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荆州市一次局地浓雾天气特征分析

2017-09-30文海松

农业与技术 2017年17期
关键词:辐射平流特征分析

文海松

摘 要:利用实时地面和高空气象观测资料,对2017年3月5日早晨发生在荆州市局地浓雾天气过程进行分析,结果表明:形势场配置为500、700hpa为浅槽,850、925hpa为一致的东北气流,温、湿度场配置为500hpa以上为深厚的湿冷平流,700hpa以下为强的暖湿平流,上升气流被抑制;湿层分布在700hpa以下,湿层较厚;地面处于弱北风,有小股冷空气不断渗透,近地面满足微风和增湿的环境,有利于大雾天气的产生;此次大雾为锋前辐射雾,天空状况基本以阴为主,地面辐射降温并不明显,温压湿配合较好,表现为出现浓雾天气且局地性较强。

关键词:雾;平流;辐射;特征分析

中图分类号:S161 文献标识码: A DOI:10.11974/nyyjs.20170802001

前言

大雾是荆州市冬春季节高发的灾害性天气现象之一,历史上平均每年1—3月大约发生7次,恶劣能见度直接威胁各种交通运输的安全。多年来因雾引起的交通事故时有发生,例如2005年12月25日,荆江航道石首渡口处因大雾天气出现客轮与货轮相撞的重大事件,造成客轮沉没,多人溺水身亡;2011年11月23日因大雾造成沪渝高速仙桃段多部辆车追尾,导致6死多伤的重大交通事故,残酷的事实告诉人们,大雾是一种气象灾害性天气。因此,国内外对大雾开展了大量的分析研究工作[1][2][3] ,并在大雾的形成机理和预报方法研究上取得了进展,为做好专业气象服务发挥了重要作用。本文利用常规资料,对发生在今年春初的一次局地浓雾天气过程进行分析,目的在于进一步了解其生成、维持和消亡的成因,为今后此类天气的预报提供一些思路。

1 大霧天气概况

2017年3月5日凌晨,湖北鄂西北及江汉平原北部部分地区出现了小于200m的浓雾,其中荆州西部局地浓雾明显,它发生范围广、持续时间长,给交通安全带来了极大的威胁,造成高速公路封闭、客运迟发、轮渡停航,据自动站观测资料显示,荆州站生消时间在5日2:00—10:00之间,过程大约持续了8h。西北部的荆州、松滋和公安最小能见度不足100m,5日5:30前后荆州站能见度最低不足50m。以荆州站为例分析大雾的演变特征,4日晚半夜以前维持能见度1000~2000m的轻雾天气,5日02:00西部能见度降至200m以下,至5:30分前后能见度达到最低,最低能见度不足50m,且5日02:00~08:00维持200m以下的低能见度,低能见度在西部持续时间有6h,10:00后日出升温,能见度逐渐增大,大雾过程结束。

2 天气背景形势分析

2.1 高空形势

4日20:00,500hPa亚欧中高纬为两槽一脊形势,30N左右为平直环流多波动,不断有浅槽东移,中低层存在弱切变配合,850、925hpa为一致的东北气流,中低层湿度较大,850、925hpa露点温度差为0.6℃,湿度接近饱和,天气实况为长江中下游大部地区有降水,荆州大部为小雨天气,雨量一般小于1mm,降水对近地面增湿有一定作用。5日08:00,500hPa低槽移到湖北西部,700hpa转为切变后部偏北气流控制,说明中低层湿度逐渐减小,此时大雾逐渐减弱,直到消散。

2.2 地面形势

在有利的高空环流背景形势下,4日20:00荆州地面处于北方冷高压前方(冷锋前方)暖区的均压场中,在微风偏湿的环境中维持着小雨天气,卫星云图对应有弱降水云系。如图2所示,这是比较典型的锋前辐射雾的地面形势;4日20:00—5日08:00,冷空气主体从西北路径缓慢南压,地面开始不断有弱冷空气渗透,对应能见度不断下降,至5日5:30前后能见度达到最低,最低能见度不足50m,10时后日出升温,能见度逐渐增大,大雾过程结束。整个过程地面一直维持弱的偏北风,湿度大,天空状况基本以阴为主,地面辐射降温并不明显。这种地面形势与秋冬季典型辐射大雾不同,秋冬季辐射大雾辐射降温更明显,中低层湿度更小,此类大雾在春季高发,中低层及地面湿度大,可能与季节、地面温湿度的配合情况有关。

