池州市大气能见度与气象条件的关系

吴紫静 姚扬 陆海莹 黄少山 章卫华

摘要 利用池州市2016—2021年大气能见度和地面常规气象观测资料，统计分析了池州市大气能见度与气象要素之间的关系。结果表明：池州市能见度以夏季最好，冬季最差，一天4个时次里以02：00最低，08：00次之，14：00能见度最好；四季4个时次大气能见度与相对湿度相关性最好，其次是与24 h变湿的相关性，且均为负相关。相对湿度≥95%、地面风速≤2 m/s，

以及东北风和西南风条件下有利于池州出现低能见度。

关键词 池州市；大气能见度；气象要素；相关性

中图分类号：P427.2 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）02–0061-03

能见度即目标物的能见距离，是指观测目标物时，能从背景上分辨出目标物轮廓的最大距离。作为表征大气透明程度的一项重要物理参数，能见度反映了区域大气环境的质量和空气污染的状况，尤其是低能见度对轮渡、民航、高速公路等交通运输和电力供应，以及市民的日常生活都会产生许多不利的影响，在经济高度发展的今天产生的影响更加明显。近10年来，因能见度过低而造成的重大交通事故屡有发生[1]。影响能见度的因素包括自然的气象因子和人为的环境因子，其中人类活动产生的各种大气污染物使得大气能见度下降，而从气象角度来看，影响因子主要包括气温、气压、湿度、风等[2-5]。

池州市地处安徽省西南部，长江下游南岸，境内地形地貌多样，其东南部以九华山、牯牛降为主体构成南部山区骨架，是皖南山区的组成部分；中部为岗冲相间的丘陵区，西北部沿江地带为洲圩区，地势低平，河湖交错。作为中国第一个国家生态经济示范区，池州境内森林覆盖率达59.2%，生态环境优良。但近年来，随着社会经济的发展，尤其是工业生产、汽车尾气等人为因素的影响，使得气溶胶排放显著增加，霾天气频发，导致能见度下降[6]。利用2016—2021年池州市气象观测资料，分析大气能见度与气象因素的关系，以及低能见度下气象要素的统计特征。本研究结果对了解池州大气能见度状况、提高大气环境质量和城市防灾减灾具有一定的参考价值。

1 数据来源

选取的2016—2021年能见度、相对湿度、气温、气压、风等气象数据为池州市国家气象站的逐小时自动观测资料。重点利用当日02：00、08：00、14：00、20：00观测数据分析能见度与气象要素之间的关系。按照气候学上常用的方法进行季节划分，春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—翌年2月），并对各气象要素进行季节平均处理。

2 大气能见度与地面气象要素的关系

2.1 能见度与气象要素的变化特征

图1为各季不同时次平均能见度、相对湿度、风速和气温的变化特征。由图1可见，池州市的能见度以夏季最好，冬季最差，一天4个时次里以02：00最低，08：00次低，14：00能见度最好；相对湿度春、夏、秋季以02：00最大，冬季08：00最大，都是14：00最小；各季的风速以14：00最大，其余时次相对较小，02：00最小；各季的温度以14：00最高，除冬季外，以02：00的气温最低。以上分析表明大气能见度日变化与相对湿度日变化趋势相反，能见度条件好的时候相对湿度小，能见度低的时候相对湿度大，气温与风速的日变化趋势与能见度的变化趋势基本一致。

能见度的变化特征与大气运动规律密切相关，夜间到凌晨日出前，地表辐射降温，容易在近地层形成逆温层，不利于大气湍流运动，且相对湿度较大，大量颗粒物积聚使得散射效率、吸收效应增强，能见度处于低值[7]。日出后太阳辐射增强，温度不断升高，空气相对湿度减小，大气湍流运动加强，地面风速不断上升，并于午后上升至最大值，空气中污染物扩散条件好，使得能见度迅速提高，因此午后能见度为一日中的最佳时段[8]。

2.2 能见度与气象要素的相关性分析

能见度与相对湿度、气温、风等关系密切，进一步分析了能见度与各气象要素之间的相关关系。为减少降水对能见度的影响，选取非降水日（降水量≤0.1 mm）数据，按不同季节、不同时次计算出能见度与地面常规气象要素的相关系数（表1）。

由表1可以看出，池州各季能见度均与相对湿度相关性最好，均通过α=0.01的显著性检验，其中冬、春季相关性好于夏、秋季；24 h变湿与能见度的负相关也较好，且秋季、冬季相关性略好于春、夏季。能见度与相对湿度、24 h变湿呈显著的负相关关系，这是由于空气中水汽较丰富时，水滴和大气气溶胶粒子的吸湿增长影响大气透明度，从而降低能见度[9]。能见度与气温正相关性在春、夏季较好，秋、冬季的个别时次相关系数为负值，这可能与秋、冬季温度低，各种人类活动对大气环境的影响减少，空气质量有所好转有关。能见度与气压相关性比较复杂，在春、夏季各时次相关性均为负值，而冬季为正值；与24 h变压相关系数在春、冬季为负相关，夏季和秋季与02：00、08：00为正相关，与14：00、20：00为负相关，这说明地面气压场对能见度的影响在各个季节都不相同。能见度与风速的相关性在夏、秋、冬季均为正相关，且以02：00相对较好。

