滨州市两次大雾天气过程的总结分析

刘德安　王凤娇　刘慧　徐玲玲

摘要利用多种常规观测资料对滨州市2011年12月3～7日和2012年3月16～17日2次大雾天气过程进行分析，探讨了大雾天气产生的环流形势及其形成的大气层结特征、垂直运动特征、温湿条件等。结果表明，稳定的环流形势及地面较弱的气压场是大雾形成的有利天气形势；风力小，空气湿度大，有利于雾的形成；低层西南气流是大雾形成并维持的主要水汽来源；近地层形成逆温层，使大气层结处于稳定状态，是大雾形成和维持的重要条件；低层垂直运动较弱，对水汽的扩散不利，有利于雾的维持。

关键词大雾；环流形势；垂直运动；温湿条件；层结特征；滨州市

中图分类号S161.5文献标识码A文章编号0517-6611（2014）04-01117-04

作者简介刘德安（1965-），男，山东宁阳人，工程师，从事气象服务工作。

在各种天气现象中，大雾是常见主要灾害性天气之一，主要发生在近地面层，严重的视程障碍威胁着交通安全。随着社会经济的快速发展，大雾对交通的影响表现得越来越突出，越来越受到公众的关注。同时，大雾天气的出现也严重影响空气质量，给人们的身体健康带来不利影响。因此，了解大雾天气产生的背景和原因并对它进行预报是非常重要的。目前，国内对此已经有了多方面的研究[1-3]，如曹治强等对华北和黄淮地区的雪后大雾天气产生的天气背景及其形成的温湿条件和层结特征进行分析，指出华北和黄淮较低的海拔高度，有利于暖湿空气的平流进入，是大雾形成的重要因子[1]；胡鹏等利用NCEP 1°×1°再分析资料等通过计算动力学、热力学物理量场，对大雾形成与维持的动力学原因进行研究[2]。冬半年是滨州市大雾的频发时段。2011 年12月3～7日滨州市持续出现大雾，这次大雾具有分布范围广、浓度大、持续时间长的特点。大雾作为一种灾害性天气受到了广泛关注。笔者利用常规观测资料对此次过程和2012年3月16～17日2次典型大雾天气过程进行分析，探讨大雾天气产生的环流形势及其形成的层结特征和温湿条件，以期对大雾的主要成因有更加深入的认识，为实际大雾天气预报工作提供理论支撑。

1天气实况

1.1 2011年12月3～7日过程受弱冷空气影响，2011年12月3日早晨，河北南部及山东省西部地区（聊城、德州市等）先后出现能见度<50 m的强浓雾；日出后，这些地区的能见度虽逐渐有所好转，但仍不足1 km，且雾区逐渐向东扩展；中午开始，滨州市自西向东能见度开始迅速下降，惠民县由12：00的6 km到14：00下降至0.3 km，20：00除博兴县以外其余各县区能见度均降至1 km以下；夜间大雾扩展到全市并持续，能见度继续缓慢下降，一直持续到4日午后，期间最低能见度仅60 m。4日夜间大雾再次出现并持续到5日中午。5日下午～7日滨州市出现弱降水天气，低层湿度维持，能见度有所上升，雾出现区域向西部内陆收缩；到7日中午开始受强冷空气影响，北风逐渐加强，下午大雾逐渐消散。12月3～7日惠民县大雾持续时间达72 h。

1.2 2012年3月16～17日過程 2012年3月16日半夜滨州市开始出现小雨，随着降水结束，滨州市北部的无棣、沾化县开始出现大雾天气，08：00能见度600～700 m；14：00能见度明显好转，无棣12 km、沾化8 km；傍晚随着温度的降低，能见度也逐渐下降，到20：00，大部出现轻雾，特别是沾化县，能见度已下降至1.2 km，相对湿度达97%。到17日02：00，相对湿度达100%，相邻的垦利县已出现浓雾，能见度仅300 m；08：00，全市除邹平县外均出现浓雾，其他各县区能见度不足或仅100 m，最小仅30 m；随着日出后温度逐渐升高，大雾从09：00后开始逐渐减弱、消散，能见度转好，惠民县能见度由09：00的50 m上升至10：00的900 m、11：00上升至1 500 m，到14：00大雾完全消散。

