邵阳地区大雾天气气候特征分析

2012-12-23彭双姿伍小斌陈能金

中低纬山地气象 2012年2期

关键词：邵阳市山脉邵阳

彭双姿，伍小斌，杨敏，戴劲，陈能金

(1.湖南省邵阳市气象局，湖南邵阳 422000，2.湖南省洞口县气象局，洞口 422000)

邵阳地区大雾天气气候特征分析

彭双姿1，伍小斌1，杨敏1，戴劲1，陈能金2

(1.湖南省邵阳市气象局，湖南邵阳 422000，2.湖南省洞口县气象局，洞口 422000)

该文以邵阳地区10个国家气象站近50 a长序列气象观测资料为基础，分析邵阳大雾的时空分布特征及演变趋势。分析表明：邵阳地区大雾具有时空分布不均的特点，向南开口的山间小盆地更易出现大雾天气。有明显的年、季、日变化特征：年大雾日数有明显的减少趋势，以绥宁站减少最明显;一年四季都有大雾出现，主要出现在冬半年;以辐射雾为主，多数集中在02—10时;出现时间多集中在05—07时，消散时间多出现在8时以后，冬半年出现早，消散晚，夏半年反之。

大雾;气候特征;变化趋势

1 引言

湖南邵阳地处湘中丘陵地区，西面和南面多崇山峻岭，东部为低矮山包，中部地势平坦，是一个西南东北走向，朝东北开口的口袋型盆地。随着工业化的发展，城市规模迅速扩大，交通运输日益发达，城市对恶劣天气也越来越敏感。大雾是贴地层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒使水平能见度降到1 km以内的一种灾害性天气［1］，易导致交通运输受阻，严重影响公路运输、航运和航空秩序，给人们带来生命危险和财产损失，也会给国家造成一定的经济损失。

近年来对雾的影响、气候特征、物理过程、区域时空分布等方面的研究已取得大量成果：袁成松［2］、何金梅［3］等研究发现，大雾是造成高等级公路交通事故主要的灾害性天气之一。刘小宁［4］等分析我国大雾的气候特征，认为大城市大雾具有减少趋势，与城市热岛效应有关;李子华［5］等利用ADAS系统对大气边界层的探测资料，研究雾的宏观发展物理过程，并讨论了影响微结构的主要因子及与宏观发展过程之间的关系。魏文华［6］等研究合肥地区大雾特征，认为合肥地区大雾基本属于辐射雾，该地区大雾具有明显的季节特征，不同持续时间，合肥地区大雾出现频数的年变化不同。本文着重分析邵阳地区近50 a大雾的年、月、时及区域变化特点，为大雾预报、预警提供有意义的参考，为当地交通、运输等部门提供更准确的气象信息服务。

2 资料和方法

本文利用邵阳市1960—2008年48 a10个国家基本(基准)站的大雾天气现象观测资料进行平均统计和月季分布分析，将典型站和10站平均大雾日数资料进行了大雾日数线性趋势统计;利用基本站1960—2008年资料进行日变化分析。

为了分析大雾的变化趋势，使用线性倾向估计方法［7］，用 xi表示逐年大雾日数，用 ti表示与 xi一一对应的逐年年份，建立xi与ti之间的一元线性回归方程。

其含义表示x由于时间t之间的关系。其中回归系数b表示大雾的趋势倾向，b＞0表示随时间t的增加x呈上升趋势，b＜0说明随时间t增加呈下降趋势，同时b值的大小反映上升或下降的速率。

3 大雾的空间分布特点

邵阳市地处湖南省中南部，多为辐射雾。离散点的气象站观测的大雾现象不能很准确反映大雾的空间分布特征，尤其是可能会遗漏局地地形大雾，但是从多年年平均大雾日数分布仍可看出大雾的区域分布特点。由邵阳地区1960年至2008年全市多年平均大雾日数地形分布图(图1)可知，除洞口县、城步县外，邵阳地区大部分县市年大雾日数在25 d以上，属多雾区［4］。其中绥宁县年大雾日数多达53 d之多，为邵阳之最，可能跟地理位置有关。绥宁县城坐落在雪峰山脉南侧，南岭山脉西侧，测站北、西多高大山脉，东北面有低矮山包，形成朝西南面开口的小盆地，西南风在有利条件下，受地形微弱抬升，有利于形成大雾天气。城步县位于越城岭山脉北侧，东南西三面环山，形成向北开口的低洼地带，山脉平均高度在1 000 m以上，近地面西南暖湿气流受山脉阻挡，或受梵风效应影响形成干热风天气，水汽条件较差，年大雾日约10 d，是邵阳地区雾日最少的地区之一。绥宁和城步两站相距约30 km，由于地形差异，年大雾日数相差多达40 d之多。可见山脉南侧或西南侧低洼地，弱南风使近地层空气沿地形略微抬升，较山脉北侧更易形成大雾。

图1 邵阳市1960—2008年全市多年平均大雾日数分布图(黑色部分为山脉大概位置)

