率分別達(dá)79.2%和92.7%;大霧天氣風(fēng)速多在1~2級(jí),但不排除風(fēng)速會(huì)達(dá)到3級(jí);3 h變溫與6 h變溫日常短期預(yù)報(bào)指標(biāo)可用性較低,但可用于預(yù)警信號(hào)發(fā)布參考值,雨霧臨近時(shí)次變溫幅度較小,多呈負(fù)變溫,而臨近出現(xiàn)輻射霧時(shí)呈現(xiàn)逐漸增大的負(fù)變溫趨勢(shì);相對(duì)濕度達(dá)90%以上或溫度露點(diǎn)差<1.3 ℃,平均值為0.2 ℃;臨近時(shí)次海平面氣壓24 h變壓為較明顯負(fù)變壓或弱的正變壓。
關(guān)鍵詞:大霧;災(zāi)害;預(yù)警預(yù)報(bào);指標(biāo)
中圖分類號(hào):P426.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):2095–3305(2024)02–0-03
大霧是廣西全年常見的一種災(zāi)害性天氣,對(duì)交通安全有較大影響,在同時(shí)有山區(qū)、河谷地形的河池市,大霧天氣的災(zāi)害影響被嚴(yán)重低估。由于多年來對(duì)災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警工作重心朝暴雨、強(qiáng)對(duì)流、臺(tái)風(fēng)等天氣類別明顯傾斜,且大霧天氣預(yù)警信號(hào)啟用和考核時(shí)間較短,造成值班人員欠缺對(duì)大霧天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警經(jīng)驗(yàn),仍沿用早年總結(jié)的本地大霧天氣發(fā)生規(guī)律進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警,導(dǎo)致大霧預(yù)警信號(hào)實(shí)用性偏低,大霧預(yù)警質(zhì)量在全區(qū)排名并不理想,預(yù)警時(shí)效性和準(zhǔn)確性存在較大提升空間。無論是出于對(duì)交通、旅游行業(yè)的服務(wù)需求,還是人體健康需求,均體現(xiàn)出提高大霧預(yù)報(bào)預(yù)警質(zhì)量的緊迫性。目前,針對(duì)河池市大霧天氣的研究較少,借鑒學(xué)者對(duì)大霧分布特點(diǎn)及其形成機(jī)理的研究[1-4],開展河池大霧分布特征和變化規(guī)律研究,為本地預(yù)報(bào)員提供預(yù)報(bào)預(yù)警參考依據(jù)。
1 樣本選取
氣象學(xué)上將實(shí)際天空水平能見度低于10 km時(shí)定義為霧,水平能見度在1~10 km的定義為輕霧,能見度在1 km以下時(shí)定義為大霧。大化縣未設(shè)立氣象局,但距離都安縣城較近,地形地貌和氣候環(huán)境也較為接近,河池市氣象臺(tái)一直將大化縣和都安縣視作同一地區(qū)開展天氣預(yù)報(bào)和提供氣象服務(wù)等。故以河池市11個(gè)縣(區(qū))的10個(gè)站2013—2022年的人工觀測(cè)和自動(dòng)觀測(cè)資料作為樣本,選取各站開始自動(dòng)觀測(cè)時(shí)間至2022年時(shí)段的能見度在500 m以下大(濃)霧進(jìn)行分析。
受河池市部分縣(區(qū))國家氣象站建立地點(diǎn)和環(huán)境的影響,測(cè)站監(jiān)測(cè)到能見度小于500 m可能只是測(cè)站周圍能見度較低,而居民生活區(qū)能見度較好。故若當(dāng)日某國家氣象觀測(cè)站出現(xiàn)能見度在500 m以下,且發(fā)布大霧預(yù)警信號(hào),則記為該站的1次大霧天氣過程。河池市出現(xiàn)的平流霧基本上伴隨著≥0.1 mm的降雨天氣,統(tǒng)稱為雨霧。
