福建南部一次初春大霧過程分析

何秀戀，林榮惠，王雙才，許乾杰，盧鄒輝

（1.福建省詔安縣氣象局，福建詔安363500；2.福建省漳州市氣象局，福建漳州363000）

福建南部一次初春大霧過程分析

何秀戀1，林榮惠2，王雙才1，許乾杰1，盧鄒輝1

（1.福建省詔安縣氣象局，福建詔安363500；2.福建省漳州市氣象局，福建漳州363000）

2010年2月9—10日，閩南-粵東沿海地區(qū)出現(xiàn)較大范圍的大霧天氣過程，并造成重大的交通事故。分析表明：本次大霧過程發(fā)生在冷空氣影響過后，大氣層結(jié)相對(duì)穩(wěn)定；但低空為較強(qiáng)的西南暖濕氣流。文中還統(tǒng)計(jì)分析了初春大霧過程的氣象要素特征，為以后建立初春時(shí)期大霧的預(yù)報(bào)方法提供參考依據(jù)。

初春；霧；水汽條件

1 引言

霧是由于水汽凝結(jié)而產(chǎn)生的大量水滴（或冰晶）使得能見度小于1 km的危險(xiǎn)性天氣現(xiàn)象。霧具有出現(xiàn)機(jī)率高、發(fā)生范圍廣的特點(diǎn)，對(duì)民航、陸上交通、海洋航行的安全造成嚴(yán)重影響，特別是近年來隨著高速公路的迅速發(fā)展，大霧對(duì)陸上交通安全的影響更加突出。目前大霧天氣已成為較主要的災(zāi)害性天氣之一，大霧天氣的預(yù)報(bào)服務(wù)受到政府部門和廣大民眾的高度關(guān)注[1-2]。很多研究對(duì)不同大霧天氣做了分析，例如：王爽等[3]對(duì)大連初冬一次輻射平流霧天氣過程分析；吳彬貴等[4]對(duì)天津南部地區(qū)平流霧過程塔層氣象要素特征的分析。

2010年2月9—10日，受低層西南暖濕氣流的影響，粵東-閩南沿海先后出現(xiàn)大霧，9日夜里起粵東-閩南沿海地區(qū)出現(xiàn)大霧-濃霧天氣（見圖1）。2月10日02時(shí)，沈海高速公路福建省詔安縣澳仔頭大橋路段發(fā)生重大交通事故，造成3車相撞，7人死亡、14人受傷。

圖1 2月10日08時(shí)地面天氣現(xiàn)象

本文試圖通過對(duì)2月10日粵東-閩南沿海一次大霧天氣過程的分析，為今后在實(shí)際工作中對(duì)大霧預(yù)報(bào)提供借鑒。

2 天氣概況與環(huán)流背景

2.1 天氣概況

2010年2月9—10日，受低層西南暖濕氣流的影響，粵東-閩南沿海先后出現(xiàn)大霧，9日夜里起粵東-閩南出現(xiàn)大霧-濃霧天氣過程（見圖1）。本次天氣過程除分布范圍廣外，還具有華南沿海夜間持續(xù)大霧的特點(diǎn)。通過地面資料分析（略）和10日06—08各縣市觀測(cè)站報(bào)告能見度（見表1）可見，此次大霧有2次較明顯變化規(guī)律。第一過程大霧主要出現(xiàn)在南部沿海，出現(xiàn)時(shí)間是在2月9日18時(shí)以后，廣東粵東的汕頭和福建南部的東山縣先出現(xiàn)霧,20時(shí)后詔安出現(xiàn)霧，大霧主要持續(xù)時(shí)間在夜晚，10日早上5時(shí)多，福建東山霧開始消散，而較靠近沿海的詔安能見度最小，僅80 m（時(shí)間10日6: 51），海邊的東山縣7時(shí)霧已經(jīng)消散，8時(shí)詔安也全部消散完畢，而山區(qū)的南靖、平和均只有輕霧，由此可見此次大霧主要是平流霧。在10日7時(shí)后，另一次平流霧過程主要由漳州的龍海向漳浦、云霄、平和方向擴(kuò)展，10日07時(shí)上述幾個(gè)縣站僅有輕霧，但是7時(shí)后出現(xiàn)霧且增強(qiáng)的現(xiàn)象，在08時(shí)出現(xiàn)小于200 m的能見度。通過上述分析可見，此次平流霧分二次過程，夜間主要發(fā)生在汕頭、東山、詔安一線，白天主要發(fā)生在龍海、漳浦、云霄、平和一線。

