饶河县一次连续性大雾的成因分析

张永成，王 梅，程春香，陈 刚，艾 珊

（1.双鸭山市气象局，黑龙江 双鸭山 155100；2.大兴安岭地区气象局，黑龙江 加格达奇 165000；3.黑龙江省生态气象中心，黑龙江 哈尔滨 150030；4.饶河县气象局，黑龙江 双鸭山 155100；5.黑河市气象局，黑龙江 黑河 164300）

1 引言

饶河县位于黑龙江省东北边陲，乌苏里江中下游，与俄罗斯隔江相望，南部与完达山脉相环抱，北部与三江平原相依托，多样的地貌，形成了“五山一水二草二分田”的格局。大雾作为一种较难预报的灾害性天气，其生成、发展和消散是在一定天气形势下、多种气象因素共同作用的结果，并且具有一定的地域性。饶河县地形特殊，夏季湿润温热，其沿江地带和林区多大雾发生，并以辐射雾为主。

雾，常呈乳白色，是悬浮于近地面大气中的大量微小水滴或冰晶且使水平能见度<1.0 km 的天气现象[1]。金巍等[2]就辽宁鞍山地区的大雾时空特征分别运用线性和多项式两种趋势分析方法进行了对比分析。李文才等[3]分析了大连地区大雾成因及其气候特征，并对该地区主要天气条件进行了分类。吴洪等[4]对北京地区浓雾气候特征进行统计分析，提出了分步预测逐级指导的方法。王文娟等[5]分析了江西吉安大雾时空特征，建立了用数理统计方法预测大雾能见度的方程。毛冬艳等[6]分析发现大气底层部分气象要素与雾发生频率有较好统计特征。吕淑琳等[7]分析了一次华北地区连续大雾天气过程后发现，高层沉积和低层弱上升有助于在下层某一高度形成稳定的层结，形成了强雾。何立富等[8]发现近地层净辐射引起的冷却会触发并加剧雾的发生。本文利用常规地面观测资料、高空观测资料、物理量诊断分析资料，通过天气学分析方法对2021 年8 月13-19 日双鸭山地区东部饶河县出现的一次连续性大雾天气过程进行深入分析，揭示大雾产生的原因，以期为大雾天气的预报和预警服务提供重要参考依据。

2 资料与方法

2.1 资料

2021 年8 月13-19 日饶河县地面常规观测资料；2021 年8 月13-19 日高空观测资料。

2.2 研究方法

本文研究对象为能见度<1.0 km 的大雾（浓雾）。利用常规地面观测资料、高空观测资料、物理量诊断分析资料，根据天气学原理，运用动力学方法对饶河县产生此次大雾的主要天气形势进行分析，重点从热力、动力和水汽等方面，采用诊断分析方法对大雾生消的天气学成因进行研究。

3 天气实况

2021 年8 月13-19 日，饶河县几乎每日02-06时（北京时）都出现能见度<500 m 的大雾天气。大雾从凌晨02 时左右开始生成，一直维持到太阳升起后，地面辐射增温，逆温层被打破，才逐渐消散。

根据大雾出现和结束时间、湿度变化及按风速增加等符合辐射雾特征。大雾一般出现在每日的02-03 时，结束时间一般在06 时以后，水汽压在大雾出现的时段内逐日增加，风速在每日大雾出现的时段内逐时增加，说明近地面风速较小、湿度大的时段有利于大雾的生成和维持。从能见度及相对湿度的变化来看，一般在水汽已达饱和状态时能见度才开始有明显的下降，由此可知，大雾发生前能见度下降较相对湿度的增加具有普遍的滞后性。

4 大雾天气成因分析

4.1 环流形势分析

从8 月12 日20 时-14 日08 时500 hPa 天气图上看，饶河处于高压底部，主要受偏东气流控制（图1a），8 月13 日08 时-16 日08 时500 hPa 欧亚大陆中高纬度由倒Ω 流型转变为两槽一脊，饶河处于高空槽前偏东气流控制之下（图1b）。

