贵州山区地形雾5 a气象要素特征分析

夏晓玲，唐延婧

(贵州省气象服务中心，贵州 贵阳 550002)

贵州山区地形雾5 a气象要素特征分析

夏晓玲，唐延婧

(贵州省气象服务中心，贵州 贵阳 550002)

该文选取2008—2012年贵州省地面气象要素观测资料，主要针对贵州省内3个较容易出现地形雾的站点进行分析，探究地形雾产生时气温、风速、风向、前6 h降水和气温露点差的特征，发现3个典型站温度为2～6℃和8～14℃这两个区间内较利于冷空气引起地形雾，不同站点不同季节略有不同。大方为偏西南风，开阳和万山为东北风；开阳风速小于2 m/S，大方和万山风速为2～3 m/s之间利于冷空气引起地形雾。大方和万山站点前6 h降水大于0 mm利于冷空气引起地形雾，开阳站点则是前6 h降水为0或小于1 mm时利于冷空气引起地形雾。

地形雾；气象要素；特征分析

1 引言

雾是指空气中悬浮着大量的微小水滴， 使大气水平能见度小于1 000 m 的天气现象[1]，随着我国交通事业的发展，雾对交通的影响日益显著，大雾常常使高速公路封闭，航班延误或取消，有时还会造成严重的交通事故。因此国内开展了很多低能见度方面的天气、气候特征方面的研究[2-4]。

处于云贵高原，地理形态和天气系统复杂的贵州，雾具有特殊性。雾的分类中除常见的辐射雾外，还有锋面雾和地形雾。针对贵州的雾，罗喜平等[5]研究了贵州省雾的气候特征；崔庭等[6]对滇黔静止锋锋面雾的结构和成因进行了分析；贵州对锋面雾的研究较多[7-8]，对于地形雾研究较少。但贵州山区受地形影响，很多地方常年都有地形雾出现，对交通安全造成很大威胁，因此地形雾的研究非常必要。地形雾在大气科学词典中定义为[1]，主要由地形作用而形成的雾。地形雾又称上坡雾，是空气向山坡或地形高处爬升的过程中，由于绝热膨胀，冷却凝结而形成的雾，本文所研究的地形雾，包括除去锋面雾和辐射雾之外的其他类型的雾。

2 资料与方法

本文选用了2008—2012年5 a的贵州省84个县级以上气象站点观测的逐日3个时次(08、14、20时)地面气象要素资料作为统计对象。定义一日中任一时次有任一站点的能见度记录小于1 km为一个雾日。近5 a的年均雾日较多的为大方、开阳、万山，分别为102.8 d、74 d及107.8 d。贵州地形地貌复杂，这3个站点有相当比例的地形雾，必然与这3个站点的地形、地理位置有关系。3个站点都是以锋面雾和地形雾居多，且地形雾占的比例较大，站点万山地形雾的比例最高为77.94%。因此本文选取这3个站点作为地形雾的典型进行研究。

表1 大方、开阳和万山3种雾所占比例 (单位：%)

3 地形雾的分类要素特征

秋冬季节为地形雾较频繁的时间，冷空气影响前或影响之时，在上述3点经常有雾出现，而周围均没有出现雾。也有很多非冷空气影响的情况下，3个站点出现单点、局地的地形雾。为进一步量化考察其成因，本文选用中国气象局对冷空气强度的划分，即48 h内最低气温下降6℃及以上为中等强度冷空气(下文简称冷空气，未达标准的称弱冷空气)，定义贵州84个站点内20个站点最低气温降幅达6℃为一次冷空气过程。2008—2012年共选出73次中等强度的冷空气过程，对应大方、开阳、万山出现雾的日数分别为29、50、70 d，所占比例为39.7%，68.5%，95.9%，由此可见万山在较强冷空气南下时更易出雾。3个站分别有158、186、368个雾日不与所选冷空气日对应，比例在80%左右。地形雾中受较强冷空气影响的情况有相当比例，但更多的是出现在没有较强冷空气的情况。

可见地形雾的产生与冷空气有一定关系，但天气成因复杂，从形势上来判断地形雾比较困难。从成雾条件，如温度、水汽等气象要素条件，能够考察地形雾的更多特征。在此我们按天气成因，将3个典型站的地形雾分为3类：A类为有雾且有冷空气，B类为无雾但有冷空气，C类为有雾但无冷空气。(下面均用A，B，C类来表述)

3.1 地形雾温度变化特征

图1 大方地形雾温度概率分布

从大方温度的概率分布(图1)可以看出，A、B两类情况下，温度概率分布都有一个明显的双峰，A类峰值大致在4～6℃和12～14℃这2个区间，概率分别为21.43%和16.67% ；B类峰值在6～8℃和10～12℃这2个区间，概率分别为11.94%和17.16%；C类情况温度较低的峰值并不特别明显，大多集中在0～4℃，占29.19%，而温度较高的峰值同上述两种情况较为接近，为10～12℃，比例为15.42%。由此可以看出，温度较高时3种情况的概率分布比较接近，温度较低时3类情况的概率有所差异。3种情况都大致有2个温度概率峰值，与季节变化有关，分季节讨论后可知： 春、秋、冬3季利于冷空气引起大方地形雾的温度区间，即A类分布概率高于B、C类的温度区间分别为：4～8℃、12～14℃。

