舟山海雾发生问题探讨

李晓丽，唐 跃，王 雷

（舟山市气象局，浙江舟山 316021）

舟山海雾发生问题探讨

李晓丽，唐 跃，王 雷

（舟山市气象局，浙江舟山 316021）

海雾是近年来造成舟山海上交通和海上作业发生灾害性事件最为突出的危险天气现象，本文通过天气形势、大气稳定度、相对湿度、温度、风向风速及海温等资料分析，对舟山海雾的发生与消散及持续问题进行了探讨，得出了一些规律。

海雾发生；消散及持续

1 引言

海雾是指在海洋影响下生成于海上或沿岸地区的雾，是悬浮于海面气层中的大量水汽或冰晶使水平能见度小于1 km的海上天气现象。海雾是一种具危害性的天气现象，一年四季均有发生。舟山地处亚热带海洋性季风气候区，岛屿众多、海域广阔，“雾锁岛城、望洋兴叹”经常是舟山人的无奈。大雾是影响能见度的最主要天气现象，具有很强的局地性。在大雾天气，船只即使使用雷达等导航设备，仍经常发生偏航搁浅、触礁、碰撞等事故，对舟山海上交通作业造成极大危害。据舟山海事局近年来资料统计，近200次海上因船舶碰撞、触礁等发生的海难事故有70%是由海雾引起的。海雾真可谓“海上的无声的杀手”。研究舟山海雾发生与持续及消散规律，具有十分重要的意义。

2 资料与方法

本文选用的资料为定海1954～2008年、普陀、嵊泗、岱山1961～2008年雾的月报表资料、大气稳定度、相对湿度、温度、风向风速等相关的天气资料及海洋资料。

3 问题探讨

3.1 舟山海雾的分类

根据舟山海雾形成特征及所在海洋环境特点，可将海雾分为平流雾、混合雾、辐射雾和地形雾等四种类型[1]。舟山以平流雾为最多。

平流雾是空气在海面水平流动时生成的雾。暖湿空气移动到冷海面上空时，底层冷却，水汽凝结形成平流冷却雾。这种雾其浓度和厚度都很大，一般几十米至几百米厚；且水平范围大，通常可达数百或数千公里；持续时间长，一般多大于5～6 h，有时可达数天和一周。多生成于较寒冷的海域。

混合雾是海洋上两种温差较大且又较潮湿的空气混合后产生的雾。因风暴活动产生了湿度接近或达到饱和状态的空气，冷季与来自高纬度地区的冷空气混合形成冷季混合雾，暖季与来自低纬度地区的暖空气混合则形成暖季混合雾。

辐射雾是当海面上一层悬浮物质或有海冰覆盖时，夜间辐射冷却生成的雾。这种雾多出现在黎明前后，日出后逐渐消散。

地形雾是海面暖湿空气在向岛屿和海岸爬升的过程中，冷却凝结而形成的雾。由于海洋与露出海面的岛屿、岸滨之间的动力和热力作用的差异，在岛屿和岸滨常有海雾生成，一般称之为地形雾。夜间，岛屿表面辐射冷却，增加了成雾的频率，也加大了雾的浓度，日间，岛屿表面升温，使雾减弱或消散，因此岛屿雾具有较明显的日变化。海岸附近，夏季陆上暖湿气流流到海上，受海面降温增湿作用凝结成雾，白天借海风吹上陆地，夜里随陆风又回到海上，形成了海陆轻风雾。如舟山的普陀山，春夏季节就经常云雾缭绕。

3.2 舟山海雾的分布

3.2.1 舟山海雾的季节分布

图1 舟山逐月的平均雾日

舟山海雾的分布具有很强的季节性（见图1）。舟山一年四季都会出现海雾，但春季最为集中，3～6月尤其是，4～5月为最多，8～10月为最少。以嵊泗和定海为例，嵊泗年平均雾日为51.7 d，4～5月为最多。4～5月平均雾日为9.4 d和10.0 d；而8～10月为最少，每月都小于1 d。定海年平均雾日为17.5d，也是4～5月为最多，4月，5月平均雾日为4.0 d和3.8 d；同样8～10月为最少，每月都不到0.1d。

