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温州机场大雾统计分析

2018-05-14厉瑞孝

南方农业·中旬 2018年9期
关键词:大雾

厉瑞孝

摘 要 雾是影响航空飞行的气象要素之一。利用1991—2015年温州机场的实况资料、天气资料,对发生在温州机场的近1 000个大雾天气过程进行统计,从大雾的基本条件、天气形势、大雾类别、持续和生消特点等方面进行特征分析。统计表明:影响温州机场的雾主要类型有平流雾、雨雾和锋面雾,其中平流雾持续时间最长,伴有低云,危害最大;受海陆风影响,辐射雾发生概率没有内陆高,对飞行影响相对较小;大雾发生的主要形势为高压后部的暖区,以及锋面过境的前后。

关键词 大雾;基本条件;主要类型;航空飞行

中图分类号:P426.4 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.076

温州机场位于浙江东南沿海,地处东海之滨,距海仅有1.5 km之遥,其西侧为丘陵地带,内有湿地公园,河流众多,水资源丰富[1]。机场受亚热带季风气候影响,四季分明,冬末至初夏冷暖空气交汇频繁,是低云大雾的高发期。数据来源为1991—2015年的天气图资料、温州机场的实况观测资料,以及2005—2015年的RVR观测资料。通过对1991—2015年的999 d的大雾天气进行统计分析,寻找发生大雾天气形势的规律,旨在为航空气象服务。

1 温州机场大雾的基本条件

霧的发生通常需要有两个基本条件。1)近地面层要有充沛的水汽和使水汽凝结的凝结核,即足够的湿度和凝结物。但是,考虑污染的影响,大雾的发生并不需要相对湿度达100%,发生在2005年11月7日中午的一次大雾,相对湿度只有75%,受污染及颗粒物影响,温州机场依然出现大雾天气。近地层充沛的水汽是大雾形成的基础,否则即便是有利的环流形势条件(如:近地面层逆温,暖区、弱气压场),也不易形成大雾。根据统计分析发现,温州机场大雾发生时的温度露点差通常≤2 ℃,或相对湿度达85%以上。2)近地面的层结相对稳定和风速不易过大。只有层结稳定,风速适中,底层水汽才不会因为乱流、扩散等因素而流失,对温州机场影响较大的平流雾,通常需要925 hPa以下有等温或逆温的层结条件。根据1991—2015年的统计资料,温州机场大雾的风速要求通常是≤3 m(平流雾或锋面雾起雾时可达4~7 m,

但起雾后风速仍然不易大于3 m,否则大雾不会长时间持续)。由于温州机场地处海滨,海陆环流对大雾的生消有着重要的影响,通常夜里有持续的陆风(西北风)环流时就不易形成辐射雾。

2 温州机场大雾的主要类型及发生形势

根据统计分析,温州机场大雾主要类型有辐射雾、平流雾、蒸发雾、锋面雾、混合雾、雨雾和暖区雾,共7种类型。雨雾是指雨和雾共存的一种大雾形式。混合雾主要指辐射和平流共同作用形成的雾,也包括辐射和蒸发形成的雾。暖区雾指发生在暖区里,不能用辐射、平流、蒸发、雨雾等来描述其主要特征的大雾形式。由于缺乏先进的观测设备和分析手段,大雾的统计和类别判断,难免存在不足,因此统计概率会有误差,仅供参考。

根据统计,温州机场发生最多的雾是平流雾,然后是雨雾、锋面雾和辐射雾,这4种类型的雾约占大雾总数的86%,其他3种雾仅占约14%,如表1所示。结合这7种类型雾的特点及发生的天气形势,分别进行统计分析。

2.1 平流雾

平流雾是温州机场发生概率最多的雾,约占总数的26.6%。平流雾的特点是发生突然,而且往往伴有低云,是影响最严重的雾。温州机场平流雾出现的主要天气形势有以下两种。1)高压入海变性后,低层西南气流强烈发展,850 hPa以下温州沿海有暖温度脊,并且稳定维持24 h以上。2)锋面过境前后(注意:这里指的是锋面过境前和过境后都会发生)。

平流雾发生通常有两种情况。1)海雾平流扩散形成。傍晚或入夜后气温下降,层结趋于稳定,海雾在近地面风场(东北到偏南风)引导下流经内陆形成,通常雾滴大,持续时间长,是对飞行影响最大的雾。2)海上暖湿空气流经冷的下垫面。由于海水热容量大,夜晚辐射降温导致内陆气温比海上更低,海上暖湿空气流经内陆时形成,也有发生在弱冷空气过境后的平流雾,但此类情况通常发生在冷锋过境后低层暖湿气流突然增强回流形成。

2.2 雨雾

雨雾是温州机场常见的一种雾,约占总数的24.7%。根据统计,雨雾常发生在地面倒槽或静止锋的南侧和东侧,然后是弱锋面附近及过境前后的形势中,以上两种形势约占雨雾总数的70%。入海高压后部或高压后部的暖区形势,约占18%;地面倒槽或850 hPa切变线过境(或北抬)引起的雨雾,约占9%,其他占3%。

2.3 锋面雾

发生在冷锋或静止锋过境前后(锋面过境前后的雨雾统计中已归类到雨雾里),多发生在锋面过境前的0~4 h,也有少数情况发生在锋面过境后,锋面雾约占总数的18.2%。

锋面雾主要有以下四个特征。1)发生在锋面过境前。冷锋过境前1~4 h,持续时间几十分钟到几小时不等,冷锋过境后能见度迅速好转,大雾消散。如果是静止锋,由于移速较慢,持续时间更长(受降水影响,静止锋前的雾有时可达十几小时,如2011年3月6日持续