2 大霧天氣的時(shí)空分布特征
2.1 空間分布特征
根據(jù)2013—2022年河池市10個(gè)縣(區(qū))大霧天氣統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),河池市大霧天氣局地性特征明顯,單日出現(xiàn)大霧天氣多為1~2站次。近10年間,河池市大霧天氣共計(jì)323站次,其中,南丹縣101站次,占全市大霧天氣總數(shù)的31.3%,環(huán)江縣55站次,宜州區(qū)44站次,天峨縣36站次,金城江區(qū)29站次,巴馬縣26站次,羅城縣15站次,都安縣9站次,東蘭縣7站次,鳳山縣1站次(圖1)。表明大霧天氣多發(fā)于河池市北部、東部地區(qū)及西南部的巴馬縣,其中,南丹縣最多,環(huán)江縣、宜州區(qū)分別位列第2、3位。將河池市大霧天氣出現(xiàn)頻次分為高、中、低三等級(jí),其中,高等地區(qū)為南丹縣、環(huán)江縣、宜州區(qū);中等地區(qū)為天峨縣、金城江區(qū)、巴馬縣、羅城縣;低等地區(qū)為都安縣、東蘭縣、鳳山縣。
2.2 時(shí)間分布特征
河池市大霧多發(fā)于冬季和春季,分別占55%和28%,秋季和夏季分別占比15%和2%。河池市10個(gè)縣(區(qū))冬季大霧天氣最多,均占該縣(區(qū))大霧天氣次數(shù)的40%以上;春季大霧天氣占比達(dá)到第二位的有天峨縣、南丹縣、東蘭縣、金城江區(qū)、環(huán)江縣、羅城縣、宜州區(qū)和都安縣,其中,宜州區(qū)春季和秋季大霧天氣占比均為23%;除巴馬縣秋季大霧天氣占比為第二位,大部分縣(區(qū))秋季大霧天氣的占比均為第三位;夏季除天峨縣、南丹縣、環(huán)江縣和宜州區(qū)出現(xiàn)過大霧天氣外,其余縣(區(qū))均未出現(xiàn),且夏季大霧天氣占比均在4%以下;鳳山縣、東蘭縣和都安縣大霧發(fā)生頻次較少,且僅在冬季或春冬2季出現(xiàn)。
河池市大部縣(區(qū))大霧天氣出現(xiàn)頻率為冬季>春季>秋季>夏季。按月統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),河池市大霧主要集中在11月—翌年3月,1—3月達(dá)到頂峰。從日分布特征來看,河池市大霧主要出現(xiàn)在07:00前后和17:00前后,其中,07:00前后大霧出現(xiàn)頻率最高,共計(jì)125次,占近10年間大霧天氣總?cè)諗?shù)的38.7%。
3 大霧出現(xiàn)的指標(biāo)
3.1 天氣形勢(shì)
霧根據(jù)形成過程分為輻射霧、平流霧、蒸發(fā)霧、上坡霧、鋒面霧等,影響河池的多為輻射霧和平流霧。其中,輻射霧前期多受高空槽和鋒面影響產(chǎn)生降水,使得近地面層濕度大,當(dāng)高空槽和鋒面移過河池后,轉(zhuǎn)晴好天氣,在清晨時(shí)易出現(xiàn)輻射降溫,使水汽凝結(jié)成霧。河池處于高壓后部時(shí),由于高空南支槽前西南暖濕氣流移至原來較冷的下墊面上,水汽在近地層冷卻凝結(jié)形成平流霧,此時(shí)會(huì)伴隨著綿綿細(xì)雨出現(xiàn),持續(xù)時(shí)間也較長。
3.2 探空資料
因2021年探空資料缺失,故對(duì)2013—2022年(除去2021年)河池市大霧天氣前探空資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):發(fā)生輻射霧前,河池上空處于十分干燥的環(huán)境,從近地層開始呈“喇叭口”狀,而發(fā)生平流霧前,中層雖處于干燥狀態(tài)但低層濕度條件快速轉(zhuǎn)好,始終處于飽和狀態(tài)。
