摘 要:利用貞豐縣國家基本氣象站2016—2022年地面常規(guī)觀測資料,對霧出現(xiàn)的年、月、日變化特征進(jìn)行分析,同時(shí)對霧日的相對濕度、風(fēng)速、氣溫等氣象要素進(jìn)行分析,得出大霧天氣變化規(guī)律。結(jié)果顯示,春季和冬季為大霧多發(fā)期;霧出現(xiàn)時(shí)一般風(fēng)速較?。ǎ?.0 m/s),相對濕度為80%以上的高濕狀態(tài);氣溫在10~20 ℃時(shí),霧出現(xiàn)的頻率最高。
關(guān)鍵詞:大霧;氣象要素;氣候特征;輻射霧;相對濕度
中圖分類號:P426.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號:2095–3305(2024)10–0-03
在水汽充足、微風(fēng)及大氣層穩(wěn)定的情況下,相對濕度達(dá)到100%時(shí),空氣中的水汽便會凝結(jié)成細(xì)微的水滴懸浮于空中,使地面水平的能見度下降(<1.0 km),
這種天氣現(xiàn)象稱為霧[1]。霧作為常見的氣象災(zāi)害之一,
在一年四季均有發(fā)生,具有區(qū)域性和局地性的特點(diǎn)。由于霧會使能見度降低,對交通影響比較大,特別是對高速公路車輛行駛和機(jī)場飛機(jī)起降的影響最大,大霧天氣常常導(dǎo)致許多地方高速公路封閉和機(jī)場航班延誤。此外,由于霧的產(chǎn)生存在“逆溫層”,大氣穩(wěn)定,對流作用減弱,空氣中的水汽、塵埃和其他污染物不容易向高空擴(kuò)散便只能滯留在近地面。當(dāng)霧滴消散后,污染物便全部進(jìn)入空氣中,造成污染,直接危害人體健康。因而大霧對人們的生產(chǎn)生活、空氣環(huán)境等方面有一定影響。
學(xué)者們進(jìn)行了大霧分析和研究工作,通過分析持續(xù)性大霧天氣過程的成因,發(fā)現(xiàn)輻射冷卻是形成大霧的一個(gè)重要因素。大氣穩(wěn)定層結(jié)的建立、低層暖平流的輸入和邊界層淺層抬升是導(dǎo)致大霧持續(xù)時(shí)間延長的主要因素。王淑英等[2]對北京高速公路大氣能見度和氣象條件進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),能見度與相對濕度呈明顯負(fù)相關(guān),與風(fēng)速和氣壓呈正相關(guān),高濕和小風(fēng)是低能見度的主要?dú)庀髼l件;劉小寧等[3]分析了1950年以來中國大霧的氣候特征及變化;李子華等[4]分析了西南地區(qū)和長江下游霧的時(shí)空分布、微物理結(jié)構(gòu)和大氣邊界層的溫濕條件,研究了輻射霧的形成、發(fā)展、成熟和消亡的物理過程;王麗萍等[5]分析指出中國主要有6個(gè)霧區(qū),大多數(shù)霧區(qū)秋冬季霧日最多,春夏季霧日較少,呈單峰型分布。
貞豐縣位于貴州省西南部,東鄰鎮(zhèn)寧布依族苗族自治縣、望謨縣,南接安龍縣、冊亨縣,西與興仁市接壤,北與關(guān)嶺布依族苗族自治縣毗鄰。因其特殊的地理環(huán)境,影響霧日的氣象要素也存在一定的差異。對此,通過對貞豐縣國家一般氣象站2016—2022年實(shí)況觀測資料,對霧出現(xiàn)的年、月、日變化特征進(jìn)行分析,同時(shí)對霧日的相對濕度、風(fēng)速、氣溫等氣象要素進(jìn)行分析,總結(jié)貞豐縣大霧天氣氣候特征和規(guī)律,為日常做好霧的觀測及預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)工作提供有益參考,有助于相關(guān)應(yīng)急部門做好準(zhǔn)備,減少損失。
1 資料來源與統(tǒng)計(jì)方法
關(guān)于霧形成的基本氣象條件,郭剛等[6]認(rèn)為主要有以下條件:(1)水汽條件。水汽充足,空氣濕度越大或濕度層越厚越有利于霧的形成;(2)氣溫條件。晴空輻射降溫或高濕空氣遇冷凝結(jié)是大霧形成的必要輔助條件(3)風(fēng)條件。適當(dāng)?shù)娘L(fēng)力為形成一定厚度和濃度的大霧提供有利條件。