12 h)。2)发生在锋面过境时,持续几分钟至1 h。3)发生在锋后。锋面(冷锋或静止锋)过境通常意味着能见度好转,也是预报大雾消散的一个重要参考。但当冷锋或静止锋坡度较小时,强度较弱,过境后底层易形成锋面逆温,此时如果低层的水汽仍较充沛,会形成锋后大雾,此类情况多发生在后半夜至上午,持续时间几十分钟至

10 h不等(2006年1月14日上午10: 00起雾持续10 h)。

2.4 辐射雾

发生形势通常有以下三种。1)850 hPa以下为弱高压控制。2)高压后部的暖区。3)副高减弱东退或增强西进的边缘。辐射雾通常在后半夜至早晨这段时间出现,其中尤以日出前后出现最多,约占16.6%。

2.5 暖区大雾

暖区大雾是发生在暖区中的特定雾。其发生形势主要为高压后部,或倒槽静止南侧的暖区中,前期往往有降水,雨滴和地表水汽的蒸发、低层辐合导致大雾发生。暖区大雾在夜间至次日上午这段时间发生较多,也有少数发生在下午或傍晚,约占雾类总数的5.3%。

2.6 蒸发雾

日出以后气温上升,地表受热后水汽蒸发形成。温州机场地处海边,周围河流众多,若前期有降水,近地面层结稳定,天空无云时,日出后的地表增温有利于形成蒸发雾。其发生形势通常为暖区或弱气压场,约占雾类总数的7.0%。

2.7 混合雾

混合雾发生时形势为弱气压场或高压后部,约占雾类总数的1.6%。

3 温州机场大雾特征分析

3.1 雾的年际特点

根据1991—2015年的气候资料统计,温州机场年平均雾日为39.9 d。受亚热带海洋性气候影响,温州机场春夏季盛行湿润的西南季风和东南季风,水汽充沛,秋冬季盛行东北季风,干冷少雨,因此雾集中出现在冬季至夏初(12—次年6月)这段时间。从季节分布上,以春季最多,约占年平均大雾日数的54.4%,冬季次之,约占22.8%,秋季最少,约占8.3%,夏季约占14.5%,但夏季大雾主要出现在6月。由表2可知,历年平均中4月出现的雾日最多,平均8.4 d,9月雾日最少平均只有0.5 d。

3.2 不同时段大雾发生的概率

图2是1 d中不同时段大雾的发生概率,可以看出温州机场大雾大多发生在后半夜至次日早晨,约占总次数的64.7%。各种类型的雾都可以发生该时段,因该时段的雾次最多。然后是发生在前半夜的占12.5%,这个时段的雾主要有平流雾、雨雾以及锋面雾。傍晚占8.4%,主要也是平流霧、雨雾以及锋面雾。发生在中午时段的最少,只占2.1%,以雨雾为主。暖区雾很少在上午和中午出现。

3.3 雾的持续时间和消散特点

平流雾可以发生在1 d的任何时段,持续时间短的只有几十分钟,最长持续时间达17.5 h。其消散通常在冷空气过境后,或者上午10: 00以后气温升高,逆温层破坏,日变化不明显。锋面雾易发生在晚上,持续0.2~6 h

不等,消散时间和锋面何时过境有关。雨雾可以发生在任何时间,持续十几分钟至十几个小时不等。锋前暖区的雨雾,雨止雾消,而锋面、切变线附近的雨雾通常要在锋面过境或切变线南压后,才能雾消。辐射雾通常发生在后半夜至第2 d早晨,持续时间以1~3 h最多,最长持续7 h,最短的只有十多分钟,日变化明显,早上气温升高到露点以上,雾就逐渐消散。暖区雾持续时间从0.5~10 h不等。由于暖区通常在锋前,因此锋面过境是暖区雾消散的直接原因。另外,暖区内风速加大,或出现对流降水,也会使雾消散。蒸发雾好发于日出前后,通常持续1~2 h,气温升高是雾消散的主要原因。混合雾以后半夜居多,与平流相结合时,持续时间较长。其消散形势通常为气温升高和锋面过境。

3.4 起雾前地面和850 hPa的温度差关系

地面和850 hPa的温差越小说明近地面层结越稳定。从雾前的温差月平均可以看出,2—4月为历年最低,正是平流雾发生最频繁的月份,持续时间长,对飞行影响最大。从节气上看,2月是立春,此后太阳直射点的北移速度加快,对应暖湿气流增强,而北半球的地表气温仍然较低,容易形成较厚的逆温层结。2—5月,冷暖气流交汇最频繁,有利于形成雾。6—11月是温度差的波峰期,地面和850 hPa温差大,气层稳定性弱,不利于形成雾,因此多以短暂的辐射雾和锋面雾为主。从航空飞行角度看,6—11月是最有利于飞行的季节。另外,统计分析表明,在高压后部西南气流中,850 hPa气温24 h内上升4 ℃以上,易形成海雾,海雾的扩散和平流对机场的飞行影响较大。起雾时地面与850 hPa的温度差如

图3所示。

4 结论

1)温州机场大雾发生时,温度露点差通常要求≤2 ℃,

或相对湿度达85%以上,地面风速≤3 m。2)温州机场大雾主要类型有辐射雾、平流雾、蒸发雾、锋面雾、混合雾、雨雾和暖区雾。其中平流雾出现频率最多,灾害性最为严重。3)大雾集中发生在12—6月,又以4月雾日最多。4)850 hPa与地面温差越小越有利于形成雾,要注意海雾对机场的影响。

参考文献:

[1] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2000.

(责任编辑:赵中正)

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