對(duì)早晨出現(xiàn)的大霧前1天20:00探空資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,共計(jì)154個(gè)大霧天氣個(gè)例,其中,32個(gè)個(gè)例的探空資料未出現(xiàn)逆溫層,早晨出現(xiàn)大霧的前一晚探空資料出現(xiàn)逆溫層的占比達(dá)79.2%;河池白天大霧天氣的個(gè)例較少,對(duì)白天出現(xiàn)的大霧將統(tǒng)計(jì)分析當(dāng)天08:00的探空資料,共計(jì)41個(gè)大霧天氣個(gè)例,其中,3個(gè)個(gè)例的探空資料未出現(xiàn)逆溫層,即出現(xiàn)逆溫層的占比達(dá)92.7%。表明探空資料中逆溫層的出現(xiàn)對(duì)大霧天氣有一定指示意義。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)大霧出現(xiàn)前的逆溫層高度和厚度發(fā)現(xiàn)以下2種類型(表2):
(1)早晨出現(xiàn)的大霧:7月和8月早晨時(shí)段未出現(xiàn)過大霧;5—6月出現(xiàn)的逆溫層相對(duì)較高,在765~679.3 hPa之間,10月至翌年4月逆溫層高度在891.2~814.2 hPa
之間,9月出現(xiàn)的逆溫層均在近地層1 000 hPa。同時(shí),統(tǒng)計(jì)逆溫層厚度也發(fā)現(xiàn),5—6月出現(xiàn)的逆溫層厚度較薄,在17.3~25.0 hPa之間,10月至翌年4月逆溫層厚度在29.1~46.6 hPa之間。逆溫層平均高度和厚度分別為841.1、34.3 hPa。
(2)白天出現(xiàn)的大霧:5~9月白天時(shí)段未出現(xiàn)過大霧天氣;10月至翌年4月逆溫層高度為897.1~930.3 hPa。
同時(shí),經(jīng)過統(tǒng)計(jì)逆溫層厚度發(fā)現(xiàn),10月至翌年1月出現(xiàn)的逆溫層厚度相對(duì)較薄,為26.0~40.0 hPa,2~4月逆溫層厚度在64.2~75.0 hPa。逆溫層平均高度和厚度分別為918.4、45.9 hPa。
3.3 氣象要素特征
3.3.1 風(fēng)速
河池市出現(xiàn)大霧時(shí),無論是雨霧還是輻射霧,臨近時(shí)次的風(fēng)速均不大,基本為1~2級(jí)風(fēng),但不排除有風(fēng)速達(dá)到3級(jí)的情況,均出現(xiàn)在南丹縣,且均為雨霧,風(fēng)速在3.4~3.8 m/s。
3.3.2 溫度
河池市大霧天氣出現(xiàn)時(shí)段多為氣溫日變化的降溫階段,與日常氣溫日變化較難區(qū)分開,故3 h變溫與6 h變溫暫不考慮用作日常短臨預(yù)報(bào)預(yù)警的常用指標(biāo),但也可用作參考值。出現(xiàn)大霧天氣時(shí),河池市各縣(區(qū))多呈現(xiàn)負(fù)變溫,出現(xiàn)雨霧的臨近時(shí)次變溫幅度較小,
3 h變溫和6 h變溫平均值分別為-0.3 ℃和-0.5 ℃,而出現(xiàn)輻射霧時(shí)3 h變溫和6 h變溫平均值為-1.0 ℃和-2.1 ℃。說明河池市各縣(區(qū))臨近出現(xiàn)雨霧時(shí)溫度變化較平穩(wěn),而臨近出現(xiàn)輻射霧時(shí)呈現(xiàn)逐漸增大的負(fù)變溫趨勢(shì)。
3.3.3 濕度
濕度條件是出現(xiàn)大霧1個(gè)非常重要的指標(biāo),河池市各縣(區(qū))大霧天氣均處在高濕條件。無論雨霧還是輻射霧,大霧出現(xiàn)的臨近時(shí)次,河池市平均相對(duì)濕度均達(dá)到98.6%,平均溫度露點(diǎn)差為0.2 ℃,僅有2次雨霧相對(duì)濕度為95.0%且溫度露點(diǎn)差均為0.8 ℃,分別為天峨縣的春季和環(huán)江縣的秋季,以及1次天峨縣冬季輻射霧相對(duì)濕度為92.0%,溫度露點(diǎn)差為1.3 ℃??梢姾映厥懈骺h(區(qū))大霧天氣的臨近時(shí)次均處于高濕狀態(tài),即使在較干燥的秋、冬季,相對(duì)濕度條件依然達(dá)到90%以上。
