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吉安县大雾天气成因浅析

2019-10-21胡怀坚叶存业

科技风 2019年23期
关键词:大雾

胡怀坚 叶存业

摘 要:本文利用 Micaps 常规数据资料对吉安县2018年12月18日早晨大雾天气过程的成因进行分析,结果表明其成因主要有:环流形势稳定,平直的500hpa高层环流,中低层为辐散下沉气流;地面处于弱的气压场内。此外,大气层结稳定,垂直运动较弱,近地面到低空存在逆温,近地面相对湿度接近饱和或已饱和,地面风速小等。这些因素导致吉安县所处的吉安市中南部大部分县(市)出现大范围的大雾天气。

关键词:大雾;逆温;温度露点差

雾是一种能见度小于1000m的天气现象,吉安县属丘陵地貌,在秋冬季节,当前期出现降水,空气湿度较大,若遇逆温出现即大气处于静稳状态,将有利于大雾天气发生,大雾天气不仅影响交通和公众的日常出行,而且对空气质量也带来不利影响,威胁到民众的健康。所以对于大雾的分析研究具有十分的现实意义。多年来国内外的科研人员对大雾天气进行了多方面的研究。如曹志强等分析了华北和黄淮地区雪后大雾天气的天气背景,结果表明了暖湿平流与逆温层的相互作用是大雾天气产生的关键。逆温层为大雾的形成和维持提供了稳定的层结条件与温湿条件,是形成大雾的必要条件。本文利用Micaps 常规数据资料对这次大雾的成因进行分析,揭示大雾产生的原因,以期为当地大雾天气的预报以及预警提供参考。

1 天气实况及前期天气状况

2018年12月18日吉安县6—8时出现能见度不足 500m,局部小于200m的大雾天气(图1)。大雾一直维持至太阳升起后,地面辐射增温,逆温层静稳环境被破坏,引发大雾消散。此次大雾过程影响了吉安县所处的吉安市中南部8个县(市)区,出现的范围广,强度大,对公路交通等带来了一定的影响。此次过程前期一直维持阴雨天气,空气中水汽充足,为本次大雾天气提供了良好的水汽条件。

2 大雾形成的天气学原因探究

2.1 高空形势分析

2018 年12月18日08时,500hPa上大的环流形势为两槽一脊,脊线位于西伯利亚,影响吉安县的其中一槽位于日本海至渤海一线,中纬度地区位势线基本平行,虽有弱槽,但大的形势稳定(图2),吉安县处于高原下来的偏西气流影响,有辐散下沉运动,大气层结稳定。等温线上在江西以北有一个冷中心,表示有冷平流,带来降温,有利于水汽的凝结,形成大雾。从低层850hpa上看到江西以北有一较弱切变线(图3),切变南压,加上偏北风冷氣流影响,容易在近地面层形成逆温,大量水汽在近地面堆积形成大雾天气。

2.2 地面特征分析及各要素演变

2.2.1 地面实况特征

雾是发生在近地面层的一种天气现象,由18日08时地面填图可看到,吉安县本站气压偏小,有弱的下沉辐散,与周边气压相差不大,大气较为稳定(图4);地面平均风速小,甚至为微风,不利于气流交换和扩散;同时由地面相对湿度可看出,基本处于饱和状态,水汽充足(图5),其中温度露点差较小(t-td)<0.6。加之天空状况较好,所以辐射降温明显(图6),早上温度较低,更有利于大雾的形成。

2.2.2 近地面风温湿演变情况

地面平均风速的大小对大雾的形成和维持有重要的影响,当风速较小甚至为静风时,湍流活动弱,不利于水汽的输送和扩散,会在近地面层堆积,当有冷平流入侵或地面辐射降温时,就会凝结出现大雾天气,从下图大雾出现前一日08、14、20 时与大雾出现当日 02 时这 4 个时次的风速来看(图7),前一日08时本站风速较大,湍流运动强,地面水汽不充足,不利于雾的形成。然后风速随着时次越接近出雾时逐渐减小,到18日02时本站为微风,有利于形成一定厚度的雾。

较于前一天,18日温度降低明显,最低温度达3.2℃(图8),且温度露点差小,有利于辐射雾的生成。18日08时之后,温度升温显著,逆温层被打破,雾逐渐消散。

相对湿度对于大雾的形成同样相当重要,只有近地面水汽基本达到饱和状态,在有冷平流入侵或地面辐射降温时才会更容易凝结形成大雾天气,而地面充足的水汽条件一般由前期降水提供,所以大雾一般出现在雨停过后,天气转好地面辐射降温的早晨。由图9可看到从17日晚上开始,相对湿度开始增加,在18日02时就达到了97%(图10),之后达到100%且一直维持到上午11时左右,然后由于升温明显,相对湿度迅速降低。

2.3 大气层结分析

调用NCEP资料,并求得吉安县本站近地面层1000hpa与925hpa之间的温差(图10),由图可看出在18日02时左右,温差小于0,说明吉安上空近地面层(925hPa以下)存在明显的逆温,大气层结稳定,且近地面层有辐散下沉运动,不利于低层水汽的向上输送,容易在近地面层形成大雾天气并维持。

3 预报大雾的相关资料参考

雾的预报主要是通过分析上游地区的物理量场的分布并结合本地的温、压、湿、风、地形以及层结状况等气象要素,但大雾作为一种在近地面层出现的天气现象,有很强的局地性,预报难度较大。根据经验总结,可作为大雾出现的资料参考有温度露点差,近地面层稳定度,地面平均风速大小以及前期是否有降水,空气相对湿度是否达到饱和,地面是否有辐射降温等,可作为综合判别是否会出现大雾天气及大雾的强度。

4 结论与讨论

有利于此次大雾生成和维持的特征及大雾预报的着眼点:

(1)500hPa环流较为平直,可伴有小波动,850 hPa等中高层多为下沉运动,天气形势稳定。

(2)地面处于弱气压场内。大气层结稳定,垂直运动较弱,近地面至低空存在逆温,且近地面相对湿度接近饱和或已饱和,地面风速小。

(3)低空适宜的下沉运动抑制了水汽的辐合抬升,有利于大雾的生成和维持。

参考文献:

[1]曹志强,方翔,吴小京,等.2007年初一次雪后大雾天气过程分析[J].气象,2007,33(9):52-58.

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