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摘 要:利用郴州地区10个观测站1971~2013年大雾实况资料,详细分析了郴州大雾的时空分布特征,阐述了大雾与相关气象要素的关系,分析总结了大雾发生的环流特征,得出郴州大雾出现时地面天气形势主要有3种:均压场型、高压底部型、倒槽(低压)前部型。
关键词:大雾;特征;环流形势;郴州
中图分类号: P426.4 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932056
引言
雾是指大量微小水滴悬浮空中,使水平能见度小于1000m的天气现象。大雾是影响湖南的较常见的灾害性天气之一。近年来,大雾对交通、供电、农业和微波通信等的影响越来越大,尤其以对交通运输业影响显著。因此,加深对大雾的研究,提高大雾预报准确率具有重要的社会经济意义。国内专家学者对不同地区的大雾进行了大量的研究,得出许多实用的预报经验。因此,有必要对郴州大雾的气候特征做系统性的分析探讨。本文详细分析、总结了郴州大雾的分布特征和环流形势特点,为开展大雾的预警预报提供参考。
1 资料与方法
本文利用郴州市10个县、市(区)气象站1971~2013年的大雾实况资料(具体包括地面气温、相对湿度、露点、风向风速、能见度、大雾出现时间等)及近10a的地面、高空常规天气资料,统计分析了郴州的时空分布特征、大雾与气象要素场的关系以及发生大雾天气的环流形势特点。
2 大雾的气候特征
2.1 大雾地域分布
统计1971~2013年郴州大雾天气资料发现,全市多年年平均大雾日数为17.7d。永兴县为郴州大雾日数最多中心,年平均有35.2d,资兴市为次多区,年平均26.9d。大雾日地域分布郴州中北部的永兴、资兴、桂东一带为高发区,沿西南和东北2个方向的县市递减。纬度靠南的临武县最少,年平均仅6.4d。
2.2 大雾日变化
统计大雾生成和消散的时间(图1),结果显示,生成时间主要集中在9:00之前,其中3:00~8:00时占各时次大雾生成总数的74%,最大频率出现在6:00时左右;消散时间主要集中在6:00~11:00时,占个时次大雾消散总数的89%,最大频率出现在7:00~9:00时。
2.3 大雾月分布
从各县市大雾日数的逐月分布,全年郴州境内都有可能出现大雾天气。11月、12月、1月大雾出现最多,并且持续时间最长;2~4月、8~10月次多;5~7月大雾日数在1d以下,即很少出现大雾天气。
郴州地处南岭北部,多山地和丘陵,有桂东(835.9m)、汝城(609.8m)2个高海拔气象站。为了更加详细了解各县市大雾的分布特征,分析比较各县市大雾月平均数逐月分布情况,桂东、汝城2个高海拔气象站月分布与其他县市存在较大差异。这两个县大雾日数最多出现在8~10月,尤以8月最多,既夏末秋初大雾日数最多。盛夏7月也是桂东大雾高发期。其余县市(资兴除外,1993年资兴市气象局从海拔363.0m的山区兴宁镇搬迁到海拔139.3m的新城新区)大雾高发期均为11、12、1月,既冬季是大雾的高发季节,其次是春季和秋季。
3 大雾与气象要素
雾的形成主要是由于近地面空气的冷却作用,空气中的水汽达到或接近饱和并在凝结核上凝结而成。因此,形成大雾可以通过两种途径:降低空气中的温度,使底层大气冷却到露点,或者增加空气中的水汽,造成空气中水汽饱和,产生水汽凝结。
3.1 雾与相对湿度的关系
湿度是形成雾的必要条件之一。桂东出现大雾时相对湿度均在90%以上,郴州只有不到5%的大雾出现时相对湿度在90%以下。桂东和郴州分别有90%和85%的雾出现时相对湿度在95%以上。
3.2 雾与风场的关系
微风( 1~2 m/s) 对雾的形成最为有利。统计资料表明,郴州和桂东的雾发生频率与风速的关系大致相同,既风速越小,越容易出现雾,其中雾出现于静风时的概率在40%左右。有研究显示,当近地面层无风时,地面辐射冷却作用只影响贴近地面很薄的气层,而在微风的情况下,就能使辐射冷却作用扩散到适当的高度,使水汽垂直输送到一定高度,有利于形成一定厚度的雾。
风速小的天气形势特点是:地面为弱气压场、均压场、弱脊、鞍形场、高压后部等。总的特点是等压线稀疏,850hPa江南无锋区,等温线稀疏。
4 大雾的天气形势分析
雾是地面上气层中的水汽凝结现象,所以分析雾生成时的环流形势侧重大气低层的环流形势。普查分析郴州大雾高空形势,500hPa高度场中低纬度通常为平直的西风气流,环流形势比较稳定。经过大量个例统计分析后,郴州大雾地面天气形势大致可以分为以下几种类型:均压场型、高压底部型和倒槽(低压)前部型。