3.3.4 海平面氣壓
將河池市各縣(區(qū))大霧天氣過程劃分為雨霧和輻射霧后,分別取它們涵蓋70%以上個(gè)例分析統(tǒng)計(jì)得出,河池市各縣(區(qū))出現(xiàn)雨霧的臨近時(shí)次的海平面氣壓24 h變壓為-3.9~0.9 hPa;出現(xiàn)輻射霧的臨近時(shí)次的海平面氣壓24 h變壓為-4.0~1.6 hPa。河池市各縣(區(qū))大霧天氣的臨近時(shí)次海平面氣壓的24 h變化表現(xiàn)為較明顯的負(fù)變壓或弱的正變壓。
4 結(jié)論
(1)河池市大霧天氣局地性特征明顯,且多發(fā)于北部、東部地區(qū)及西南部的巴馬縣,南丹縣大霧天氣最多,占全市大霧天氣總數(shù)的31.3%,環(huán)江縣、宜州區(qū)分列第二、三位。
(2)河池市大霧天氣多發(fā)于冬季和春季,分別達(dá)占總數(shù)的55%和28%,秋季和夏季占比分別為15%和2%,大部縣(區(qū))大霧天氣出現(xiàn)頻率表現(xiàn)為冬季>春季>秋季>夏季。大霧主要集中在11月—翌年3月,在1—3月達(dá)到頂峰。
(3)河池市大霧主要出現(xiàn)在07:00前后和17:00前后,其中,07:00前后出現(xiàn)大霧占比達(dá)38.7%。
(4)河池市大霧天氣類型以輻射霧和平流霧為主,晨霧和白天大霧在大霧出現(xiàn)前存在逆溫層的概率分別達(dá)79.2%和92.7%。晨霧逆溫層平均高度和厚度分別為841.1、34.3 hPa;白天大霧逆溫層平均高度和厚度分別為918.4、45.9 hPa。表明探空資料中逆溫層的出現(xiàn)對(duì)大霧天氣有一定指示意義。
河池市大霧天氣的氣象要素判斷特征:風(fēng)速多在1~2級(jí)風(fēng),但不排除風(fēng)速剛好達(dá)到3級(jí)的情況;大霧天氣出現(xiàn)時(shí)段多為氣溫日變化的降溫階段,與日常氣溫日變化較難區(qū)分開,故3 h變溫與6 h變溫僅用作預(yù)警信號(hào)發(fā)布參考值,雨霧臨近時(shí)次多呈現(xiàn)負(fù)變溫,3 h和6 h變溫平均值分別為-0.3 ℃和-0.5 ℃,臨近出現(xiàn)輻射霧時(shí)呈現(xiàn)逐漸增大的負(fù)變溫趨勢(shì),3 h和6 h變溫平均值為-1.0 ℃和-2.1 ℃;相對(duì)濕度達(dá)90%以上或溫度露點(diǎn)差<1.3 ℃,平均值為0.2 ℃;臨近時(shí)次海平面氣壓的24 h變化表現(xiàn)為較明顯的負(fù)變壓或弱的正變壓。
今后預(yù)報(bào)員在預(yù)報(bào)大霧天氣時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)況分析季節(jié)和天氣形勢(shì),判斷大霧出現(xiàn)的類型,再用預(yù)報(bào)場(chǎng)中風(fēng)、濕度、氣壓對(duì)應(yīng)的指標(biāo),以此來判斷短期預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)大霧出現(xiàn)的概率;在短臨業(yè)務(wù)值班中注意觀察各縣(區(qū))大霧頻發(fā)時(shí)段風(fēng)、濕度、溫度等要素的臨近變化,參照相應(yīng)指標(biāo)判斷,同時(shí)通過人工觀測(cè)能見度變化趨勢(shì),判斷是否需要制作相應(yīng)級(jí)別的大霧預(yù)警信號(hào)。河池市大霧天氣個(gè)例相對(duì)較少,相關(guān)影響要素因子樣本也較少,今后仍需更多個(gè)例樣本進(jìn)行補(bǔ)充分析。
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