近35年南充大雾特征分析

王碧波 刘书慧 张勇为

摘要 利用雾霾统计14∶00法、NCEP再分析资料，对近35年南充大雾天气的时空分布特征及其成因进行了初步分析。结果表明，大雾主要集中在20世纪90年代；就季节而言，大雾天气主要出现在秋冬季；从空间分布来看，雾日主要出现在高坪，浓雾和强浓雾主要出现在仪陇，高坪和仪陇两站的雾日数占全市总雾日数的70%以上。低层湿度较大、风力较小、层结比较稳定的天气形势有利于大雾天气的形成，再加之晴朗少云的夜间辐射冷却（秋冬季）及特殊的地形作用（高坪站沿江的城区地形及仪陇站较高的海拔高度），共同构成了南充大雾天气成因；大雾天气与空气污染有较好的相关性，当连续出现大雾天气时，对应AQI指数和空气污染等级升高。

关键词 大雾；浓雾；强浓雾；变化特征；成因

中图分类号 S161.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）34-296-04

雾是影响我国的主要灾害性天气之一。最近几年尤其是人們对雾霾及环保问题的更加重视以后，使得人们对于大雾的成因及其带来的影响研究越发频繁，得出了一些可参考的理论分析成果[1-2]。如徐会明等[1]对四川全省大雾天气的气候特征及其成因进行了分析，指出四川大雾天气盆地多于高原，最近20年呈减少趋势，大雾形成环境主要与空气湿度大密切相关；顾清源等[2]对盆地大雾成因进行了分析，指出盆地大雾主要形成在地面均压场、对流层中层风力微弱、外围无冷平流入侵的天气形势下。四川盆地由于特殊的地形及湿润的气候特征，成为全国多雾区之一。

南充位于四川盆地东北部，地形以丘陵为主，嘉陵江由北向南穿越而过，特殊的地形地貌赋予了南充典型的中亚热带湿润季风气候，也正因如此，每年尤其是秋冬两季为大雾多发期，而其中又以辐射雾为主。根据《四川天气预报手册》的统计分析，盆地大雾具有发生频率高、持续时间长、影响范围广等特点，南充大雾日数年平均为37～63 d，且主要分布在沿江一线[3]。频发的大雾对南充市的工农业生产及人们日常生活带来了严重的影响，笔者在此利用雾霾统计14：00法、NCEP再分析资料，对35年来南充大雾天气的变化特征及原因进行了分析。

1 资料与方法

对于长期的大雾天气变化，除按照观测记录只要出现雾即统计为一个雾日（轻雾日、霾日）外，有2种常用的处理大量历史资料的统计方法：①用日均值，定义日均能见度（MOR）<1 km，日均相对湿度（RH）≥95%，并排除降水、吹雪、雪暴、扬沙、沙尘暴、浮尘和烟幕等其他能导致低能见度时间的情况为一个雾日。②使用14：00实测值，用于分析能见度<10 km的资料必须同时满足以下3个条件：14：00人工观测有雾；用相应的天气现象代码（42）记录；能见度<1 km，相对湿度>90%记为雾日，同时利用天气现象代码可将降水、吹雪、雪暴、扬沙、沙尘暴、浮尘和烟幕等天气时间筛选出来，这种方法被国际上广泛用来讨论长期能见度的变化趋势，在此也采用14：00法进行统计分析。

选取南充7个站（高坪、阆中、南部、仪陇、蓬安、营山、西充）1980～2014年逐日地面观测资料，采用14：00实测值法，对雾（500～1 000 m）、浓雾（50～500 m）、强浓雾（0～50 m）进行统计分析。同时，利用NCEP 2.5°×2.5°再分析资料及中科院数据中心地理数据对大雾时间及空间分布特征进行对比分析，最后利用相关台站资料对大雾与空气污染的关系进行简要统计。

2 大雾时间和空间分布特征分析

2.1 时间变化特征

从图1可以看出，就雾而言，近35年南充总体呈波动下降趋势，1996年为雾最多的年份（3.3 d），2012年为雾最少的年份（0 d），20世纪80年代中期为雾日较少时段，90年代为雾最多时段，2000年后雾日呈明显的下降趋势；就浓雾而言，35年总体呈现两边低中间高的形态，1996年为浓雾最多的年份（4.6 d），1980年为浓雾最少的年份（0.6 d），20世纪90年代为浓雾最多时段，80年代开始到90年代中后期为明显的增长趋势，2004年后呈明显下降趋势；就强浓雾而言，由于发生次数不多，波形较为波动，最大值也是出现在1996年（0.9 d），35年总体呈下降趋势，2003年以后未出现浓雾日。

从图2可以看出，就雾而言，主要出现在冬季，尤其是1和12月，分别为15.9和15.7 d，其余月份日数较少；就浓雾而言，1和12月最高， 均为14.1 d，2～11月呈逐步增长趋势；就强浓雾而言，12月最高（3.7 d），其次为1月（1.9 d）。从各站总的日数变化来看，呈现两边高中间低的形态，即大雾多出现在冬季，以1和12月居多。