4.1 均压场型
均压场形势郴州多发生在3~5月。均压场型大雾大都属于辐射雾。均压场型大雾发生时,北方冷高压中心位置偏北,还处于冷空气聚集阶段时,湖南省境内气压梯度较小,大都为均压场控制。一般这种形势场地面风力小于2m/s,不利于水汽扩散,近地面层空气层结稳定。一般此种情况,郴州高空也存在较明显的逆温层,抑制水汽向上扩散,有利于近地层空气的保持潮湿,容易形成连续性大雾。当北方冷空气入侵,高压南落,大雾消散。
4.2 高压底部型
该类大雾一般出现在冬、春季节。冷空气活動频繁,每次大雾天气过程之前,一般都有由冷空气和高空槽的共同影响而产生的降水或云系增多过程。之后随着冷锋的南压,冷高压明显减弱,高空槽东移,郴州市夜间转槽后西北气流控制,天气放晴。在冷空气和晴空辐射作用下,各地气温下降较快,最低温度接近露点温度,造成大量水汽凝结而产生大雾。此类雾一般为大范围持续性大雾。
4.3 倒槽(低压)前部型
该类大雾多出现在夏、秋季节,郴州处于西南倒槽偏南气流和偏北气流辐合区内,偏南气流输送的暖湿空气经过冷的下垫面低空凝结成雾,偏北气流提供弱冷空气以及晴空辐射使得雾的强度加大。这种天气形势下既有平流雾也有辐射雾。
5 结论
5.1 郴州地区
均有大雾出现,而大雾的分布具有明显的时空差异。永兴、资兴一带为大雾高发区;海拔高的汝城、桂东两县大雾多发生夏季,其他县市多发生在冬季;大雾主要在03时~08时生成,10时左右消散,同时具有明显的年际变化特征。
5.2 大雾的形成
与相对湿度、风速、气温和地形关系密切。在有利的地面天气形势下,好的湿度条件(相对湿度在85%以上) ,微弱的风速( 风速≤2m/s) ,适宜的温度( 温度在0~10℃) ,地面气层比较稳定或有逆温存在的情况对大雾的形成十分有利。
5.3郴州大雾
地面天气形势分为均压场型、高压底部型和倒槽(低压)前部型3种。
参考文献
[1] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文编著. 天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,1992:410-414.
[2] 姚蓉,戴泽军等.湖南大雾气候特征及成因分析[J].安徽农业科学,2008,36(34):15089-15091.
[3] 林建,杨贵名,毛冬艳. 我国大雾的时空分布特征及其发生的环流形势[J]. 气候与环境研究,2008,13(2):171-181.
关键词:大雾;特征;环流形势;郴州
中图分类号: P426.4 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932056
引言
雾是指大量微小水滴悬浮空中,使水平能见度小于1000m的天气现象。大雾是影响湖南的较常见的灾害性天气之一。近年来,大雾对交通、供电、农业和微波通信等的影响越来越大,尤其以对交通运输业影响显著。因此,加深对大雾的研究,提高大雾预报准确率具有重要的社会经济意义。国内专家学者对不同地区的大雾进行了大量的研究,得出许多实用的预报经验。因此,有必要对郴州大雾的气候特征做系统性的分析探讨。本文详细分析、总结了郴州大雾的分布特征和环流形势特点,为开展大雾的预警预报提供参考。
1 资料与方法
本文利用郴州市10个县、市(区)气象站1971~2013年的大雾实况资料(具体包括地面气温、相对湿度、露点、风向风速、能见度、大雾出现时间等)及近10a的地面、高空常规天气资料,统计分析了郴州的时空分布特征、大雾与气象要素场的关系以及发生大雾天气的环流形势特点。
2 大雾的气候特征
2.1 大雾地域分布
统计1971~2013年郴州大雾天气资料发现,全市多年年平均大雾日数为17.7d。永兴县为郴州大雾日数最多中心,年平均有35.2d,资兴市为次多区,年平均26.9d。大雾日地域分布郴州中北部的永兴、资兴、桂东一带为高发区,沿西南和东北2个方向的县市递减。纬度靠南的临武县最少,年平均仅6.4d。
2.2 大雾日变化
统计大雾生成和消散的时间(图1),结果显示,生成时间主要集中在9:00之前,其中3:00~8:00时占各时次大雾生成总数的74%,最大频率出现在6:00时左右;消散时间主要集中在6:00~11:00时,占个时次大雾消散总数的89%,最大频率出现在7:00~9:00时。
2.3 大雾月分布
从各县市大雾日数的逐月分布,全年郴州境内都有可能出现大雾天气。11月、12月、1月大雾出现最多,并且持续时间最长;2~4月、8~10月次多;5~7月大雾日数在1d以下,即很少出现大雾天气。
