2017年春季温州沿海一次大雾天气的成因分析

万小雁++申瑶++董大治++陈乃调++陈尊界

摘 要：利用温州地区常规气象观测资料、EC格点数据、探空资料，对2017年4月8日傍晚—9日傍晚发生在温州沿海的一次大雾天气过程进行分析，对大雾发生发展的各物理量进行诊断。结果表明：此次大雾过程为典型的沿海平流雾过程，持续时间长达24h，最低能见度不足50m，厚度升至1000m以上。大雾发生前期，地面鞍形场逐渐自西南向东北发展成倒槽形势，风速在2m/s左右，风向逐渐转为东南风；大雾生成和发展阶段，研究区处在倒槽南部，并逐渐南移。在大雾生成阶段，能见度具有先期剧烈振荡现象，相对湿度呈现陡升，风速和温度露点差呈现陡降趋势；大雾消散时，各气象要素又发生陡升陡降现象。此次平流雾，温度平流明显，发展高度高，水汽充沛，低层有动力辐合上升，逆温层提供了稳定层结。直到冷空气南下，倒槽控制研究区带来降水，大雾才趋于消散。

关键词：温州沿海；平流雾；倒槽；逆温层

中图分类号：P426.4 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170933202

引言

雾是悬浮于近地面气层中的水滴、冰晶或2者的混合物，使水平能见度<1km的一种天气现象。在各种天气现象中，大雾对交通的影响最为严重。大雾天气的出现也严重影响着空气质量，在稳定的大气层结环境中，污染物长时间积累和雾水环境会产生物理化学反应过程，会给人们的身体健康造成严重的危害。随着交通的发展，污染物的剧增也是雾日越来越严重的原因之一。目前，对沿海地区的大雾已做过一些研究，马国治等[1]分析了福建省沿海雾的气候变化特征，发现福建省沿海霧日数呈现逐年增加趋势，多以春季平流雾为主。候伟芬等[2] 指出浙江沿海属于我国沿海海雾多发区，季节性差异主要受海气温度、湿度及季节影响。黄克慧等[3]对浙南沿海海雾的气候特征进行统计，表明西南暖湿气流的输送是海雾生成的必备环流背景。温州地处浙江东南沿海，海陆交通和海洋渔业发达，对大雾等低能见度引发的交通事故日趋明显。因此，要了解温州地区大雾天气生成发展的原因，为温州沿海地区大雾天气进行预报服务提供更好的参考。

1 数据资料及大雾气象要素实况

1.1 数据资料

本文利用包括温州地区逐小时常规气象观测资料、EC细网格格点数据（0.125×0.125°）、探空资料来分析发展在温州沿海2017年4月8日—9日的一次大雾天气过程。

1.2 大雾气象要素实况

2017年4月8日傍晚开始温州地区从南往北出现了能见度<1000m的大雾天气，最小能见度<50m并持续到9日傍晚，直到当天夜间，暖湿气流与弱冷空气相遇产生明显降水，大雾才开始消散，厚度升至海拔1000m以上。以苍南观测为例（图1），大雾从薄到浓厚发展所经历的时间短。大雾生成时，能见度出现先期振荡现象，后急剧下降至1000m以下；大雾过程中，湿度一直很高，接近100%，温度露点差在0℃左右，在9日12：00后开始上升，15：00出现峰值，但差值仍很小，只有2℃，这说明底层的湿度一直很大。相对湿度在大雾生成时发生陡升现象，露点温度差发生陡降现象；风速陡降至2m/s左右，之后一直维持在5m/s以下，这种风速既可以产生一定的湍流作用，使雾扩展到一定的厚度，又不至于把水汽输送到其他地方；当大雾消散时，各气象要素又出现陡升现象。从气象要素变化来看，大雾维持期间水汽条件充沛，沿海风以东南风为主，风速在2～6m/s之间；大雾消散时，风速迅速加大，降水加大，温度下降。说明沿海东南风带来的暖湿空气使大雾生成和维持，冷空气南下与暖湿气流汇合产生降水，使得能见度上升。

2 环境场分析

2.1 天气形势

2017年4月8日傍晚—9日傍晚持续的大雾天气，从大雾发生前期8日8：00的高空环流形势看（图略），研究区500hPa为较平直的高空脊区后，脊区强度逐渐增强，低层为一致的西南气流，暖湿气流强盛，地面10m风为0～2m/s的低风速，天气形势比较稳定。从地面图上看，8日8：00（图略）开始研究区处于鞍形气压场中，近地面风为东南风，风速在2m/s以下，到8日20：00，地面倒槽逐渐向东北方向发展，研究区处在倒槽南侧，偶有零星小雨。9日傍晚前后（图略）倒槽南压控制研究区，降水明显，配合实况为大雾开始消散。