3 低能见度时的气象条件特征

（1）相對湿度。池州市2016—2021年4个时次出现低能见度时（能见度＜1 km）的相对湿度统计结果表明，出现低能见度时平均相对湿度约为98%，最小相对湿度出现在02：00，平均为76%。低能见度时，4个时次平均24 h变湿均为正值，平均变湿最大值为26%，出现在14：00，平均变湿最小值为1%，出现在20：00。08：00低能见度情况下各档相对湿度出现频率见表2，各档24 h变湿出现频率见表3。

表2和表3表明，低能见度多出现于相对湿度较大的情况下，其中相对湿度＞95%的情况下出现频率最大为100%；24 h变湿以＞0的正变湿为最多。可见，低能见度的形成与相对湿度和相对湿度的变化趋势有关，相对湿度≥95%和24 h正变湿有利于低能见度的出现。这是因为随着相对湿度的增加，空气中气溶胶粒子吸湿增长，浓度升高，容易形成雾，单位体积大气内的水汽和雾滴会增强光的吸收和散射，导致能见度降低。

（2）风向风速。低能见度时地面风速统计结果表明，4个时次中低能见度出现时的平均风速以02：00、08：00最小，平均为1.4 m/s，最大平均风速3.0 m/s出现在14：00。低能见度时，各时次风速最小值均＜1 m/s。

表4为2016—2021年池州市08：00低能见度情况下各档风速出现的频率统计。可以看出在08：00低能见度情况下，风速以≤2 m/s为主（84%以上），风速＞3 m/s的情况只有9.1%，说明风速≤2 m/s是低能见度天气形成的主要条件之一。

表5为2016—2021年08：00出现低能见度时静风与各风向出现的频率。可以看出，08：00低能见度出现的情况下，东北风和西南风出现频率较大。这可能与池州市的污染源布局有关，池州市的东北、西南方向分布着大量的工业园区，是池州市的主要污染来源，在一定程度上导致大气污染，影响能见度，导致能见度下降。

4 结论

通过对池州市2016—2021年大气能见度和地面常规气象观测资料的统计，分析池州市大气能见度和相对湿度、气温、风等气象要素的发生特征及其相关性，探讨低能见度时的相对湿度、风速风向等气象条件特征，得到以下结论。

（1）池州市能见度夏季最好，冬季最差，一天4个时次里以02：00最低，08：00次之，14：00能见度最好。

（2）各季4个时次大气能见度与相对湿度相关性最好，其次是与24 h变湿的相关性，且均为负相关。相对湿度≥95%、地面风速≤2 m/s，以及东北风和西南风条件下有利于池州出现低能见度。

（3）近年来，随着社会经济的发展，受到工业生产、汽车尾气等人为因素的影响，使得气溶胶的排放显著增加，大气污染物对大气能见度的影响越来越大。

参考文献

[1] 曾书儿，王改利.能见度的观测及其仪器[J].应用气象学报，1999（2）：80-85.

[2] Chang D， Song Y， Liu B. Visibility trends in six megacities in China 1973–2007 [J]. Atmospheric Research， 2009， 94（2）： 161-167.

[3] Che H Z，Zhang X Y， Li Y， et al. Haze trend over the capital citie of 31 province in China， 1981-2005[J]. Theoretical and Applied Climatology， 2009，97（3）：235-242.

[4] 白爱娟，钟文婷，华兰，等.成都市大气能见度变化特征及影响因子研究[J].中国环境监测，2014，30（2）：21-25.

[5] 郝巨飞，张功文，杨允凌.大气能见度及影响因子特征分析[J].干旱区资源与环境，2017，31（4）：160-164.

[6] 张明明，程东兵，齐建华，等.基于卫星遥感的池州市气溶胶光学厚度时空分布[J].国土资源遥感，2017，29（4）：147-155.

[7] 侯灵，安俊琳，朱彬.南京大气能见度变化规律及影响因子分析[J].大气科学学报，2014，37（1）：91-98.

[8] 张浩，石春娥，邱明燕.合肥市气象条件对大气能见度影响分析[J].大气科学研究与应用，2007（2）：92-99.

[9] 朱轶明，张晋广，袁健，等.盖州市大气能见度与气象条件相关分析[J].气象与环境学报，2016，32（4）：55-62.

责任编辑：黄艳飞

The Relationship between Atmospheric Visibility and Meteorological Conditions in Chizhou City

Wu Zi-jing et al（Dongzhi Meteorological Bureau of Chizhou City， Anhui Province， Dongzhi， Anhui 247100）

Abstract The relationship between the atmospheric visibility and meteorological elements in Chizhou City was statistically analyzed by using the atmospheric visibility and surface conventional meteorological observation data from 2016 to 2021. The results show that the visibility in Chizhou was the best in summer and the worst in winter， with the lowest at 02：00， the lowest at 08：00 and the best at 14：00 in the afternoon. The correlation between visibility and relative humidity at four times in each season was the best， followed by the correlation with 24-hour humidity， and all were negative correlation. Relative humidity ≥95%， ground wind speed ≤2 m/s， and northeast wind and southwest wind conditions were conducive to low visibility in Chizhou.

Key words Chizhou City; Atmospheric visibility; Meteorological elements; Relationship

作者簡介 吴紫静（1994—），女，安徽池州人，助理工程师，主要从事地面观测、观测资料研究应用研究。

收稿日期 2022-12-02