表1 2010年2月10日06—08時(shí)漳州市各站能見度（單位/km）

2.2 環(huán)流背景

2月上旬500 hPa極渦分裂，歐亞高緯地區(qū)為西高東低的環(huán)流形勢(shì)，東亞中緯地區(qū)以平直的西風(fēng)環(huán)流為主（圖略），多小槽東移引導(dǎo)冷空氣南下影響我省。福建省各地以陰雨天氣為主，氣溫較低。

2月8—9日隨著西南暖濕氣流的加強(qiáng)，華南至東南沿海為強(qiáng)盛西南氣流，華南沿海出現(xiàn)了16 m/s的低空急流（見圖2）。地面圖上西南地區(qū)有低渦發(fā)展，倒槽發(fā)展至江南地區(qū)（圖略），福建省處于倒槽南側(cè)，強(qiáng)盛的西南氣流不僅輸送了豐沛的水汽，而且粵東、閩南沿海就位于大風(fēng)中心的右前方，是一個(gè)負(fù)渦度區(qū)，層結(jié)穩(wěn)定，有利于形成霧[6-7]。

圖2 2月9日08時(shí)850 hPa形勢(shì)場(chǎng)

2月7日地面冷空氣剛?cè)牒＃?日地面圖上西南地區(qū)有低渦發(fā)展，倒槽發(fā)展至江南地區(qū)，福建南部仍處入海高壓后部，福建中北部則處倒槽南側(cè)，高空500 hPa淺槽東移，中低層為西南氣流控制。預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)表明：初春時(shí)期北方仍有冷空氣南下影響，雖然閩南地區(qū)氣溫也會(huì)出現(xiàn)明顯的下降，但由于緯度較低，氣溫仍然相對(duì)較高，且通常為處于高壓底部，云系較多，不易出現(xiàn)輻射霧。根據(jù)前期氣溫變化和西南暖濕氣流的輸送，可以認(rèn)為本次大霧是一次平流霧過程。

3 產(chǎn)生大霧的主要因子

3.1 水汽條件與大氣層結(jié)分析

霧是近地面層中水汽凝結(jié)現(xiàn)象，當(dāng)西南暖濕氣流流經(jīng)溫度較低的下墊面時(shí)，或隨著夜間氣溫的下降，空氣中的水汽呈過飽和狀態(tài)而出現(xiàn)凝結(jié)，因此低空充沛的水汽條件是形成霧的重要因子。分析低層水汽通量散度（圖略）可以發(fā)現(xiàn)，在2月9日08時(shí)（大霧發(fā)生前），福建南部沿海基本上為弱的水汽輻合，在近地面1000 hPa的水汽通量散度為-10×10-5g·s-1·hPa-1·cm-2，低空水汽的積聚為霧的生成提供了充分的水汽條件，此時(shí)水汽通過增濕過程達(dá)到飽和狀態(tài)產(chǎn)生凝結(jié)；在霧發(fā)生最濃（2月10日02時(shí)）階段，霧區(qū)水汽輻合減弱[5，8]。

圖3為2010年2月9日08時(shí)850 hPa相對(duì)濕度場(chǎng)，華南東部沿海為高濕區(qū)，福建南部-廣東東部沿海相對(duì)濕度在90%以上，且低空持續(xù)維持強(qiáng)盛的西南氣流，充足的水汽輸送為大霧的發(fā)生、發(fā)展提供了必要條件。