2 环流形势分析

2.12011年12月3～7日过程在这次大雾天气过程前，亚欧大陆环流形势为两槽一脊，位于我国东部的低槽于2日白天影响山东省，虽由于水汽条件不佳，没有产生降水，但槽前的西南气流还是使湿度有所增加。3日08：00 500～850 hPa全省均为西北气流控制（图1a1、a3），850 hPa以上冷空气不明显，但925及1 000 hPa山东省西部有弱冷平流影响；地面图上（图1b1），冷高压控制蒙古国，高压坝伸至河套地区，山东省西部处于冷高压坝前部，为弱西到西北风，辐射降温明显，有利于雾的形成，鲁西北西部出现了大雾。11：00后，随着低层冷平流的入侵，滨州市气温缓慢下降，湿度迅速增大，并达到饱和，自西向东能见度逐渐变差，形成平流雾，并逐渐扩展到全市。4～6日500 hPa亚欧大陆一直维持两槽一脊环流形势，仅高脊发展并缓慢东移；山东省上空环流平直，陆续有浅槽移过滨州市；700和850 hPa一直为弱的西南气流，地面冷高压在蒙古国稳定缓慢地东移，河套的高压坝也缓慢东移，滨州市一直处于高压坝的东南侧，环流形势稳定，大雾维持。受东移浅槽的影响，5和6日下午到夜间分别出现弱降水，虽使近地面湿度维持，但降水也使近地层的凝结核减少，不利于雾的形成。7日08：00 500 hPa高脊（阻高）减弱，横槽转竖，引导冷空气南下（图1a2）；700、850 hPa均转为西北气流（图1a4），850 hPa以下冷空气明显并南压，地面上滨州市虽然转为北风（图1b2），但风力不大，难以完全驱散大雾，08：00西部的惠民县能见度仍维持在700 m左右。7日中午随着冷空气主体不断南下，风力加强，以及降水的冲刷作用，能见度迅速转好，13：00以后大雾消散。随着亚欧环流形势由两槽一脊向一槽一脊的转换，引导冷空气南下，终结了持续5 d的大雾天气。

注：a1、a3、b1为3日08：00；a2、a4、b2为7日08：00。a1、a2为500 hPa形势场；a3、a4为850 hPa形势场。

图12011年12月3～7日高空形势场（a）和地面气压场（b）2.22012年3月16～17日过程亚欧大陆中高纬度为两槽一脊形势，贝湖西北为高压脊控制，中纬度地区环流较平直，15日夜间有一中支浅槽移出，滨州市出现了弱降水，使近地面湿度明显增大，河北省南部大部地区出现了轻雾，滨州市东部的无棣、沾化县出现了大雾；16日夜间高层仍为平直的偏西气流，中低层则为浅槽后部的西北气流控制。17日08：00 500 hPa高空滨州市处于南支槽前平直的偏西气流中，北支槽于中蒙边界（图2a）；中低层南支槽于河套地区，滨州市处于弱脊控制下，北支槽及其后冷空气已经南压至京津地区（图2b）。16日20：00～17日08：00，地面上蒙古冷高压缓慢南压，其前冷锋到17日08：00已移至东北东南部到京津以西地区（图2c）；河套地区为倒槽所控制，倒槽在逐渐向东移动；滨州市处于河套低压倒槽与入海低压、蒙古冷高压与江淮小高压之间的均压场中，气压场较弱，风向在西南与东南之间摆动，风力2～3 m/s，气温与露点温度差逐渐缩小到不足1 ℃，近乎饱和。因此，无论是高低空环流形势还是地面形势、风场、湿度条件等，均有利于大雾的形成。随着太阳的升高，气温逐渐升高，气温与露点温度差增大，大雾逐渐减弱并消散。17日夜间北支槽南压，引导冷空气南下影响滨州市，大雾形成的环流形势被破坏，大雾过程结束。

3.12011年12月3～7日过程由图3可见，3～5日济南章丘探空站上空1 km以下一直存在逆温层，逆温层下露点温度与气温十分接近。逆温的存在形成“暖盖”，大气层结处于稳定状态，使近地面水汽仅能在近地面层湍流扰动，有利于大雾的形成、维持。5日白天降水后，低层逆温层明显减弱并抬高至1.8 km以上，对雾的形成不太有利，但湿度仍接近饱和，低层风力仍较弱，大雾形成的稳定的环流形势仍维持，因此大雾仍维持，但浓度已明显减弱。7日20：00弱的逆温层一抬高至3.0 km左右，虽然其下空气接近饱和，但低层风已转为一致的东北风，风力加大至8 m/s以上，使近地层水汽扩散，不利于雾的形成，大雾减弱消失。

