郑州一次雾霾生消过程的气象要素影响分析

摘 要：利用郑州气象站的地面和探空资料，从逆温层、地面要素场等方面分析了郑州市2013年1月5日～31日持续性雾霾天气的特点、雾霾生消前后气象要素差异。

关键词：雾；霾；逆温层；地面要素场

中图分类号：S161.5 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332068

郑州气象站有高空探测和地面观测，2013年1月5～31日持续性雾霾天气影响较为严重，以此次过程为例，讨论1月份雾、霾生消、维持期间郑州单站的气象要素变化特征，分析其异同点，提取有预报指示意义的要素特征。

1 逆温层的变化与雾霾的关系

利用郑州气象站探空资料制作1月份逐日08和20时的850hPa/925hPa与地面温度差曲线图（图1），5日08时后，郑州上空开始出现逆温层，5～31日共26d，仅有4d逆温层被破坏，其它时段均有不同厚度和强度的逆温层存在于郑州上空，逆温层的存在，使低空形成暖区，处于大气层中的颗粒物和水汽在近地层聚积，从而形成一定厚度的雾和霾，同时逆温层的维持使得近地层水汽和污染物的扩散受阻，使得雾霾维持。5～7日，逆温层顶基本在925hPa，且存在于8：00，20：00被破坏，次日8：00重建，强度不强，925hPa与地面温度差最大时为4℃，这期间，郑州市区开始出现能见度为2～3km的霾，8日，郑州上空逆温层增厚，逆温层项到达850hPa高度，郑州市区霾持续并加重，能见度降至1km，10～16日，逆温层稳定维持且大部分时间维持在850hPa高度，08时逆温层强度为2～7℃，平均为4.1℃，20时逆温层较08时强度弱（个别时段高度下降至925hPa），为2～5℃，平均为1℃。14日08时逆温层达最强，温差达7℃，郑州市14日08时～16日20时能见度维持在1km以下，直到冷空入侵，逆温层暂时被破坏，郑州的能见度才略有好转；19日夜，降水开始，逆温层被彻底破坏，雾结束，由于降雪对空气起到一定净化作用，郑州持续的霾也暂时结束。23日08时，逆温层重建，且逆温层顶达850hPa，郑州雾霾再次出现，此后直到31日，郑州上空的逆温层都稳定维持，雾霾天气也逐渐加重，28日郑州逆温层达到最强，850hPa与地面温差达7℃，27日20时～29日14时郑州市的能见度一直维持在2km以下（28日白天一度低于500m）。

2 雾霾生消和维持的地面要素场特征

2.1 温、压、湿、风的差异

鄭州市区10日凌晨开始出现雾，12和13日以轻雾为主，14～16日雾霾共存，17～19日有霾无雾，22～23日以雾霾共存但湿度大以雾为主，24日雾霾均散去。雾和霾的预报难点在于生成和消散时间的预报，为研究雾和霾生成和消散前后地面气象要素的变化及二者的差异，选取郑州站仅有霾无雾的5～9日、17～19日和以雾影响为主的10～11、14、22～23日，分析雾、霾生成和消散前后温度、湿度、气压、风向风速的变化特征。

表1给出了雾生成前一日20时和消散当日20时地面要素的变化，分析可知，雾和霾生成和消散时地面气象要素特征有共性也有一定差异。大雾出现前一天20时，气压场呈减弱趋势，一般△P24<0hPa，湿度明显增大，温度有小幅下降，说明有弱的冷平流入侵，前一日20时地面温度露点差一般<5℃，温度有小幅度下降，风向一般为0°～90°或由135°～225°方向的风转为0°～90°方向的风，风速<4m/s。大雾消散前一天20时，气压呈明显增强趋势，△P24>5hPa，湿度明显减小，地面温度露点差一般>10℃，风力增大，地面风速>4m/s。说明在气压场减弱，风力小，湿度大的条件下，大雾易生成，而随着冷空气侵入，风力加大，湿度下降，大雾将消散。

霾则不同，霾出现前，气压也呈减弱趋势，温度升高，但湿度小，地面温度露点差>10℃，风向可为任意角度，风力较小；霾消散的气象条件与雾有相同之处，二者均为气压增大，风力加大，但湿度变化不同，雾消散时湿度明显减小，霾消散时，遇强冷空气侵入时，湿度同雾的变化相同，而若冷空气势力偏弱或降水过后，随着湿度的增大，霾可与雾共存，当湿度达到一定程度，则以雾的影响为主。

2.2 云、降水与能见度关系

冬季的雾多生成于凌晨05时后，以07～08时之间最浓，能见度最低，雾出现前一天夜间，多为晴空，总云量最多<3成，低云量无或<3成；降水过后，天气转晴或者总云量仍在90%以上，则次日清晨易出现大雾。霾一般出现在11时之后，以14～20时最多，霾出现前一天或多天无降水，夜间有中高云覆盖，总云量>5成，前一日20时风力小，当有降水发生后，次日霾将明显减弱或消散。

2.3 雾、霾的相互影响

2013年1月长时间持续的低能见度过程期间，雾和霾在大多数时段是共存的，其间凌晨至上午时段，以雾的影响为主，而午后则以霾的影响为主。当受霾影响，能见度在前一日20时已<2km，次日若湿度增大，则出现浓雾的可能性更大；而当浓雾出现后，如果无明显冷空气侵入，或无明显升温条件，则雾不能完全消散，能见度的好转幅度小，午后湿度虽下降至80%以下，但能见度仍持续较低，霾的影响加重。因此，在长时间内冷空气活动偏弱、气压场稳定的环流形势下，雾和霾将相互作用，相互依存，导致能见度持续较低，空气污染加剧，从而对交通、人体健康等产生重大影响。

3 结论

3.1 逆温层的形成和持续存在

是雾、霾生成和维持的条件之一，逆温层厚度仅在925hPa，强度较弱时，易出现霾且持续，但<1km的雾则不易生成；当逆温层厚度达850hPa且稳定持续时，凌晨到上午易形成<1km的雾。

3.2 地面的气象要素

如温度、气压、云量、云状、降水等对雾和霾的生消和维持有不同影响。雾一般生成于凌晨05时后，以07～08时之间最浓，因此雾出现前一天夜间，多为晴空，总云量最多<3成，低云量无或<3成；而霾出现前一天或多天无降水，夜间有中高云覆盖，总云量>5成。降水过后利于雾的形成，对霾的减弱消散有利。在一定的环流背景下，雾和霾将相互作用，相互依存，导致能见度持续较低。

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作者简介：王春喜（1966-）， 男，河南周口人，从事高空气象探测工作。