舟山海雾的季节分布与海温、气温的季节变化有关。海雾的发生必须通过两个途径，增湿和降温。冬季舟山海气温度虽然最低，但由于平均相对湿度较小，舟山冬季平均相对湿度在70%，仅靠降温空气不易达到饱和，所以不易生成海雾。秋季也是这样（秋季舟山的相对湿度在75%）。而沿海8月平均相对湿度在85%以上，但海气温度太高，若空气的饱和水汽压增大，反而难于达到饱和，不利于雾的生成。到了春季，舟山沿海平均相对湿度在80%，平均气温在14～18℃，而此时海表温度偏低，海气温差适宜，故最有利于海雾的发生。

另外，舟山海雾的季节分布还与季风有关。在春夏季节，东亚季风盛行时，舟山沿海多偏南风和东南风，当来自太平洋的暖湿气流吹到沿岸的冷水域时，则易生成海雾。在秋冬季节盛行冬季风时，寒冷干燥的北风和西北风，不利于海雾的生成[3]。因此，8月以后舟山的海雾相对较少。

3.2.2 舟山海雾的地理分布

舟山海雾的分布具有很强的区域性。我们从表中可以看出，舟山海雾呈现出北部多于南部，东部多于西部的分布特征。舟山北部嵊泗海域为最多。嵊泗年平均雾日为51.7 d，东南部海域其次，普陀年平均雾日为36.7 d。定海为最少17.5 d。除普陀9月份外，其余各站全年均有海雾发生的可能，嵊泗站发生的几率最大，年平均雾日达51 d,平均每7天有一个雾日,普陀略少,定海则要少得多,这反映出越离开陆地位于东面,雾生成的机会越多。统计反映,月发生雾日的天数相差较大,最多的是1998年的4月,定海、普陀、嵊泗分别为11 d、15 d、15 d；而最少的月份甚至没有大雾；出现连续大雾时间最长的是嵊泗1999年6月5～12日，共8 d。

3.2.3 舟山海雾的日变化

统计了嵊泗、定海两测站4月份海雾各时段生持（生成持续）和消散次数（见表1），发现：从海雾生持、消散日变化来看,定海站14～16时没有雾生消，其余各时次都可能有海雾生成，但也可能消散。

从定海站的分布来看,凌晨04～06时海雾生成的机会最多,16～18时、上午06～08时次之,而白天08时以后到16时,夜间18～22时、00～04时雾生成的概率较小。雾消的时间一般在06～08时、08～10时以及10～12时。嵊泗站各个时次海雾生成机会都较大，20～22时、02～08时海雾生成机会最多。各个时次海雾消散都有可能,以06～08时最多，08～12时次之。

3.3 舟山海雾发生的基本天气形势特征

海雾是在一定的天气形势下发生的，舟山沿海地区的平流雾或平流辐射雾，一般出现在入海变性高压的西部、太平洋高压西部以及气旋和低槽的东部[2]。在这样的环境场下，其对应的高空，要么副高偏强，其脊线一般都维持在15～18°N之间，变性高压入海后，叠加在副高上，东海一带沿海都维持弱暖湿气流的输送；要么700～850 hPa的槽前的暖湿气流活跃，有暖脊和正变湿配置，有明显的暖湿平流输送。这样的高空环流形势，对海雾的形成提供了极为有利的水汽条件。当其他条件相同，湿平流的强度适合，其厚度越大，越有利于雾的形成。往往，有利于对暖湿气流的输送，风力一般维持在2～10 m/s，为平流雾的形成提供了有利的下垫面条件。如2009年4月11～13日连续2d的大雾过程（见图2），本海区连续3d处在入海高压的后部，地面气压场较弱，地面一直吹微小的偏南和东南风，两天的厚度均达到700 hPa，导致了4月11～13日连续2 d的大雾天气。2007年的2月7～8日，当本海域处在江淮气旋或西南倒槽的东部，700～850 hPa低槽前，有较强的暖湿平流输送，为925～850 hPa以下至地面形成平流逆温提供了可能（见图3）。同时，海雾的发生又需要具备下列基本条件。

表1 定海、嵊泗站4月份各时段海雾生持、消散次数(1990～1999年)