图32011年12月3日08：00（a）、5日20：00（b）和7日20：00（c）济南章丘探空站T-logP图3.22012年3月16～17日过程15日夜间中支浅槽移出，滨州市出现了弱降水，使近地面湿度明显增大。从济南章丘探空站T-logP图的变化（图4）来看，16日08：00章丘站上空2.5 km处存在弱逆温层，逆温层以下温度线几乎与湿度线重合，大气层结处于稳定状态。但逆温层弱且高度较高，水汽可以在较大的高度扰动扩散，对大雾的形成、维持不是太有利，因此，河北省南部大部地区出现了轻雾，仅在滨州市东部的无棣、沾化县出现了大雾。17日08：00，1.5 km以下有2个逆温层，特别是近地面逆温层的存在形成“暖干盖”，其下的近地面水汽几乎达到饱和，大气层结处于稳定状态，使近地面水汽仅能在近地面层湍流扰动，有利于大雾的形成和维持；18日08：00虽然1.3 km处逆温层明显，且逆温层上下水汽接近饱和，但高层西北风较大，低层东北风风力较大，说明冷空气已经南下，因此，此逆温层应为锋面逆温。逆温层下，受冷空气影响，各层风力较大，扰动较强，使低层水汽扩散，不利于大雾形成。

4 垂直运动分析

4.12011年12月3～7日过程通过分析滨州市上空的垂直速度时间剖面图（图5）可以看出2日夜间高空槽移出，3日上空处于一致的下沉气流中，不利于大气对流，但下沉中心位于500 hPa以上，近地面大气下沉运动弱，有利于大雾的维持；4日08：00，400 hPa以上为下沉运动，而400 hPa以下为弱上升运动，中低层上升运动受到中上层下沉运动的抑制，不利于大气对流发展，有利于雾的生成；低层上升运动伸展到一定高度，有利于水汽的垂直交换，使雾能再较厚的形成、发展，因此，对雾的维持和发展十分有利；5日08：00，上升运动几乎控制了整层大气，利于大气对流发展，对降水有利；低层水汽上升，不利于雾的生成、维持，但近地层上升运动弱，造成的水汽扩散也较慢，对大雾的减弱作用也缓慢；6日08：00，下沉运动几乎控制了整层大气，不利于大气对流发展，不利于雾的生成，但近地层下沉运动弱，有利于大雾的维持；7日08：00以后，上升运动几乎控制了整层大气，上升运动中心下降至700 hPa附近，大气垂直运动加强，利于近地层水汽扩散，大雾趋于减弱。

（1）稳定的环流形势及地面较弱的气压场是大雾形成的有利天气形势；风力小，空气湿度大，有利于雾的形成。2011年12月3～7日大雾发生在两槽一脊的环流形势下，高空为槽后西北气流控制，弱冷空气影响下形成平流大雾；大雾发生后高空平直环流多浅槽东移，低层西南气流为雾区输送水汽；降水的冲刷，减少了凝结核，使大雾减弱；亚欧环流形势由两槽一脊向一槽一脊的转换，引导冷空气南下，大雾逐渐消散。2012年3月16～17日大雾发生在高空为平直偏西气流控制下，有浅槽过境，低层西南气流为雾区输送了水汽；地面形成均压场，风力小，溫度与露点接近，有利于雾的形成；冷空气南下后，大雾形势场破坏。

（2）低层西南气流是大雾形成并维持的主要水汽来源。

（3）近地层形成逆温层，使大气层结处于稳定状态，水汽得以聚集于近地面层，是大雾形成和维持的重要条件。

（4）低层垂直运动较弱，对水汽的扩散不利，有利于雾的维持；低层有微弱的上升运动并有一定的厚度，有利于水汽在垂直风向上的输送，使雾在垂直方向上发展，有利于雾维持和发展。

参考文献

[1] 曹治强，方翔，吴晓京，等. 2007年初一次雪后大雾天气过程分析[J].气象，2007，33（9）：52-58.