图1 2021 年8 月（a）13 日（b）16 日08 时500 hPa 高空图

从地面图上看，大雾发生期间，饶河处于均压场区域中，且风速较小（图2a），8 月14 日20 时至19日08 时，饶河在大雾发生期间处于稳定的均压场区域中，且风速较小（图2b）。

图2 2021 年8 月（a）13 日（b）16 日05 时地面图

4.2 地面气象要素特征

从13-19 日大雾出现时刻分析，这次大雾过程形成之前（13 日20 时），饶河县地面为东南风，风速维持3-5 m/s；当大雾开始到维持期间（02-05 时）风速维持在0-1 m/s 之间，此时温度露点差也较小，接近饱和；当大雾消散时刻（07-09 时）风向转为偏南风为主，温度升高，风速迅速增大，从而导致大雾很快消散，温度露点差也明显增大。

4.3 热力影响因子

在925 hPa 以下，风速较小，高空风随高度呈顺时针旋转，说明雾层之上以暖平流为主；平均逆温层顶在925 hPa 以下，雾层在1000 hPa 以下，表明连续性大雾过程以辐射雾为主，850 hPa 的高空温度场上有伸向东北地区的暖脊，在近地层有冷空气导致近地层大气降温，这种温度的空间配置有利于逆温的形成、加强和维持，从而利于大雾的生成与维持。直到19 日低层强冷空气入侵，打破低层逆温条件，大雾才逐渐消散、结束。

4.4 动力场结构特征

从13-19 日500 hPa 高度场（图3a-3d）分析，不断有弱的短波槽划过黑龙江东部地区，槽后冷空气侵入，低空通常出现气流辐合、上升,地表降温明显，有利于水汽在该地区低空聚集并凝结。

图3 2021 年8 月（a）14 日（b）15 日（c）16 日（d）17 日08 时500 hPa 高度场

4.5 水汽条件

饶河地区大雾形成期间在近地面都有一个水汽聚集的过程,大雾形成期间饶河本地水汽含量较高，13 日白天，16 日、17 日20-24 时均有阵雨产生，雨量不大，降水有利于水汽的补充，出现大雾前空气中水汽饱和，符合大雾产生需要的水汽条件。其中19 日饶河地区高空受到冷平流的影响,有下沉气流出现，打破稳定结构，大雾消散。

4.6 逆温条件

从13-19 日温度对数压力图（图4a，4b）分析（伊春探空站代替），上空对流层中下层仍以暖平流为主，形成逆温层，层结比较稳定，有利于大雾的维持，直到19 日低层强冷空气入侵，打破低层逆温条件，大雾才逐渐消散、结束。

图4 2021 年8 月（a）14 日（b）15 日08 时温度对数压力图

5 结论与讨论

（1）2021 年8 月13-19 日饶河出现的连续性大雾天气是大气低层至近地层净辐射冷却形成辐射雾。

（2）此次大雾天气过程是在高空偏东气流和地面均压场的较长时间维持下产生的，长时间维持的地面均压场是此次大雾过程产生的最主要的形势场，850 hPa 为偏东气流，风速3-5 m/s，风速较弱，而近地面风速较小、湿度大、适宜的温度有利于大雾的形成。

（3）此次大雾过程在高压底部偏东气流控制的条件下，850 hPa-925 hPa 有暖平流，1000 hPa 及以下有冷平流移向近地层，地表净辐射进一步加强近地层冷却导致大雾的触发并加强。

（4）近地层接近饱和的水汽与层结稳定的大气形成逆温层是此次大雾形成并维持的重要水汽条件和热力条件。

（5）雾是一种局地性强且只在近地面发生的天气现象，因此，预报时因站点时空分布会导致预报难度加大。针对此次连续性大雾天气过程，短波槽产生的弱降水和逆温层结以及长时间稳定维持的地面均压场是准确预报出此次大雾过程的短期预报关键点。

（6）辐射雾的雾层深厚且发生时间早，造成的影响较大。因此，大雾发生前能见度下降较相对湿度的增加及温度露点差的下降具有普遍的滞后性、能见度明显波动、相对湿度持续偏高，这些明显的特征是预报此次大雾过程的临近预报着眼点。