3.4 舟山海雾相关的要素场特征分析

3.4.1 适宜的温湿场

我们知道，雾是近地面空气悬浮的大量水滴或冰晶微粒的集合体，是贴地面空气蒸发或冷却后达到饱和状态凝结而成的。所以，大雾的形成，水汽的条件是必不可少的。

舟山能否形成平流雾，与初始水汽条件及其未来的变化有着密切的关系。初始水汽条件，可用1000 hPa的温度露点差值和地面的相对湿度得知。由个例分析发现，出现平流雾时，舟山的相对湿度均≥85%，1000 hPa的温度露点差值均≤2℃（见图4）。另外，可根据24 h的露点变量ΔTd24，来反映舟山的水汽的分布情况。

我们用相对湿度来表征大气中的水汽含量,统计嵊泗站1990～2000年4月份海雾生成前一日14时的相对湿度,得到：相对湿度达85%以上的占总数63.4%,相对湿度70%以下的只占10.9%。

图2 入海高压后部或底部的地面

图3 2007年2月7日8时地面形

图4 2009年11月9日08时1000 hPaT-Td场

统计还发现当ΔTd24≥0℃，未来出现平流雾的占90%左右。据统计，舟山沿海气温与露点温度的差值在0.1～0.5℃时产生的海雾次数最多[2]。

3.4.2 海面水温与水气温差

由于陆地受热、散热的分布层较浅,对气温的影响较大。而海洋热容量大,通过透射和乱流混合作用受热、散热的分布层较深。因而海水温度的变化有滞后现象。春、夏季舟山海域为一个冷海水区域,当冷、暖气团流经海面时,便形成了海面与陆地上空、近海面上空与其较高层次空气的物理属性的差异,促使了海面与大气底层之间温湿场的交换。

观测结果表明，海雾常在气温高于水温约1℃时出现，主要出现在0°～6℃的范围内，当差值达到8℃和10℃以上时，就极少有雾生成。从气候上说，月平均水温低于月平均气温的季节，往往是多雾季节。舟山沿海春季平均相对湿度在80%以上，平均气温为14～18℃，而此时海表温度仍偏低，海气温差适宜，因此，最有利于雾的生成[3]。但是，当相对湿度低于70%，或者气温与露点温度的差值大于6℃时，一般不会有雾生成。

3.4.3 大气稳定度

较强的逆温层结有利于雾的持续存在，这是因为逆温层结可以阻挡水汽向高空输送，抑制低层大气的对流发展，使水汽和凝结核聚积在低空，对雾的形成极为有利。有学者对太平洋海雾过程中不同天气型式下的低空空气稳定度进行分析研究，发现凡是低空气团属性处于逆温状态，海雾总是持续存在，一旦逆温消失，海雾也随着消失或转成低云[4]。有较强的逆温层结可以使雾产生与维持。我们统计了1990～1999年雾发生前一日08时的杭州测站的地面到高空925 hPa、850 hPa、、700 hPa的探空资料,发现层结稳定度特征表现并不明显,93个个例中出现逆温的只有36次,而且大多在850 hPa以下。这次我们还计算了逆温层顶高,发现500＜H＜1000 m的有24次,占66.7%，1000≤H＜1500 m的有10次，H≥1500 m的只有2次,这说明影响舟山的平流雾多为低悬逆温;逆温强度0≤r≤1.0（℃/100 m），虽然这种低空逆温和等温状态的存在，对于舟山沿海海雾的生成不一定有直接的作用，因为有逆温现象不一定就有海雾。但海雾生成后，由于空气层结稳定，却为海雾的持续存在提供了有利条件。通过资料分析表明，雾日前24 h，临近站的探空曲线并没有一定的规律性，但雾日前12 h及当天，临近站的探空曲线有强的逆温分布。因此，可以通过MICAPS系统中的925 hPa的资料，来预报低层是否出现逆温层结可能。

3.4.4 适宜的风场

海雾与风向的关系，主要是由海岸方位与天气型决定。一般当舟山处在气旋（或低压槽）东部的偏南或东南气流，有利于对暖湿气流的输送，对平流雾的形成极为有利。暖湿气流的长期存在，对海雾产生和维持相当重要。尤其是当暖湿气流经过暖洋流水面时，又得到大量的水份和热量，一旦到达冷水面上空时，极易产生海雾。个例分析表明，海雾生成时，地面一般为偏南风或东南偏东风。风力一般维持在3～10 m/s。同时，风随高度明显顺转。一般平流雾出现时，对应的前一天20时850 hPa上一般为偏南气流，有时700 hPa上也是偏南气流，而到500 hPa一般为偏西或西北偏西气流。这种流场有利于低层暖湿气流的输送。另外，850 hPa上的风速的大小也与平流雾的形成有关，一般当850 hPa上的风速为4～16m/s时，对平流雾的形成最为有利。若风速太小，不利于暖湿气流的输送；风速过大，则低空大气乱流增强，使得大气层结趋于不稳定，不利于雾的形成。所以，当空气扰动弱时，低云降而成雾。当空气扰动强时，雾可抬升为低云。