圖3 2月9日08時(shí)850 hPa相對(duì)濕度分布

2010年2月9日20時(shí)廈門探空曲線（見圖4）也表明，狀態(tài)曲線在層結(jié)曲線左側(cè)，不穩(wěn)定面積為負(fù)，閩南上空大氣層結(jié)相對(duì)穩(wěn)定，850hPa附近存在明顯逆溫層。由于受穩(wěn)定結(jié)構(gòu)逆溫層的影響，對(duì)流不易發(fā)生，大量氣溶膠粒子和水汽積聚在逆溫層下面無法向上擴(kuò)散，對(duì)大霧天氣的出現(xiàn)和維持提供了有利條件。

圖4 2月9日20時(shí)廈門T-Lnp圖

3.2 溫度平流場(chǎng)

從850 hPa溫度平流圖上（見圖5）可以看出，在大霧發(fā)生前至大霧發(fā)生初期（2010年2月09日08時(shí)至20時(shí)），在116°—118°E所在緯度（23°—24°N）上空有弱的暖平流存在，最大溫度平流值為6×10-5℃·s-1?？梢姡蛯映掷m(xù)的弱暖平流輸入，使得暖濕空氣移到溫度較低的下墊面（陸地和海面），冷卻凝結(jié)達(dá)到飽和，有利于近地層逆溫的建立和維持，形成平流冷卻霧。

圖5 2月9日08時(shí)850 hPa溫度平流場(chǎng)

4 霧的生消分析

統(tǒng)計(jì)詔安縣1971—2009年2月共出現(xiàn)70次大霧過程，除兩次僅在白天短暫出現(xiàn)外，其余68次大霧均出現(xiàn)夜間，其中56次大霧還持續(xù)到白天。大霧的生成時(shí)間約有一半出現(xiàn)在上半夜，另有4成出現(xiàn)在凌晨，只有不到10%的大霧過程是從白天開始的（夜間起止時(shí)間以相臨的東山站資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)）。大霧的消散時(shí)間約2成出現(xiàn)在日出前后，約4成出現(xiàn)8—9時(shí)，其他4成可持續(xù)至10時(shí)前后。

分析2010年2月9—10日各地能見度變化情況（圖略）可見，閩南-粵東沿海地區(qū)能見度從9日20時(shí)起逐漸降低，10日02時(shí)能見度達(dá)到最低（車禍正是發(fā)生在此時(shí)），至10日上午各地霧逐漸消散。詔安站2月9日20時(shí)后達(dá)到大霧的標(biāo)準(zhǔn)，10日06時(shí)51分能見度為80 m（由于詔安站夜間無守班，夜間能見度可能更低），10日08時(shí)大霧開始消散。

5 氣象要素特征

圖6為2010年2月9日夜間大霧發(fā)生前后詔安站氣象要素溫度露點(diǎn)差和風(fēng)速變化曲線，從中可見：溫度露點(diǎn)差從09日18時(shí)的22℃逐漸減小到10日02時(shí)為0.2℃，在一定水汽條件下，溫度露點(diǎn)差越小，且隨時(shí)間減小，空氣飽和，有利大于霧的生成、發(fā)展。同時(shí)大霧的發(fā)生與發(fā)展期間地面風(fēng)速基本持續(xù)微風(fēng)甚至靜風(fēng)，這也是有利于大霧的一個(gè)重要因素。

圖6 2010年2月9日16時(shí)—10日10時(shí)詔安地面氣象要素

我們知道，空氣中溫度的變化對(duì)空氣的飽和程度有重要的影響，如自9日傍晚起地面氣溫逐漸下降，9日20時(shí)后氣溫低于19℃，大霧開始形成，10日02時(shí)達(dá)最低，以后氣溫逐漸回升，10日08時(shí)后氣溫回升到19℃以上，大霧消散。統(tǒng)計(jì)歷史個(gè)例資料可知，大霧日08時(shí)氣溫平均為17.5℃，在13°—20℃之間；而白天出現(xiàn)持續(xù)大霧的個(gè)例（共4天）氣溫更低，當(dāng)日最高氣溫平均值僅為17.4℃，在15°—20℃之間。由此可見，在水汽條件充沛的條件下，溫度的變化直接影響大霧的發(fā)生、持續(xù)和消散。同時(shí)相對(duì)濕度的逐漸增加過程促進(jìn)霧的發(fā)生、發(fā)展，如從9日16時(shí)相對(duì)濕度82%開始，至20時(shí)相對(duì)濕度達(dá)到90%（大霧生成），10日02時(shí)達(dá)到99%并持續(xù)到08時(shí)（大霧消散）。