从开阳温度的概率分布(图2)可以看出，A、B两类温度概率图也为双峰的分布，A类温度较低的锋值的概率明显大于温度较高的，但是B类情况正好相反，温度较高的峰值的概率明显大于温度较低的，这与大方站点有显著的不同。对于站点开阳A类峰值在2～4℃和10～12℃这2个区间，概率分别为20.25%和11.39%，B类峰值在0～2℃和10～12℃这2个区间，概率分别为6.52%和18.48%。而C类整体的温度分布偏向温度较低的区间，-2～6℃区间的比例为51.64%，-2～0℃这个区间的概率最大为15.27%。由此可以看出，A、C2类温度都整体比B类的时候低。分季节讨论后发现：春季温度为10～12℃时是A类的峰值，恰好是C类的谷值，秋季A类情况的峰值则是在4～6℃，其概率远大于B、C2类，冬季A类的峰值为2～4℃，恰好为B类的谷值，说明开阳春季温度为10～12℃，秋季温度为4～6℃，冬季为2～4℃的情况利于冷空气引起地形雾。

图2 开阳地形雾温度概率分布

图3 万山地形雾温度概率分布

从万山温度的概率分布(图3)可以看出，A、B2类温度概率图也为双峰的分布，但B类概率分布的2个峰值所在区间的温差较A类大：A类的2个峰值所在区间为2～4℃和8～10℃，概率分别为16.67%和15.33%，B类2个峰值所在区间为-2～0℃和14～16℃，概率分别为12.96%和14～16℃；对比可知对于站点万山，冷空气影响时，温度在0～10℃区间较容易产生地形雾；C类情况，温度概率分布也为2个明显的峰值，所在区间为0～2℃和12～14℃，概率分别为11.49%和13.99%，温度较低的区间和A类较接近，温度较高的区间比A类明显偏低。分季节讨论可以发现：春季A类峰值为8～10℃，温度较B、C2类整体偏低，A类温度小于10℃的概率大于50%，而B、C2类温度大于10℃的概率大于50%；秋季A类峰值也为8～10℃，概率远大于B、C2类；冬季A类的峰值为2～4℃，较B、C2类略偏高；说明万山在春秋季温度为8～10℃，冬季温度为2～4℃利于冷空气引起地形雾。

总之，3个站点各类地形雾时的温度概率分布都呈双峰形态，无雾时的峰值温度比有雾时的高。利于冷空气引起地形雾的区间在各季节有所不同。

3.2 地形雾风向风速变化特征

3.2.1 大方地形雾风均风速变化特征 对比A、B2类风向情况，A类风向为180°～270°的比例为69.23%，B类风向为90°～270°的比例为81.48%，其中180°～270°的比例较高为55.56%，从风向玫瑰图看出，大方站点的主要风向为偏南风，A类情况风向集中在偏西南方向，B类风向较为分散，多为西南风和东南风。

图4 大方地形雾风速风向变化规律(a：A类；b：B类；c：C类；d：风速概率分布)

图5 开阳地形雾风速风向变化规律(a：A类；b：B类；c：C类；d：风速概率分布)

图6 万山地形雾风速风向变化规律(a：A类；b：B类；c：C类；d：风速概率分布)

对比A、C两类风向，可以看出无论有无冷空气过程，主导风向是比较相似的，风向在180°～270°这个区间的概率均为最大，分别为69.23%和77.73%，但C类风向为西南风(225°)的概率明显大于A类。

分析站点大方3种情况的风速可以发现，A类和C类，风速小于2 m/s的概率均大于80%，分别为84.62%和81.52%，但是B类风速小于2m/s的概率仅为51.52%，风速为2～3 m/s的概率为28.79%，说明站点大方，风速小于2 m/s更有利于雾的产生。

3.2.2 开阳地形雾风向风速变化特征 分析开阳站点的风向分布，A类风向以0°～90°为主，占总风向的89.87%，B类情况风向比较分散，主要集中在270°～90°这个区间，其中偏西北风(315°)和东北风(45°)的比例较大，分别为16.13%和34.67%，，这样的现象可能是因为影响的冷空气大部分为偏北路径，由此可以看出，从偏东北方向影响开阳的冷空气更容易引起该站点的地形雾。对于C类情况，风向为0～90°的概率为87.69%，其中东北风(45°)的概率最大为34.67%，其分布与A类情况类似，可能是由弱冷空气影响产生的地形雾。

分析风速和地形雾的关系，A类风速明显比C类偏大，A类风速小于2 m/s的概率仅为31.65%，风速在2～3 m/s的概率最大，为44.30%，C类风速小于2 m/s的概率为66.91%，B类风速小于2 m/s的概率为66.91%，由此可以看出，有冷空气影响时，风速偏大也会有地形雾产生，且A类风速在3～4 m/s的概率为22.78%，B类风速在3～4 m/s的概率为17.72%，说明风速略偏大更有利开阳产生地形雾。

