湛江机场一次大雾过程分析

吴冰菁

（中国民用航空湛江空中交通管理站，广东 湛江524017）

大雾是指主导能见度小于1 公里的天气现象，对飞行的安全效率有非常大的影响。每年冬末至次年春初是湛江机场大雾天气频发的季节，据统计湛江机场第一季度大雾有15.67 天，所以准确预报大雾的生消对湛江机场航班的正常有着非常重要的意义。湛江机场的大雾可分为平流雾、辐射雾、锋面雾，其发生时的地面形势大致可分为高压入海型、低压前型、冷锋前型、静止锋前型、鞍形场或均压场型5 类(徐峰等，2011)。赖建茂(2013)研究发现湛江机场出现平流雾时，850hPa 为西南或偏南风场。许剑文(2014)研究发现湛江机场出现蒸发雾时，500hPa 为偏西或西南气流。杨杰颜，郭浩鑫(2016)进一步研究发现稳定少变的高低层天气形势配置以及有利的水汽、风力条件对大雾的维持有重要作用。本文利用NCEP/NCAR 2.5°×2.5°逐6h 的再分析资料、湛江机场1h 自动气象观测资料，从天气背景、水汽和风力条件、动力条件、层结条件等方面对湛江机场2021 年01 月24 日的大雾过程进行分析，为预报湛江机场大雾的生消作一定的参考。

1 湛江机场天气实况

2021 年1 月24 日湛江机场出现了一次持续时间约3 小时的大雾天气过程，导致两个航班延误。此次大雾过程出现在24日的05:42 至08:30(北京时，下同)。此次大雾过程，水平能见度最低下降到100 米，垂直能见度最低下降到30 米。此次大雾具有持续时间较短、强度大(低于湛江机场降落标准)的特点。

2 大雾形成的天气背景

分析湛江机场的高低空环流形势，可以发现此次大雾过程，地面(图略)为东路冷空气南下影响，湛江机场处于出海冷高压脊西南部的回流形势场中，23 日白天太阳暴晒增温，夜间晴朗无云，产生辐射降温，是大雾发生的有利条件；湛江机场850hPa高度层(图1a)为偏南风场，且风向与等温线交角较大，接近于垂直，即850hPa 高度上有显著的暖平流输送，可以为湛江机场持续输送大雾所需的水汽；湛江机场500hPa 高度层(图1b)为带有小波动的偏西气流，且可以看到温度槽明显落后高度槽，即500hPa 高度层上的高空槽将有所发展。

综上所述，此次大雾过程，地面为东路弱冷空气南下影响，即有冷平流输送，而机场850hPa 有暖平流输送，这样“上暖下冷”的高低空环流形势为大雾的形成提供了稳定的层结条件，有利于大雾的形成。但东面的出海冷高脊所造成的回流场较弱，高空槽的发展也将很快破坏层结稳定形势，使得此次大雾快速消散。因此预报大雾的消散，可从预报层结稳定的破坏出发。

图1 24 日02 时850 hPa 风场和温度场(a)，500hPa 风场、高度场(实线)和温度场(虚线)(b)

3 大雾形成的水汽和风力条件

雾的形成及维持与相对湿度、气温、风向风速等气象因子有着重要关系。分析湛江机场24 日3-10 时的风速、相对湿度的变化(图2)，可以发现此次大雾过程，由于前期降水为湛江机场带来十分充足的水汽，所以这时湛江机场近地层的空气基本处于饱和状态，相对湿度持续＞95%，说明此次大雾过程具备极好的水汽条件。另外，湛江机场地处雷州半岛，大雾过程中盛行的东南风(图略)将海面的暖湿空气带到湛江机场低空，也有利于水汽积累。此外，本次大雾过程中的风速维持在5m/s 以下，主要集中在1～2m/s，风速较弱，有利于层结稳定的维持，有利于雾的形成，但也是由于风速较小，不是集中在有利于浓雾维持的风速(2-5m/s)(杨杰颜和郭浩鑫，2016)，使得冷却作用仅仅分布在较为浅薄的气层中，因而不能形成较为深厚的雾区，难以保证大雾的维持，因此本次大雾持续时间相对较短。

图2 24 日湛江机场3-10 时风速和相对湿度变化

4 大雾形成的动力条件

为研究湛江机场此次大雾生消的原因，本文分析了湛江机场的散度场和涡度场(图3)，可以看到在23 日20 时后，湛江机场1000～925hPa 维持一个0～-2×10-5s-1的散度值，表明大雾发生时，机场低层存在弱辐合上升运动。在当日的水汽极好的条件下，这种弱的辐合上升运动可使近地层水汽向上输送，从而增加湿层的厚度，进而增加雾层的厚度，有利于大雾的形成。近地层(925～700hPa)则存在0～2×10-5s-1的散度值，表明大雾发生时，机场近地层存在弱的辐散下沉运动，使低层水汽不能往中层扩散，有利于低层水汽的积累，进而容易促使逆温层的产生，也有利于大雾的形成。但由于低层辐合上升运动仅到925hPa 高度层，意味着湿层较为浅薄，且湛江机场1000～925hPa 存在负的涡度，即涡度场与散度场不配合，导致此次大雾过程的持续时间较短。

图3 23 日08 时-24 日08 时湛江机场上空的散度(阴影,单位:10-5s-1)、涡度(等值线, 单位: 10-5s-1)- 时间垂直剖面

5 大雾形成的层结条件

大雾的生消与逆温层的建立和破坏有紧密联系(吴彬贵等，2007)，为研究此次大雾过程的大气层结结构特征，本文计算了23 日20 时-24 日14 时湛江机场上空1000～700hPa 的温度递减率(表1)。

从表1 中可以看到，湛江机场上空1000～925hPa、925～850hPa 从23 日20 时～24 日08 时温度递减率都逐渐减小，08时最小，之后开始增大；而850～700hPa 温度递减率的变化则相反，其最大值出现在08 时。由此可见，大雾发生时机场近地层的温度递减率有所减小，而大雾消散时机场近地层的温度递减率有所增大，但由于机场近地层未形成等(逆)温层，所以本次大雾过程维持时间较短。因此，我们可以利用数值预报数据计算温度递减率，来预报大气的层结状态，并将其作为大雾预报的参考因素之一。

表1 23 日20 时-24 日14 时湛江机场上空1000～700hPa 温度递减率

6 结论

6.1 上层暖平流，下层冷平流的高低空环流配置，易形成稳定层结，加之有充足的水汽和适当的风向风速，是此次大雾形成的重要原因。

6.2 大雾发生时机场近地层的温度递减率有所减小，因此可以利用数值预报数据计算温度递减率，来预报大气的层结状态，并将其作为大雾预报的参考因素之一。

6.3 适度的风速(2-5m/s)可以使稳定层结加厚，而风速过小，就不能形成较深厚的冷却层，难以保证大雾的维持。6.4 大雾的维持需要散度场和涡度场配合。