表2 2010年9日16時(shí)—10日10時(shí)詔安地面氣象要素變化情況

6 小結(jié)

（1）由于福建南部緯度較低，初春時(shí)期易受西南暖濕氣流影響，出現(xiàn)的大霧以平流霧為主；

（2）本次大霧過程是在穩(wěn)定的大尺度天氣背景下形成的。底層深厚的西南暖濕氣流和大氣層結(jié)相對(duì)穩(wěn)定是大霧發(fā)生和維持的基本條件；

（3）大霧發(fā)生前至大霧發(fā)生初期，低層持續(xù)的弱暖平流輸入，有利于近地層逆溫的建立和維持。逆溫層和充沛的水汽條件對(duì)霧的形成和發(fā)展持續(xù)具有重要作用；

（4）大霧發(fā)生期間，濕度較大、氣溫較低和風(fēng)力較小是大霧發(fā)生發(fā)展的主要?dú)庀笠靥卣鳌囟嚷饵c(diǎn)差小且隨時(shí)間減小，利于霧生成、發(fā)展；

（5）福建南部沿海國(guó)道和高速公路是福建運(yùn)輸密度最高的公路，初春夜間-上午易產(chǎn)生大霧，對(duì)大霧預(yù)報(bào)服務(wù)的重點(diǎn)是認(rèn)真分析大霧的起止時(shí)間和強(qiáng)度變化，提前發(fā)布大霧預(yù)警信號(hào)，提醒有關(guān)部門做好交通安全管理。

[1]陳德花,夏麗花,石順吉,等.福建省大霧分區(qū)客觀預(yù)報(bào)方法研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37（25）:12073-12075.

[2]鹿世謹(jǐn).福建氣候[M].北京:氣象出版社,1999:163-165.

[3]王爽,張宏升,呂環(huán)宇,等.大連初冬一次輻射平流霧天氣過程分析[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào),2011,05:614-620.

[4]吳彬貴,張宏升,張長(zhǎng)春,等.天津南部地區(qū)平流霧過程塔層氣象要素特征分析[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,05: 744-750.

[5]賴紹鈞,何芬,吳毅偉,等.福州市大霧發(fā)生的環(huán)流形勢(shì)及其氣象要素特征[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(17):8063-8065.

[6]王婷,潘蔚娟,劉云香.珠江口海霧生消的環(huán)流形勢(shì)及物理機(jī)制分析[C].中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì),2007.

[7]徐萌柳,銀燕,錢凌.南京冬季一次持續(xù)性濃霧過程的特征分析[J].浙江氣象,2008,29(03):14-19.

[8]梁軍,張勝軍,隋洪起,鄒耀仁.大連地區(qū)大霧特征[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2009,(01):28-35.

Analysis of an early spring fog in the southern Fujian

HE Xiu-lian1，LIN Rong-hui2，WANG Shuang-cai1，XU Qian-ji1，LU Zou-hui1
(1.Zhaoan County Meteorological Bureau Fujian Province,Zhaoan 363500 China;2.Zhangzhou City Meteorological Bureau Fujian Province, Zhangzhou 363000 China))

On February 9th—10th 2010,a wide range of fog appeared from Minnan to Yuedong coastal areas, which caused a lot of traffic accidents.Interrelated analysis showed that this fog process happened when the atmospheric stratification was relatively stable with the influence of cold air and there is a stronger southwest warm-moist air flow in the low altitude.To provide references for the forecast of early spring fog,the characteristics of atmosphere elements were analyzed during the fog process.

early spring；fog；water vapor condition

book=78,ebook=78

P458

：A

：1003-0239（2012）04-0060-05

2011-06-07

國(guó)家自然科學(xué)基金（40976015）；國(guó)家“973”項(xiàng)目（2010CB950302）

何秀戀（1971-)，女，工程師，從事天氣預(yù)報(bào)研究工作。E-mail:hxl305@163.com