4 大雾的气候特征

4.1 大雾日数的年际变化特点

根据邵阳地区10个气象观测站的年平均大雾日数年际变化图(图2a)，1960—2008年邵阳市大雾日数呈逐年减少趋势，平均为-0.28日/年。其中20世纪60—70年代略有减少;80年代略有上升，年际变化大;1990年以后呈稳定减少趋势，年际变化呈明显减小趋势。

图2b是典型站绥宁大雾日数年际变化图，由图可见绥宁减少趋势更显著，年大雾日数减少平均高达-1.81 d/a，从60年代初110 d左右减少到2008年20 d左右。具体表现为20世纪60年代大雾日数略呈减少趋势，且年际变化大，70年代开始呈稳步下降趋势，80年代略有上升，90年代再次明显下降，至2000年以后基本维持在20 d左右。其减少幅度较成都更甚［4］，刘小宁等认为大城市大雾的减少与城市环境变化有关，可能受到城市热岛效应的影响。绥宁县县城不大，热岛效应肯定没有大城市显著，但受全球气候变暖影响，年平均气温上升了0.7～0.8℃，各月平均最低气温也呈上升趋势，其他各站也有不同程度上升，因此大雾日数减少和气温上升有一定关系。

与邵阳地区大雾日数的年际变化相比，绥宁县年大雾日数减少更为显著。绥宁县是邵阳地区的主要林区，20世纪50—60年代过度砍伐造成林木覆盖明显减少，该时段与大雾剧减时段(图2b)对应较好，因此该区植被变化与雾日减少有一定关系。

4.2 大雾月季分布特点

从各站逐月累积大雾日数柱形图(图3)中可以看到，邵阳大部分县市多大雾的月份，主要集中在冬半年，尤其是11—1月，其次是3—4月。邵阳位于我国南部内陆，主要为辐射雾。由于冬季夜间地面辐射冷却，使空气达到饱和而形成大雾天气，所以大雾多发生在黑夜最长、气温最低的11—1月，在气温最高的7、8月，大部分地区历年平均不足1 d。由图上可发现，绥宁之所以成为邵阳大雾天数最多的县，主要由于夏季大雾明显偏多造成。绥宁站在大雾多发时段(前1 a 11月—4月)和其他站差别不大，但6—9月却明显偏多，7、8月更成为大雾高发时段，1960—2008年7、8两个月雾日累积天数高达770 d之多。多发时段出现在气温最高的2个月，与其他地区完全相反，这应与该站特殊地形有关。该站处于南岭山脉和雪峰山脉交界处的低洼地带，夏季西南季风沿低洼地带向东北运动，暖湿气流受地形收缩抬升，更易凝结形成平流大雾天气。20世纪90年代以后，由于气温上升明显，7、8月最低气温也明显上升，空气不易到达露点，绥宁站夏季大雾也明显减少。

图3 1960—2008年邵阳各站大雾逐月累积日数柱形图

4.3 大雾日变化特点

大雾有明显的日变化特点，我国内陆以夜间大雾为主。由于邵阳部分测站夜间不进行气象观测，所以选用夜间进行观测的邵阳市基本气象观测站资料来分析大雾日变化。图4a、4b分别是邵阳市1960—2008年累年逐时雾变化曲线及生成、消散时间变化曲线。资料按以下规则统计，如：雾生成于6：10，消散于8：50，则认为 6、7、8 各有雾 1 次，生成于6-7时，消散于8-9时。图4a反映雾累年逐时分布，图4b则反映雾的生成、消散随时间变化情况。

从图4a分析可发现，1 d之中24 h都有大雾，02—10时是大雾存在的主要时段，其中05—09时频率最高，10时以后，迅速减少，13—23时频率最低。

由图4b可见23—09时均可能发生大雾，05—07时为大雾主要生成时段;月间变化为：冬半年生成时间跨度大，02—08时生成大雾的可能性均较大;夏半年主要集中在05—06时。大雾冬半年消散晚，夏半年消散早，消散时间多在08—10时，邵阳市日出时间为5：06(夏至)～6：52(冬至)，大雾大多数在日出1～2 h以后消散。

以上可见大雾主要集中在02—10时，在凌晨开始发展，清晨加强。在日出后1～2h之内，由于近地层温度还在继续下降，再加上地面蒸发及微弱的湍流交换，大雾并未立即消散，其后随着大气升温，才逐渐消散或者抬升变成碎层云。

5 大雾的垂直结构特点

2009年1月9日、30日，12月3日、30日及2010年1月3日邵阳地区均出现较大范围的大雾，利用ncep再分析资料制作这6 d 08时邵阳市附近(27°N，111°E)的层结曲线，分析这6次大范围大雾出现时邵阳市附近大气垂直结构特点，发现：低空有明显的逆温层，一般位于850 hPa附近，有时会出现双层逆温，低层逆温位于850 hPa附近或以下，上层逆温位于700 hPa附近;近地面湿度大，在地面至850 hPa附近有一个相对湿度大于70%的湿层存在;干层位于700～500 hPa附近，相对湿度由地面的80%以上剧减至40%以下，从湿层至干层具有较大的递减率。因此邵阳地区发生大范围大雾时，垂直结构具有层结稳定、低空逆温、上干下湿的特点。