从季节分布（表1）来看，大雾天气总的来说出现在秋冬季，尤其以冬季最多，雾、浓雾、强浓雾日数分别占全年的77.8%、40.7%、59.3%，秋季浓雾和强浓雾分别占全年的29.7%、28.1%。冬季大雾主要出现在1和12月（其中雾日约占全年的90%，浓雾和强浓雾占全年的80%左右）。从大雾种类来讲，主要是以雾和浓雾日数居多。

由于1996年为大雾日数最多的年份，利用NCEP 2.5°×2.5°再分析场资料，着重对该年的环流形势进行简要分析。从图3可以看出，盆地东北部500 hPa高空主要受偏西北气流控制，无明显波动气流，秋冬季有利于地面辐射冷却降温；近地面以弱高压或均压场为主，无明显冷空气影响，气压梯度力较弱，不宜产生较大风速，有利于雾的生成与维持；低层925 hPa盆地东北部相对湿度为80%～85%，表明低层水汽较为饱和，水平风速场上为一低值区，风速<2 m/s，也有利于雾的生成与维持。在这样的环流背景下，盆地东北部在高空西北气流的引导下，夜晚天空状况较好，辐射较强，降温较多，近地面以均压场控制，大部分地方以静风或微风为主，且低层水汽含量很高，雾就容易产生且维持较长时间。

2.2

空间分布特征 由图4可知，近35年南充雾主要分布在高坪、仪陇、南部，高坪站35年雾日总数达147 d，其次是仪陇（63 d），两站合计日数占全市的70.9%，南充西部及东部蓬安、营山大雾较少；浓雾、强浓雾呈东北—西南向迅速减少的趋势，最大值出现在仪陇，其中浓雾占全市的82.9%，强浓雾均出现在仪陇。高坪雾日主要出现在11月～次年1月，其余月份大雾日数几乎为0，而仪陇一年四季都有，但以秋冬季较多，雾的种类以浓雾居多（图5）。

由于高坪站为市区代表站，仪陇站为海拔最高的大监站，两地的地形对于大雾成因的影响也是有一定作用的。高坪站其西侧为宽广的嘉陵江江面，由于嘉陵江为长江第一大支流，蒸发量较大，东南侧为鹤鸣山，在这种地形下，当秋冬季比较暖湿空气移动到较冷的水面时，因下部冷却，易形成辐射-平流混合雾[4-5]，再加之近几年城市快速发展，周边高层建筑物对探测环境造成了一定的影响，在一定程度上也阻碍了雾的消散（图6a1、b1）。

仪陇站海拔660 m，是南充海拔最高的大监站，四周遮挡物较少，地形上属于山脊之上（图6a2、b2），受山坡等地形影响，冬季晴空辐射降温后，地表温度更低，更容易辐射冷却形成辐射雾。高坪站反映了盆地大雾主要分布在沿江一带的特点，而仪陇站则代表了地形作用对于大雾形成的影响，特殊的地形地貌及多夜雨的气候特征共同构成了南充大雾的形成原因。

3 大雾天气与空气污染的关系

在冬季，大雾天气不仅会给交通带来不便，空气中含有的酸、碱、盐、胺、苯等重金属微粒和病源微生物还可对人们的身体健康构成威胁。从大气物理方面来讲，与大雾天气伴随而生的通常还有轻雾等天气，因此无论雾还是轻雾，其与空气质量的联系均较为密切。在此对2013年11月～2014年12月期間南充市环保部门高坪区监测站的日均AQI及空气等级进行时间序列排序，并将该时段内高坪站台站记录雾、轻雾日数变化与日均AQI和空气等级进行同期比较。结果发现（图7），AQI大值区主要出现在2013年冬季～2014年初春，2013年11月4日和2014年1月28日AQI分别为426和315，达到了严重污染级别，此时的空气污染等级也是最高的；而雾日数的2个波峰恰好对应了这2个大值区，轻雾却不能很好的对应；从整个一年多的变化趋势比较来看，大雾的变化趋势与空气污染有较好的对应关系，说明空气污染主要发生在大雾（水平能见度≤1 km）天气中，大雾天气的发生往往指示着中高污染天气的发生。

4 结论

（1）从大雾时间分布来看，主要集中在20世纪90年代，其中以1996年为峰值。雾和强浓雾总体呈下降趋势，而浓雾呈现中间高两边低的形态，从2004年开始，雾和强浓雾呈明显下降趋势，2003年后未出现强浓雾。就季节而言，大雾天气主要出现在秋冬季，尤其是1和12月，占全年总日数的80%以上。

（2）从大雾空间分布来看，雾日主要出现在高坪，浓雾和强浓雾主要出现在仪陇，且这两站的大雾日数占全市的70%以上。高坪站沿江的城区地形及仪陇站较高的海拔高度有利于大雾天气的形成和维持。

（3）从大雾天气发生的环境场分析，低层湿度较大、风力较小、层结比较稳定的天气形势是形成大雾天气的必要条件，再加之晴朗少云的夜间辐射冷却（秋冬季）及特殊的地形作用，使得南充大雾得以生成与维持，而其中又以高坪和仪

陇最为显著。