3 地面要素演变特征

大雾是一定天气背景形势下的产物,它与地面压、温、湿、风和降水等要素的时空分布密切相关,下面主要对该过程的地面气温、相对湿度、风的变化特征进行分析。

3.1 气温

如图3所示,4日夜间气温一直维持在9~10℃之间,比较平稳,到5日07:00气温降到8.1℃,气温降幅只有1.9℃,夜间天空状况为阴有小雨,5日10:00—14:00每小时气温升幅达到1℃左右,表明10:00以后日出升温明显。这次夜间降温幅度不大的原因,可能与夜间云系偏多和夜间锋前降压增湿回暖有关。

3.2 相对湿度

4日20:00—5日11:00,相对湿度均在90%以上,4日夜间降水对近地面湿度的增加起到了一定作用。5日5:00—5日10:00,相对湿度稳定维持在95%以上,11:00以后受日出增温影响,相对湿度开始下降。因此可以看出,高湿时段与大雾天气基本对应。

3.3 风向风速

在大雾发生前荆州处于暖区均压场中,气压梯度小导致风速小。从4日20:00开始,地面风速在1~2m/s之间波动,风向西北或偏北,且在5日01:00—02:00之间有一连续静风时段出现。微风加静风能产生近地层空气弱混合交换,保证地面湿层达到一定厚度,对大雾天气的发生比较有利。

4 探空图特征

近地逆温层的建立对大雾天气发生发展有重要作用,它抑制对流的发展,保证近地大量水汽聚集不易向空中扩散,维系了地面上一定厚度的湿层。通过选取荆州站以西的站点(宜昌)为代表站的探空图分析可知,4日20:00探空图显示600hpa以上较干,600hpa以下湿度接近饱和,呈现上干下湿的配置,近地层为弱的东北气流,700hpa为弱的西南风,此时天空状况为阴有小雨,近地层的湿度不断增加利于大雾天气的发生;至5日08:00探空图显示500hpa以上为深厚的湿冷平流,700hpa以下为强的暖湿平流,上升气流被抑制,此时中低层湿度均接近饱和,湿层较厚,200~500m高度存在辐射逆温,近地逆温层厚度较浅薄,但对大雾天气发生发展有重要作用,此时700hpa气流转为弱的西北气流,表面此时高空系统已东移过境,天空即将放晴,08:00以后大雾逐渐减弱直至消散。

6 结论与讨论

此次大雾发生在高空槽东移的背景形势下,地面处于南下冷锋前方暖区的均压场中,属于锋前辐射雾类型,它的消散与日出增温减湿密切相关。

探空图的分析为大雾天气的发生发展起到一定作用,特别是温度、湿度、风的各项配置有利于大雾的发生。

近地逆温层的建立对大雾天气发生发展有重要作用,它抑制对流的发展,保证近地大量水汽聚集不易向空中扩散,维系了地面上一定厚度的湿层,对这次大雾的生成和维持起到了重要作用。

在大雾发生过程中,地面基本气象要素有明显的特征,夜间整个降温幅度只有1.9℃,辐射降温不明显,相对湿度在95%以上,均压场中维持1级以下的微风或静风。

此次大雾为冬末春初发生的,不同于秋冬季的辐射大雾,此次大雾地面辐射降温并不明显,温压湿配合较好,表现为出现浓雾天气且局地性较强,季节性差异大,此类大雾在冬末春初发生频率高,对此类大雾发生时地面湿度会达到多少,高低空湿度的配置,以及温度的配置等情况需要更细致的结论,今后应对此类大雾开展更深入具体的研究。

参考文献

[1]雷正翠,夏文梅,周霖华,等.一次罕见冬季浓雾天气成因分析[J].气象科技,2010,38(3):289-294.

[2]周梅,许洪泽,方婉珍.浙江中部一次大雾过程分析与预报[J].气象科技,2011,39(2):197-201.

[3]周月华,王海军,吴义城.增暖背景下武汉地区雾的变化特征[J].气象科技,2005,33(6):509-512.endprint

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