3.5 海雾的持续与消散

海雾生成、持续是以一定条件为依据的。当这些条件发生逆转或遭到破坏时，海雾也就失去了其赖以生存的条件，走向消散。海雾消散主要有两个：一是天气形势改变，中断暖湿平流。二是低层空气增温、风速增大或低层空气的稳定度状态遭到破坏。

就海雾生消的天气学意义而论，起决定作用的是天气形势的改变。例如舟山沿海海雾大多数出现在偏南气流里，一旦支持偏南风的天气系统发生转变，当有冷空气侵入，沿海偏南风转成偏北风，海雾也就消散。

有时当雾加浓时，会类似毛毛雨；有时与毛毛雨同时存在，很难鉴别其是雾还是雨，这种情况日本气象学者把它称为雾雨。一般海雾转成雾雨或转成雨，说明天气形势可能有了变化至少低空空气稳定度有了一定变化。海雾便很难持续下去或随即消散。舟山海雾也有这种现象。从历史资料分析，通常是当东移的入海低压逼近时，随着天气形势逐渐变化，不仅海雾能转变成雨，甚至可以持续一个雨雾并存阶段，特别是平流雾与锋面雾结合起来的海雾过程，最终是风向转变，风力增加，海雾消失，转为单纯的降雨天气。

另一方面，纵然天气形势没有改变，但由于低空空气稳定度不断改变，雾与雨可以交替出现。资料表明：在海雾出现和持续期间，如果有向雾雨或雨发展的趋势，海雾必将趋于消散。要是天气形势无显著改变，而是稳定度在强弱上动荡不定，这时消散的雾还是会再度出现。这种现象常常与日变化结合起来，使得中午前后消散的雾，到了傍晚或夜间由于气温下降，使海雾再度出现。从而呈现出海雾日变化的现象。

4 结语

（1）舟山平流雾为最多；

（2）舟山一年四季都会出现海雾，但舟山海雾的分布具有很强的季节性。但春季最为集中，4～5月，尤其是3～6月为最多，8～10月为最少；

（3） 舟山海雾的分布具有很强的区域性。舟山北部海域为最多。嵊泗年平均雾日为51.7 d，东南部海域其次，普陀年平均雾日为36.7 d。定海为最少17.5 d；

（4）舟山海雾是要在一定的天气形势下才能发生与持续的。舟山沿海地区的平流雾或平流辐射雾，一般出现在入海变性高压的西部、太平洋高压西部以及气旋和低槽的东部；

（5）舟山海雾的发生与持续还须有适宜的温湿场、风场、大气稳定度、水气温差。统计发现当ΔTd24≥0℃，舟山未来出现平流雾的占85%左右。舟山沿海气温与露点温度的差值在0.1～0.5℃时产生的海雾次数最多。舟山海雾发生与持续，地面一般为偏南风或东南偏东风。风力一般维持在3～10 m/s，较强的逆温层结有利于雾的持续存在；

（6）海雾的消散与流场改变和日变化有关。海雾消散主要有两个：一是天气形势改变，中断暖湿平流。二是低层空气增温、风速增大或低层空气的稳定度状态遭到破坏。

[1]周发琇.海雾及其分类[J].海洋预报,1988,5(1):78-84.

[2] 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,1981:412-414.

[3]王彬华.中国近海海雾持续和消散问题的探讨[J].山东海洋学院学报,1980,10(2):20-30.

[4]周发琇.海雾预报[J].海洋预报,1989,6(4):71-78.

[5]李晓丽,何文岳.Micaps系统在舟山海雾预报中的应用[J].浙江气象科技,2001,(4):30-33.

P732

A

1003-0239（2011）01-0060-06

2010-03-21

李晓丽（1966-），女，工程师，主要从事海洋预报服务工作。E-mail：fuldl21@Sina.com.