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营口沿海地区一次大雾过程及预报指标对比分析

2022-12-14崔修来高清源牛星雅

现代农业科技 2022年5期
关键词:营口物理量大雾

孙 瑶 崔修来* 高清源 牛星雅

(1营口市气象局,辽宁营口 115001;2鞍山市气象局,辽宁鞍山 114000)

雾是悬浮在近地面大气中的大量微细水滴 (或冰晶)的可见集合体。按照国际气象组织规定,能见度在1 km以下的称为雾。营口地区位于辽东半岛西北部、辽河入海口左岸,西邻渤海辽东湾[1],水汽充足,大雾频发,60年中近半数大雾发生在冬季。大雾是营口地区主要气象灾害之一,给海陆空交通运输和环境带来巨大经济损失,并造成人员伤亡[2],因而加强营口地区大雾天气成因及预报预警研究是重要的现实需求。陈传雷等[3]对1951—2003年73次辽宁省区域性大雾过程进行对比分析后将区域性大雾分型。赵玉广等[4]表明:高空纬向环流长时间维持导致冷空气活动偏弱,加上山体对冷空气的阻挡和削弱作用造成华北平原长期静稳天气,成为华北平原大雾长时间维持的根本原因。雾作为边界层特有的一种天气现象,其生消变化均与边界层温度、湿度、风速、层结稳定性等密切相关。在实际预报中,如果只注意天气尺度系统的分析,往往会导致预报失误。本文利用常规观测资料、地面自动站资料,对比辽宁省区域性大雾物理量阈值,对2018年12月22日营口地区及渤海北部海面出现的大雾天气过程进行综合分析,以期为大雾的预报提供参考。

1 大雾天气实况

2018年12月22日营口地区出现入冬以来最强大雾天气。大雾从22日早晨开始,中午有所缓解,入夜以后再次加强。最低能见度:营口60 m,大石桥187 m,出现时间为 19:00—23:00;沙岗站(盖州西部沿海)214 m,时间为 18:00—19:00;渤海海面偏北部(盘锦港)附近雾一直较大。本次天气过程辽宁省7个市均出现大雾,本文仅分析了营口沿海地区。22日早晨到前半夜,营口市相对湿度为99%,风速为1.0~2.9 m/s。大雾主要出现在风速较小的阶段,23:00后风速迅速加大,能见度转好。

2 辽宁大雾技术指标在本次大雾过程中的适用性分析

辽宁省气象局对1951—2011年辽宁省区域性大雾天气进行总结和分析,建立大雾预报指标体系,对照预报指标对本次大雾天气过程进行分析总结。

2.1 环流分型

2.1.1 引发大雾的天气背景。引发辽宁区域性大雾的天气背景主要包括弱冷空气过境、降水、积水或积雪、暖湿气流、稳定高空环流形势场。本次大雾过程天气背景主要是降水。21日2:00—10:00,营口地区降小雨,降水量4~7 mm。本次降雨过程属于暖区降水,气温无明显下降,最高气温为5~7℃,降雨后仍是南风,风力小,空气湿度大,降水后很快放晴,有利于蒸发;入夜后地面温度降至0℃以下,辐射降温明显,空气达到饱和,出现大雾。22日白天为多云天气,气温上升不明显,风力小,不利于雾消散,暖湿气流起到了一定作用。秋、冬季大雾前,高空从边界层到地面层普遍吹西南风,从渤海湾到内陆形成了温暖潮湿的水汽输送带,使得空气相对湿度增加,如遇高空弱冷空气或夜间辐射降温极有可能引发大雾天气。本次过程中22日高空受槽前、地面冷锋前暖湿空气影响,同时前期降水为近地面层提供水汽,由于暖湿空气经过冷下垫面,水汽凝结而形成大雾。

2.1.2 大雾的天气分型。引发辽宁区域性大雾的天气形势主要包括倒槽、地形槽、锋面气旋、冷高压前部等4种情况。本次大雾过程与地形槽型相近,这种类型的雾一般出现在冬季,辽宁处在弱高压内、两高压之间的东北地形槽辐合区内,大陆高压主体在华北地区。地形槽前偏南气流移动到冷下垫面上而凝结成雾,在夜间晴空辐射作用下,雾的强度得到加强。此种类型以辐射雾为主,其不同点在于大陆高压主体在蒙古附近且稍偏北,其他相近。

2.2 对大雾物理量定量指标的分析

辽宁省气象局统计2001—2011年辽宁省区域性大雾天气物理量定量指标给出了区域性大雾物理量阈值:925~1 000 hPa逆温0~4℃,省内气压差<7.5 hPa,850、925、1 000 hPa相对湿度分别为<70%、60%~80%、70%~90%,850、925、1 000 hPa 比湿分别为 0~2、2~3、3~4 g/kg,风速为 1~6 m/s。现分析比较营口本次大雾过程物理量与阈值。

2.2.1 湿度场。近地面层饱和或接近饱和为区域性大雾发生的必要条件。研究发现,大雾发生时近地面层的相对湿度>90%(冬季>85%),降水后出现大雾的相对湿度>95%。22日早晨到前半夜,营口市相对湿度为99%。从探空实况上看,锦州、沈阳、丹东和大连探空站比湿符合大雾物理量阈值。

2.2.2 气压场、风场特征。发生区域性大雾时形势场普遍较弱,省内最大气压差<7.5 hPa。本次过程中省内气压差为1~2hPa。从风场上来看,微风对雾形成最为有利。本次大雾过程中营口市风速为1.0~2.9 m/s。

2.2.3 层结条件。近地面层比较稳定时,有利于水汽和尘埃杂质聚集。辐射雾成雾时,要求大气晴稳、湿度条件好。22日8:00探空图表明,锦州和沈阳站低层有8~10℃逆温,层结稳定。925~1 000 hPa有暖平流,温度露点差接近0,近地面层达到饱和,有利于水汽凝结。

3 不同时次EC预报场情况分析

分析不同时次EC预报省内气压差均符合大雾物理量阈值(<7.5 hPa);10 m 风速符合 1~6 m/s;22 日8:00 起报预报 8:00—14:00 1 000 hPa相对湿度为73%~87%,符合指标要求;近3个时次起报预报850 hPa比湿符合0~2 g/kg;其他不符合。综合分析,EC预报大部分物理量不符合大雾物理量阈值。

4 预报难点

欧洲数值预报对近地面逆温、相对湿度和比湿条件预报较差,对省内气压差和10 m风速预报较好。实际上,21日早晨小雨过后,气温没有明显下降,风速也较小,空气湿度大。同时,受地面冷锋前暖湿空气影响,暖湿空气经过冷下垫面时在近地面层产生水汽凝结且层结较稳定,会形成大雾;白天由于有云和雾,气温较低且长时间维持,是营口沿海地区大雾维持的根本原因。在未来大雾预报中应关注的事项:一是注重对逆温的分析;二是雪(雨)过后经常会出现大雾天气,主要出现在冷空气主体尚未下降、地面风速较小的时刻。

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