保定市一次区域性大雾过程发生机理研究

常适 王志超 马鸿青

摘要 本文利用常规观测资料、FY-2卫星云图资料、地面自动站观测资料，运用天气学诊断方法对2020年11月25日一次大雾天气发生机理进行分析研究。首先借助卫星云图从高低空影响系统、预报背景等方面分析雾的高低空形势特征，其次分别研究物理量变化与大雾生成发展的关系，最终得出此次大雾过程的物理机制。

关键词 雾;水汽;风;大气稳定度

中图分类号：P426.4

文献标识码：A

文章编号：2095-3305（2021）02-042-03

1实况

2020年11月24-25日，河北省中南部平原地区出现了一次大雾天气过程（图1），全市除涞源、阜平外均出现能见度不足500m的大雾天气，有11个站点（保定、望都、安国、高阳、唐县、顺平、曲阳、涿州、徐水、蠡县、满城）能见度大于50m而不足200m，有2个站点（高碑店、易县）能见度大于200m而不足500m。大雾的范围较广，强度较大。

选取保定、蠡县、高阳3个站点分析其能见度随时间变化曲线（图2），此次大雾过程为辐射雾，雾的强度变化较快，24日下午到夜间受高空弱脊的影响，低层转为偏南气流，雾持续加重;25日上午随着高空槽东移低层转为偏北风，大雾开始减轻并逐渐消散。

2成因分析

2.1环流形势

纬向环流背景下，850hPa以上短波槽湿度约为1096～40%，这种湿度较小的“干性”短波槽对华北地区大雾的发生、发展和维持均有重要作用。24日20：00，大雾开始的过程中，河北上空500hPa为西风环流，有短波槽东移。保定在500hPa上位于弱脊的控制中，以下沉气流为主，天空状况较好，夜间辐射降温较为明显;850hPa河北中南部为偏南气流，北部为西北气流，冀北地区有风场辐合，同时850hPa存在暖脊，且相对湿度偏低，存在较为明显的干区;地面受反气旋控制，以偏南气流为主，有一分裂冷高压中心位于内蒙古西部地区中部，华北平原地区位于冷高压外围冷锋前，等压线较为稀疏，冷空气势力较弱，有利于辐射雾的出现（图3）。25日08：00，高空短波槽东移过境，850hPa干区及暖脊东移，11时地面转为偏北气流，受冷空气和辐射共同影响，大雾趋于消散

2.2卫星资料分析

根据24日FY2卫星红外云图和可见光云图资料对比分析可以看出，24日华北大部分地区上空晴朗无云，湿度条件较差，有利于底层雾区的形成与发展（图4）。

2.3冷却条件

温度日较差的变化可定性描述地面辐射冷却对大雾发生、发展、维持的重要作用，分析保定站和蠡县站的气温目较差情况（表1）可以看出，23-24日两站的气温日较差有比较明显的增加，表明低层受反气旋控制，天气以晴为主，云量较少，有利于辐射冷却，风以弱的偏南风为主，对大雾的形成和维持非常有利。25日气温日较差明显减小，表明大雾生成后由于悬浮于空中的雾滴阻挡，到达地表的太阳辐射减弱使雾区最高温度急剧下降。25日中午地面转为偏北风且风速加大，大气层结稳定被破坏，大雾趋于消散。

2.4风速条件

风力条件对雾的维持有一定的影响，从保定、蠡县两站的地面风速随时间的变化来看，大雾发生之前河北风速基本在3～4m/s，25日凌晨00：00-04：00，两站风速均有明显的减小，大气水平扩散能力减弱，有利于水汽、凝结核的聚集，有利于辐射雾的产生和维持。25日10：00之后，风速逐渐增大，同时太阳辐射增强，使大雾难以维持（图5）。

2.5水汽条件

大雾的发生需要近地面有充足的水汽条件，由24日20：00填图（图6可以看出，华北平原北部地区温度露点差在0℃～2℃，大部分地区的相对湿度达到90%以上，表明低层存在饱和的湿层，配合850hPa的相对干区形成了“上干下湿”的高低空配置，同时低空的干层有利于夜间的辐射降温，使得近地面的空气更容易达到饱和。

2.6大气稳定条件

大雾生成前的时期，逆温强度不高，850hPa以下吹的偏南风，但相对湿度较高，湿层较薄且主要集中在低层大气。24日夜间地面的辐射冷却作用使得逆温层出现并发展阻碍了近地面层水汽和能量的向上交换，湿层更贴近近地面层，使得大气的层结稳定性更好，温湿条件得以较长时间维持（图7）。

3结论

（1）本次过程符合輻射雾的特点主要出现在晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜间或早晨。随着辐射的增强及地面风力的增大，辐射雾也会立即蒸发消散。

（2）过程前几天连续的晴朗天气为大雾的形成提供了有利的辐射条件。

（3）“上干下湿”的高底层配置为大雾的发生和维持提供了有利的水汽条件。

（4）地面气压梯度小，风力较弱且稳定，既有利于水汽输送，又限制了强烈的垂直交换。

参考文献

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责任编辑：黄艳飞