3.2.3 万山地形雾风向风速变化特征 万山年主导风向即为偏东北风，故A、C2类风向的差别并没有特别明显，A类情况，偏东北风(45°)的比例高达48.67%，风向在0～90°的比例为96%，B类东北风和东东北风的比例较高，都为27.78%，C类情况东北风(45°)的概率为38.29%，整体的分布没较大差别，A类、C类两种情况的分布非常集中，而B类有较小比例的一部分分布在西南方向，比例为7.41%。

分析风速的概率分布，A类和B类差别并不明显，前者的风速略大，风速小于3 m/s的比例为63.89%，B类为62.75%，而C类风速小于3 m/s的概率为84.74% ，说明大方和开阳相似，风速较大的情况下也会有地形雾产生。

3.3 地形雾前6 h累计降水变化特征

统计分析3个站点出现雾时刻的前6 h累计降水，大方和万山B类情况无降水的比例均大于50%，但是A、C2类雨量在0～2 mm的比例均大于50%，说明这两个站点前6 h降水大于0，对于地形雾的产生非常有利，同时，A类雨量在0～1 mm的概率明显大于B类，说明冷空气引起地形雾的情况，站点前6 h有弱降水时比较有利于雾的产生。站点开阳和前两者略有不同，A、B2类雨量为0和0～1 mm的概率为40%左右，要高于其他两站，B类情况时雨量大于1 mm的比例略大于A类、C类。说明对于站点开阳，雨量为0或小于1 mm的情况比较利于冷空气引起地形雾。

图7 大方、开阳和万山地形雾前6 h降水概率分布特征(a：大方；b：开阳；c：万山)

3.4 地形雾温度露点差变化特征

温度露点差是一个可以反映湿度的物理量，温度露点差越小，证明湿度越大，分析3个站点冷空气有雾和无雾的气温露点差(图略)，可以明显的看出，有雾的情况下，温度露点差小于2℃的概率都大于95%，大于3℃概率几乎为0，但是没有雾的情况下温度露点差分布范围比较大，小于3℃的概率在70%左右，因此湿度是产生雾的一个重要条件，预报的时候可以考虑利用露点，即有冷空气过程时，如温度露点差较小时，便很有可能出现雾。

对比分析A类和C类两种情况，开阳这2种情况温度露点差的分布比较相似，温度小于2℃的比较均为100%，而大方和万山都是A类较C类温度露点差略偏高。

4 总结与讨论

①大方温度为4～6℃和12～14℃时，开阳温度为2～4℃和10～12℃时，万山温度为2～4℃和8～10℃时，较利于冷空气引起地形雾，且不同季节情况还有所不同。

②大方为偏西南风，开阳和万山为东北风时较利于冷空气引起地形雾，而无雾但有冷空气时风向分布较为分散。站点开阳风速小于 2 m/s，大方和万山风速为2～3 m/s之间利于冷空气引起地形雾。

③大方和万山站点前6 h降水大于0利于冷空气引起地形雾，开阳站点则是前6 h降水为0或小于1 mm时利于冷空气引起地形雾。

④对比无冷空气有雾和有冷空气有雾的情况，可以看出温度、风向的分布都较为相似，故冷空气引起地形雾和它的强度并无明显关系，本文选取的中等强度冷空气过程进行分析，但可以看出弱冷空气也会诱导地形雾的产生。

[1] 大气科学词典编委会. 大气科学词典[M].北京： 气象出版社，1994： 677.

[2] 顾清源，徐会明，陈朝平，等.四川盆地大雾成因剖析[J].气象科技，2006，34(2)：162-165.

[3] 马学款，蔡芗宁，杨贵名，等.重庆市区雾的天气特征分析及预报方法研究[J].气候与环境研究，2007，12(6)：795-803.

[4] 高阳华，冉荣生，唐云辉.重庆市雾的区域分布及变化特征[J].贵州气象，1999，6(23)：3-5.

[5] 罗喜平，杨静，周成霞.贵州省雾的气候特征研究[J].北京大学学报(自然科学版)，2008 ，44(5)：765-772.

[6] 崔庭，吴古会，赵玉金，等.滇黔静止锋锋面雾的结构及成因分析[J].干旱气象，2012，30(1)：114-118.

[7] 罗喜平，周明飞，汪超，等.贵州区域性辐射大雾特征与形成条件[J].气象科技，2012，40(5)：799-806.

[8] 杨静，汪超.贵州山区一次锋面雾的数值模拟及形成条件诊断分析[J].贵州气象，2010，34(2)：3-9.

2014-07-21

夏晓玲(1990—)，女，助工，主要从事气象服务工作。

贵州省科技厅项目(黔科合J字[2013]2148号)和中国气象局预报员专项(CMAYBY2013-061)。

1003-6598(2015)01-0050-05

P466

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