京疆高速米东区路段冬季浓雾特征及其成因分析

阿不都沙拉木·阿扎提，黎莹晖

乌鲁木齐市米东区气象局，新疆乌鲁木齐 831400

随着我国高速公路里程的不断增加，人们的出行生活变得更加快捷、高效，而随之产生的高速交通安全问题也越来越受到人们的广泛关注。众所周知，气象状况会对高速交通安全产生尤为显著的影响，特别是当出现大雾天气时，因能见度较低而影响交通安全，极易造成严重的交通事故。以米东区为例，2006年11月29日10:00，京疆高速公路阜康至米泉间路段发生多车连环追尾，造成2名货车司机当场身亡，5人受伤，至少17辆车不同程度受损毁。2009年11月26日10:50左右，乌奎高速公路乌奎连接线路段，因雾天引发多车连环追尾或剐蹭，一辆油罐车被后车追尾造成载罐原油泄漏，所幸未有人员伤亡。2013年11月18日凌晨，受团雾影响，京疆高等级公路上沙河立交处连发3起交通事故，前后9辆车追尾，1名驾驶员当场身亡，1人重伤，4人轻伤。2017年1月5日11:00，受大雾天气影响，吐乌大高速公路发生多车追尾，一辆运送32 t沥青的罐车被撞破裂起火，事故造成1名司机受伤。很多事故均在告诉人们，大雾天气已成为影响高速公路安全的重要因素。

高速公路交通安全保障日益受到人们关注，因此针对高速公路能见度的研究也开始逐渐增多。一些气象工作者利用气候统计方法研究高速公路雾的特征[1-3]。田华等[4-5]进一步分析了雾与气象要素的关系，指出相对湿度、气温、风速等气象要素对雾的预报有较好的指示意义。由于利用常规观测资料研究能见度存在局限性，因此部分学者运用数值模拟法对高速公路大雾天气展开深入分析与解读。例如：万小雁、王佳、严明良、包云轩等[6-10]在研究过程中均运用WRF模式对沪宁高速公路大雾天气展开数值模拟分析。与此同时，还采取构建高速公路检测系统的方式，广泛搜集更加准确的高速路面气象检测数据，通过这些监测数据研究高速公路大雾天气。例如：吴兑等[11-13]结合观测资料针对南岭山地高速公路雾予以分析和解读，并设计了4种能够有效预测该公路段云岩雾区能见度预测方案；张利娜等[14]结合首都国际机场高速公路专业气象自动监测网站发布的高时间分辨率监测数据，针对大气能见度演变规律和与之相关的物理因素展开深入研究；王博妮等[15]在相关研究中重点针对沪宁高速公路的某次大雾成因进行了系统分析；赵娜等[16]总结梳理了京秦高速公路沿线雾生雾消的预报数据。

1 资料与研究方法

根据自治区交通局统计，自1998年全线通车以来，米东区平均每年因浓雾导致道路封闭天数为66 d，造成车辆滞留9 000台次以上，每年因封闭道路带来的直接经济损失达800万元以上，造成交通事故致人死伤7人次，经济损失4 600万元以上，浓雾俨然已成为该路段影响最严重的气象灾害。

主要利用2013年10—2017年3月乌鲁木齐米东区吐乌大高速雾区附近自动气象站的温度、湿度、风向、风速、能见度等气象要素的逐日资料和米泉能见度仪观测数据，深入解读高速公路浓雾的能见度变化规律。

2 京疆高速米东区路段大雾气候特征

2.1 大雾年际变化特征

统计表明，京疆高速米东区路段2013—2016年共出现雾日数为203 d，年均50 d，并且大雾日数最多的年份是2016年，达到85 d，占41.8%，最少的年份是2014年，为24 d，占11.8%。近5年京疆高速米东区路段大雾日数呈增加趋势(图1)。

图1 2013—2016年大雾日数的年变化

2.2 大雾月变化特征

从2013—2016年京疆高速米东区路段各月大雾日数月变化图可以看出，大雾日数月变化较为明显，通常是11月至翌年3月，尤以12月最多，高达73次，占36%，这主要是因为冬季夜间因辐射冷却而产生辐射雾(图2)。大雾分别在10、11、12月骤减。对于京疆高速米东区路段冬季为大雾的多发期。