2.2 探空资料分析

逆温层是雾产生的重要条件，是影响雾发展强度和持续时间的重要因素[4]。温州沿海的探空资料显示：从8月8日8：00—9日20：00（图2），在大雾发生前期、维持和消散期间，8日8：00，700hPa以下开始转为西到西南风，地面为东南风，风速小。8日20：00，700hPa以上逐渐转为西到西南风到400hPa，地面仍为东南风，风速稍大，2m/s。9日8：00，300hPa以下变成偏西风。到大雾消散时，冷空气南下影响，上层到低层逐渐转为西北风。

探空资料的温度阔线表明：在大雾发生的前期和维持时期（图2a、b、c），近地面为逆温结构的稳定层结；在大雾发展期间（图2d），近地面逆温层结逐渐加深；在大雾发生的后期，逆温层结消失。大雾发展到最浓时，近饱和湿层上升到300hPa，在大雾发生的后期，高层湿层明显下降。

3 物理量诊断

3.1 温度平流的作用

从大雾发生前6h（7日20：00）850hPa上长江中下游以南开始出现暖平流形势，到8日8：00开始，暖平流自E100°一直东伸到E122°，在E100°以西地区为冷平流，呈西南-东北向，研究区处在暖平流东北角。从风向和温度等温线的夹角看，到9日14：00温度平流最强（图略），18℃等温线升到研究区。从925hPa上也可以看到相似的平流（图略），到20：00强冷平流已渗透南下，大雾天气趋于结束。中低层暖平流有利于近地层逆温的建立，从而使低水汽凝结物和污染物等凝结核不易扩散到高空，有利于雾的形成、发展和维持。暖湿平流带来大量水汽为大雾形成提供了有利条件。正值春夏之交，地面温度仍较低，当南支暖湿气流北上时，遇较冷的下垫面，迅速凝结，当出现辐合时，并在此处形成大雾。地面又有海上吹来的东南风，源源不断带来水汽，给此次大雾的形成添砖加瓦，在急流形成前，给温州带来了大雾天气。随着北方冷平流的加强南下影响温州地区时，降水明显，大雾消散。endprint

3.2 动力条件诊断

以850hPa为例分析此次大雾过程的动力场结构（图略），大雾发生时及维持期间，以苍南为例的研究区中低层存在弱的辐合区，散度场在负散度区内， 中心值在-2～-4*10-5s-1，表明由于低层暖平流的输入，边界层内有弱的辐合上升运动。在大雾后期，与前期正好相反，9日20：00（图略），散度场在正散度区内，中心值为4～6*10-5s-1，表明低空以辐散下沉运动为主，辐散区从北至南扩散，当明显降水发生时，大雾完全消散。能见度迅速上升。

3.3 水汽条件分析

雾是近地面层内形成的一种水汽凝结的天气现象，所以低层充足的水汽是雾形成和维持所需的重要条件，而暖湿气流是由风场向下游输送的[5]。水汽的凝结有2种途径：气温不变增加水汽量；水汽不变，降低气温，使原来空气中的水汽量超过新气温条件下空气中所能容纳的饱和水汽量。此次大雾过程中是通过既增加水汽量又降低温度的途径来达到水汽饱和的。850hPa湿度未出现>90%的高湿区，925hPa却很好地反映出了湿度的增加。到9日20：00大湿区明显南落（图略），预示着维持着大雾的湿度条件逐渐变差，大雾趋于結束。

4 结语

通过温州沿海一次平流雾过程分析可以发现，对雾指标有指示特征的各气象要素，在大雾发生前有小幅度振荡过程，其中，能见度具有先期振荡过程，之后陡降至1000m以下，风速陡降至2m/s左右，相对湿度陡升至95%以上，温度露点差陡降至0～1℃。

此次温州沿海平流雾，发生前期和发生时天气形势稳定，地面处于鞍形场中，随着鞍形场逐渐自西南向东北生成倒槽时，大雾逐渐变浓变厚。探空曲线反映出的逆温层明显，达到900hPa，湿区达到300hPa，表明湿层厚，为此次长时间的大雾维持阶段提供了水汽条件。地面为弱的东南风，为这次长时间的大雾过程提供了水汽供给和稳定层结条件。来自海上的东南暖湿空气和地面倒槽的形势是这次大雾发生的有力背景。

通过春季温州沿海发生的平流雾过程诊断分析来进行大雾天气预报有利于提高该类型大雾的预报水平。

参考文献

[1]马治国，张春桂，陈家金，等.福建省沿海雾的气候变化特征分析[J].中国农业气象，2011，32（增1）：69-73.

[2]候伟芬，王家宏.浙江沿海海雾发生规律和成因浅析[J].东海海洋，2004，22（2）：9-12.

[3]黄克慧，张意权，周功铤，等.浙南沿海海雾特征分析[J].浙江气象，2006，28（1）：18-22.

[4]李子华.云雾物理文选[M].北京：气象出版社，2014.

[5]张红岩，周发琇，张晓慧.黄海春季海雾的年际变化研究[J].海洋与湖沼，2005，3（1）：36-42.endprint