郴州地处南岭北部,多山地和丘陵,有桂东(835.9m)、汝城(609.8m)2个高海拔气象站。为了更加详细了解各县市大雾的分布特征,分析比较各县市大雾月平均数逐月分布情况,桂东、汝城2个高海拔气象站月分布与其他县市存在较大差异。这两个县大雾日数最多出现在8~10月,尤以8月最多,既夏末秋初大雾日数最多。盛夏7月也是桂东大雾高发期。其余县市(资兴除外,1993年资兴市气象局从海拔363.0m的山区兴宁镇搬迁到海拔139.3m的新城新区)大雾高发期均为11、12、1月,既冬季是大雾的高发季节,其次是春季和秋季。
3 大雾与气象要素
雾的形成主要是由于近地面空气的冷却作用,空气中的水汽达到或接近饱和并在凝结核上凝结而成。因此,形成大雾可以通过两种途径:降低空气中的温度,使底层大气冷却到露点,或者增加空气中的水汽,造成空气中水汽饱和,产生水汽凝结。
3.1 雾与相对湿度的关系
湿度是形成雾的必要条件之一。桂东出现大雾时相对湿度均在90%以上,郴州只有不到5%的大雾出现时相对湿度在90%以下。桂东和郴州分别有90%和85%的雾出现时相对湿度在95%以上。
3.2 雾与风场的关系
微风( 1~2 m/s) 对雾的形成最为有利。统计资料表明,郴州和桂东的雾发生频率与风速的关系大致相同,既风速越小,越容易出现雾,其中雾出现于静风时的概率在40%左右。有研究显示,当近地面层无风时,地面辐射冷却作用只影响贴近地面很薄的气层,而在微风的情况下,就能使辐射冷却作用扩散到适当的高度,使水汽垂直输送到一定高度,有利于形成一定厚度的雾。
风速小的天气形势特点是:地面为弱气压场、均压场、弱脊、鞍形场、高压后部等。总的特点是等压线稀疏,850hPa江南无锋区,等温线稀疏。
4 大雾的天气形势分析
雾是地面上气层中的水汽凝结现象,所以分析雾生成时的环流形势侧重大气低层的环流形势。普查分析郴州大雾高空形势,500hPa高度场中低纬度通常为平直的西风气流,环流形势比较稳定。经过大量个例统计分析后,郴州大雾地面天气形势大致可以分为以下几种类型:均压场型、高压底部型和倒槽(低压)前部型。
4.1 均压场型
均压场形势郴州多发生在3~5月。均压场型大雾大都属于辐射雾。均压场型大雾发生时,北方冷高压中心位置偏北,还处于冷空气聚集阶段时,湖南省境内气压梯度较小,大都为均压场控制。一般这种形势场地面风力小于2m/s,不利于水汽扩散,近地面层空气层结稳定。一般此种情况,郴州高空也存在较明显的逆温层,抑制水汽向上扩散,有利于近地层空气的保持潮湿,容易形成连续性大雾。当北方冷空气入侵,高压南落,大雾消散。
4.2 高压底部型
该类大雾一般出现在冬、春季节。冷空气活動频繁,每次大雾天气过程之前,一般都有由冷空气和高空槽的共同影响而产生的降水或云系增多过程。之后随着冷锋的南压,冷高压明显减弱,高空槽东移,郴州市夜间转槽后西北气流控制,天气放晴。在冷空气和晴空辐射作用下,各地气温下降较快,最低温度接近露点温度,造成大量水汽凝结而产生大雾。此类雾一般为大范围持续性大雾。
4.3 倒槽(低压)前部型
该类大雾多出现在夏、秋季节,郴州处于西南倒槽偏南气流和偏北气流辐合区内,偏南气流输送的暖湿空气经过冷的下垫面低空凝结成雾,偏北气流提供弱冷空气以及晴空辐射使得雾的强度加大。这种天气形势下既有平流雾也有辐射雾。
5 结论
5.1 郴州地区
均有大雾出现,而大雾的分布具有明显的时空差异。永兴、资兴一带为大雾高发区;海拔高的汝城、桂东两县大雾多发生夏季,其他县市多发生在冬季;大雾主要在03时~08时生成,10时左右消散,同时具有明显的年际变化特征。
5.2 大雾的形成
与相对湿度、风速、气温和地形关系密切。在有利的地面天气形势下,好的湿度条件(相对湿度在85%以上) ,微弱的风速( 风速≤2m/s) ,适宜的温度( 温度在0~10℃) ,地面气层比较稳定或有逆温存在的情况对大雾的形成十分有利。
5.3郴州大雾
地面天气形势分为均压场型、高压底部型和倒槽(低压)前部型3种。
参考文献
[1] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文编著. 天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,1992:410-414.
[2] 姚蓉,戴泽军等.湖南大雾气候特征及成因分析[J].安徽农业科学,2008,36(34):15089-15091.
[3] 林建,杨贵名,毛冬艳. 我国大雾的时空分布特征及其发生的环流形势[J]. 气候与环境研究,2008,13(2):171-181.