图2 2013—2016年大雾日数的月变化

2.3 大雾的时间变化特征

分析京疆高速米东区路段大雾开始结束时间。图3为2013—2016年京疆高速米东区路段大雾开始时间频率的日变化，大雾通常是从20:00至翌日10:00开始，并且基本上在20:00至翌日09:00，而00:00～08:00出现频率最高。关于大雾结束时间，通常10:00～11:00结束。以上结果表明，京疆高速米东区路段大雾开始时间频率最高在清晨，结束时间频率最高在上午。从大雾的发生时段来看，一般生成于后半夜或清晨，日出前最浓。多发时段一般为22:00至翌日08:00，冬季尤为严重。总之，雾多在凌晨至日出前后时段生成，在日出后消散。

图3 大雾开始出现时间的频率分布(北京时间)

3 京疆高速米东区路段大雾与气象要素的关系

3.1 雾与相对湿度

米东区秋冬季节平均湿度明显大于其他时间，并且这一时间持续增加，湿度的增加对雾气的形成有很大的作用，并且发现米东区的湿度比我国南方湿度小，但雾气的严重程度明显高于南方湿度大的地区，因为8、9月湿度的上升明显，与昼夜温差大有关，湿度的迅速增加也会导致大雾的形成。

空气湿度是用于衡量空气中水汽量与潮湿状况的一个物理量，并且是雾形成的最关键影响因素。图4为雾日相对湿度频率分布图，从中能够看出雾出现的概率会随着相对湿度的增加而增加，两者存在指数增长关系。雾出现时，相对湿度均不低于70%，尤其是在相对湿度为90%～100%时，雾产生的频率达到最高。

图4 2013—2016年京疆高速米东区路段大雾日相对湿度频率

3.2 雾与气温

气温对雾的形成具有一定的影响。如果地面热量散失，温度下降，此时地面空气湿度增加，当气温降至某一临界点时，空气中的一些水汽会凝结聚集成水滴，飘浮在地面上方的空气中，进而产生雾。米东区大雾天日均温为-6.8 ℃，大雾产生的温度范围大，-23.5～6.0 ℃之间均会产生大雾，其中87.2%的大雾产生于-15～0 ℃区间，-5～0 ℃最多。当气温超过5 ℃时大雾发生率只有约0.8%，这表明温度过高水汽难以凝结，因而很难形成雾；当温度较低时，水汽往往会直接凝华为冰晶，也很难形成大雾，因此-20 ℃时大雾的发生率低，仅有0.6%。

3.3 雾与风速

大雾通常会出现在风速0～3 m/s的环境下，占总数的86.3%左右，其中静风出现频率最高约26.9%；0～1 m/s为23.3%，居第二位；2～3 m/s出现频率是18.3%，高于1～2 m/s的出现频率；当超过5 m/s时，大雾的出现频率只有约0.9%。

4 水系及种植原因

在此区域内，水系丰富，主要要500、505水库、塔桥湾中水库、青格达湖以及老龙河(乌市排污河)，附近农业乡镇总计有近44 km2水田也在道路西北方向。每年出现浓雾天气主要集中在11月至翌年1月。此外，城区北部所在的地方地势较低，存在大片农田，风速较小，这些综合因素使得米东区、京疆高速米东区路段冬季常遇大雾天气，且形成大雾后不易扩散。

5 结论

(1)从近5年的雾日变化来看，京疆高速米东区路段雾日总体呈上升趋势、雾多出现在秋、冬季。

(2)京疆高速米东区路段大雾开始时间频率最高在清晨，结束时间频率最高在上午。从大雾的发生时段来看，一般生成于后半夜或清晨，日出前最浓。多发时段一般为22:00至翌日08:00，冬季节尤为严重。总之，雾多在凌晨至日出前后时段生成。在日出后消散。

(3)研究相对湿度、气温以及风速等气象因子，对京疆高速米东区路段沿线雾的预报具有很好的指示意义。当相对湿度90%～100%，气温保持在-15～0 ℃、风速为0～3 m/s时，大雾的发生概率最高。

(4)从近5年的京疆高速米东区路段各月大雾日数月变化可以看出，大雾日数月变化明显，主要出现在11月至翌年3月，其中以12月最多，为73次，占36%，这主要因为冬季夜间因辐射冷却而产生辐射雾。11、12、1月京疆高速米东区路段大雾的多发期。

(5)雾具有较强的局地特征，气象部门在后续的交通气象服务中不仅要持续改进和优化预报方法，同时还应当根据雾产生、发展的基本规律，结合高速公路各个路段在各个阶段的特征深入分析雾对交通气象所造成的影响。