通過利用貞豐國家基本氣象站2016—2022年地面常規(guī)觀測資料(根據(jù)觀測記錄規(guī)范,由于貞豐站
20:00至翌日8:00只記錄現(xiàn)象,故此時(shí)間段作為1個(gè)時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)),對大霧的出現(xiàn)日數(shù)、出現(xiàn)時(shí)段及消散時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì),對霧日的相對濕度、風(fēng)速、氣溫等要素進(jìn)行分析。在統(tǒng)計(jì)分析中,將有效水平氣象能見度(V)分為3個(gè)等級:V<50 m為強(qiáng)濃霧,50 m≤V<500 m
為濃霧,500 m≤V<1 000 m為霧。同時(shí)規(guī)定,將0 m≤
V<1 000 m統(tǒng)稱為大霧[7-10]。
2 大霧氣候特征
2.1 大霧年際變化特征
對貞豐站2016—2022年大霧日數(shù)年變化分析發(fā)現(xiàn),2016—2022年大霧日數(shù)為633 d,平均每年為90.4 d,
大霧日數(shù)呈波動(dòng)性變化。如圖1所示,大霧日數(shù)最多的是2019年,為111 d,占總?cè)諗?shù)的17.5%;最少的是2021年,為72 d,占總?cè)諗?shù)的11.4%。
對貞豐站2016—2022年霧、濃霧、強(qiáng)濃霧的日數(shù)年際變化進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),霧、濃霧、強(qiáng)濃霧呈波動(dòng)性變化。如圖2所示,濃霧出現(xiàn)的日數(shù)最多,為573 d,占總?cè)諗?shù)的90.5%,濃霧日數(shù)最多的是2019年,為103 d;最少的是2021年,為65 d;強(qiáng)濃霧出現(xiàn)的日數(shù)最少,為3 d,占總?cè)諗?shù)的0.5%。
圖1" 2016—2022年貞豐站大霧日數(shù)的年變化
圖2" 2016—2022年貞豐站霧、濃霧、強(qiáng)濃霧日數(shù)的年際變化
2.2 大霧月變化特征
對2016—2022年貞豐站大霧日數(shù)月變化分析,如圖3所示,大霧日數(shù)主要出現(xiàn)在10月—翌年3月,2016—2022年1—3月、10—12月的大霧日數(shù)共計(jì)384 d,
占大霧總?cè)諗?shù)的61%。其中,1月大霧日數(shù)最多,為107 d,
占大霧總?cè)諗?shù)16.9%。貞豐縣大霧日數(shù)月變化具有明顯的季變化特征,其中春季(3—5月)為142 d、夏季(6—8月)為132 d、秋季(9—11月)為131 d、冬季(12—翌年2月)為228 d。春季和冬季大霧日數(shù)為370 d,是年總大霧日數(shù)的58%。因此,在一年中,貞豐縣春季和冬季為大霧的多發(fā)期。
圖3" 2016—2022年貞豐站大霧日數(shù)的月變化
對貞豐站霧、濃霧、強(qiáng)濃霧日數(shù)月變化分析,如圖4所示,霧、濃霧、強(qiáng)濃霧的月變化與大霧月變化趨勢基本一致。
2.3 大霧日變化特征
2016—2022年貞豐站發(fā)生大霧的日數(shù)共計(jì)633 d,
從貞豐站大霧起止時(shí)間日變化(圖5)可以看出,夜間發(fā)生大霧的有207 d(根據(jù)觀測記錄規(guī)范,夜間大霧只記錄現(xiàn)象,不記錄起止時(shí)間),白天發(fā)生大霧的有426 d。大霧在一天中均可生消,大霧出現(xiàn)的時(shí)段集中在08:00
~09:00和20:00~翌日08:00(圖6),10:00~20:00發(fā)生
大霧的概率較小,且絕大多數(shù)大霧在11:00前消散(圖7)。
研究表明,大霧天氣在夜間輻射降溫,日出后隨著地面溫度上升,空氣又恢復(fù)到未飽和狀態(tài),霧滴也就立即蒸發(fā)消散[11-13],故貞豐縣大霧以輻射霧為主。
圖4" 貞豐站霧、濃霧、強(qiáng)濃霧日數(shù)的月變化
圖5" 大霧出現(xiàn)時(shí)間的日變化特征
圖6" 大霧出現(xiàn)時(shí)間的日變化特征
圖7" 大霧結(jié)束時(shí)間的日變化特征
3 大霧與氣象要素的關(guān)系分析
3.1 相對濕度
相對濕度是反映空氣濕度的一個(gè)物理?xiàng)l件,是大霧形成的必要條件之一[14-17]。對不同相對濕度范圍內(nèi)大霧的出現(xiàn)頻率進(jìn)行分析。如表1所示,大霧出現(xiàn)時(shí),空氣中相對濕度都比較高,其中97%以上的大霧日成霧時(shí)的相對濕度在80%以上。因此,空氣的相對濕度與大霧出現(xiàn)的頻率成正比。
表1" 大霧出現(xiàn)時(shí)的相對濕度分布特征
相對濕度/% 出現(xiàn)次數(shù)/次 出現(xiàn)頻率
91~100 490 0.774 1
81~90 128 0.202 2
71~80 12 0.019 0
≤70 3 0.004 7
3.2 風(fēng)速
風(fēng)速的大小會對大霧的生成產(chǎn)生一定影響。適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速會對大霧的生成提供有利條件,但風(fēng)速過大會使大氣中的亂流增加,不利于大霧的生成[18-19]。對不同風(fēng)速所對應(yīng)的大霧的出現(xiàn)頻率進(jìn)行分析,如表2所示,大霧出現(xiàn)時(shí)風(fēng)速都較小,基本<3.0 m/s,其中絕大部分大霧出現(xiàn)時(shí),風(fēng)速為1.1~2.0 m/s。
表2" 霧出現(xiàn)時(shí)的風(fēng)速分布特征
風(fēng)速/(m/s) 出現(xiàn)次數(shù)/次 出現(xiàn)頻率
0~1.0 65 0.102 7
1.1~2.0 382 0.603 5
2.1~3.0 167 0.263 8
>3.0 19 0.030 0
3.3 氣溫
大霧是近地面的水汽凝結(jié)成細(xì)小的水滴或冰晶而形成的。近地面降溫有利于空氣中水汽的凝結(jié),升溫則利于水汽蒸發(fā)。如表3所示,氣溫在10~20 ℃時(shí),霧出現(xiàn)的頻率最高。
表3" 大霧出現(xiàn)時(shí)的氣溫分布特征
溫度/℃ 出現(xiàn)次數(shù)/次 出現(xiàn)頻率
0~10 202 0.319 1
10.1~20 265 0.418 6
21~30 166 0.262 2
>30 0 0.000 0
4 結(jié)論
(1)通過對貞豐站2016—2022年大霧觀測資料統(tǒng)計(jì)分析,貞豐站2016—2022年出現(xiàn)霧日633 d,以濃霧日數(shù)最多,且大霧日數(shù)呈波動(dòng)性變化,2019年為大霧日數(shù)最多的年份。
(2)大霧主要發(fā)生在10月—翌年3月,1月大霧發(fā)生次數(shù)最多。大霧的多發(fā)時(shí)段在夜間至翌日上午,翌日上午逐漸消散。
(3)在一年中,春季和冬季為大霧的多發(fā)期。
(4)霧出現(xiàn)時(shí)一般風(fēng)速較?。ǎ?.0 m/s),相對濕度為80%以上的高濕狀態(tài),其中相對濕度>90%時(shí),霧出現(xiàn)的概率最大。
(5)氣溫對霧的形成產(chǎn)生一定的影響,氣溫為10~20 ℃時(shí),霧出現(xiàn)的頻率最高。
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收稿日期:2024-07-15
作者簡介:田人妃(1992—),女,貴州興義人,工程師,研究方向?yàn)闅夂蜃兓稗r(nóng)業(yè)氣象。