基于湖南省霧情特征的公路交通防霧災(zāi)對(duì)策研究

方 偉，蔡 能，蔣 康

（1.湖南省交通科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410015；2.湖南省長(zhǎng)湘高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410209）

0 引言

霧是指貼地層空氣中懸浮的大量水滴或冰晶微粒的集合體使水平能見距離降到1km以下的氣象現(xiàn)象，也常稱為大霧，是我國(guó)比較常見的災(zāi)害性天氣之一[1]。

霧使近地面層能見度降低，造成車輛船只滯留、交通堵塞、航班延誤，甚至引發(fā)嚴(yán)重的交通事故，帶來(lái)慘重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，霧對(duì)公路、航空、航海和內(nèi)陸水運(yùn)來(lái)說(shuō)都是高危險(xiǎn)天氣，降低霧對(duì)交通運(yùn)輸造成的不利影響已成為目前交通部門和氣象部門重要的工作目標(biāo)之一[2]。本文從湖南省霧情氣候特征分析入手，基于霧災(zāi)對(duì)公路運(yùn)輸?shù)挠绊?，提出湖南省公路運(yùn)輸預(yù)防大霧災(zāi)害的有效措施，以期對(duì)保障道路交通安全、提高服務(wù)和通行質(zhì)量起到積極作用。

1 湖南省霧情氣候特征及其成因分析

1.1 霧情時(shí)空分布特征

對(duì)湖南省氣象局提供的全省95個(gè)地面觀測(cè)站的大霧天氣（能見度＜500m）觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行SPSS統(tǒng)計(jì)和處理（1980～2010年），分別分析統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)各站大霧日、月、季變化規(guī)律；選取長(zhǎng)沙（大托鋪）、邵東、懷化、靖州和耒陽(yáng)為典型數(shù)據(jù)點(diǎn)，分析其年際變化規(guī)律。

1.1.1 從30年歷史總霧日資料來(lái)看，湖南省內(nèi)共有4個(gè)霧日超過1 000d的高發(fā)中心，分別位于南岳山（1 632d）、通道（1 339d）、平江（1 150d）和會(huì)同（1 008d），霧日總體分布特征為西多東少，東南區(qū)最少；濃霧（能見度＜200m）高發(fā)中心分別位于南岳山（1 492d）、平江（707d）和新晃（347d），江華、桂東、雙牌和江永的濃霧日數(shù)最少（均小于5d）。

1.1.2 將湖南省劃分為湘東北、湘西北、湘東南和湘西南4個(gè)區(qū)域，并分別選取各區(qū)內(nèi)歷年大霧日數(shù)最多的觀測(cè)站及南岳山高山站作為典型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)站，以分析湖南省大霧時(shí)空分布特征。月季統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，11月、12月為湖南全省大霧高發(fā)時(shí)段，其他月份排序分別為10月、9月、1月、3月、4月、2月、5月、8月、6月和7月，其中7月湖南全省大部分地區(qū)霧日數(shù)＜5d。從地域性差異來(lái)看，南岳山年平均大霧日最多，每月都有出現(xiàn)大霧的可能性，秋季大霧日最多，春季次之，冬季最少；湘東北的平江年平均大霧日位列第2，冬季、秋季為全年多霧的2個(gè)季節(jié)，夏季最少；湘西北的桑植年平均霧日為第3，冬季大霧日最多，其次是春季，夏季最少；湘西南的通道年平均大霧日排列第4，冬季最多，秋季次之，夏季最少；湘東南的永興年平均大霧日最少，冬季大霧日最多，秋季次之，夏季最少（見圖1）。

1.1.3 對(duì)收集到的大霧過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，大霧生成的主要時(shí)段集中在每天10：00之前，其生成量可達(dá)全天的90%以上，且3：00～8：00中大霧生成量可達(dá)全天的75%；湖區(qū)（常德、岳陽(yáng)等）大霧生成時(shí)間較遲，山區(qū)（懷化、靖州等）大霧生成時(shí)間較早，且冬季遲于秋季和春末（見圖2、圖3）。

圖1 典型數(shù)據(jù)站大霧日數(shù)逐月分布圖

圖2 大霧生成時(shí)段分布情況

圖3 各典型站10：00前大霧生成百分比（%）

1.2 湖南省大霧主要成因分析

大霧形成的途徑主要有兩種，一是低溫空氣降至露點(diǎn)后底層空氣即可結(jié)霧；二是空氣中水汽增加造成飽和而產(chǎn)生凝結(jié)成霧。湖南省內(nèi)大霧多為輻射霧，即多出現(xiàn)于冬季，主要為夜間低溫所致，且結(jié)束時(shí)間較晚。另外，大霧出現(xiàn)日數(shù)與地形、生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。由于湘西森林覆蓋率高，水汽充盈，且秋冬季節(jié)易受大陸高壓控制導(dǎo)致晝夜溫差增大，空氣中水汽飽和導(dǎo)致大霧生成，因而其大霧生成量多于湘東。湘中多為丘陵、崗地和河谷兩岸的沖積平原，海拔多在500m以下，僅衡山獨(dú)立其中，高達(dá)1 289.2m，故氣溫明顯偏低，是省內(nèi)霧日最多點(diǎn)。湘東南地區(qū)秋冬季節(jié)輻射降溫不如其他地區(qū)明顯，氣溫相對(duì)較高，且人口稠密導(dǎo)致森林覆蓋率下降，空氣中水汽減少，大霧日數(shù)也相對(duì)較少。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，隨著城市化進(jìn)程的加快和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，熱導(dǎo)效應(yīng)造成城市氣溫明顯升高而不利于水汽凝結(jié)，使2000年后的大霧日數(shù)呈減少趨勢(shì)。

2 大霧災(zāi)害對(duì)公路交通運(yùn)輸?shù)挠绊?/h2>

由于霧滴聚集阻擋人們的視線，致使能見距離縮小，當(dāng)能見度縮小到一定范圍時(shí)，人對(duì)車距容易產(chǎn)生錯(cuò)覺，以致發(fā)生交通事故。近年來(lái)湖南省的高速公路運(yùn)輸保持了強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，但由于多方原因，大霧天氣引發(fā)的交通事故死亡率居高不下。由于高速公路具有車流量大、行車速度快等特點(diǎn)，一旦霧天發(fā)生交通事故，經(jīng)常會(huì)引起連鎖反應(yīng)，最終形成多車連環(huán)追尾相撞的重、特大惡性交通事故[3]。從2000～2009年湖南省內(nèi)高速公路交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，大霧天氣條件下交通事故死亡人數(shù)占死亡總數(shù)的20.7%，比所有事故平均水平高6.4%。大霧天氣下能見度的顯著降低和路面附著系數(shù)的改變使駕駛員的操作行為和交通流受到較大影響，判斷失誤、追尾和連環(huán)相撞等事故最易發(fā)生。另一方面，惡劣的天氣條件導(dǎo)致部分或全部車道關(guān)閉致使公路的通行能力大大降低，路面上行駛的車輛車速也難以達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)速，交通需求高峰期時(shí)的阻塞更進(jìn)一步降低了道路的運(yùn)營(yíng)能力。

3 公路交通運(yùn)輸防霧災(zāi)對(duì)策

3.1 提高公路工程項(xiàng)目的防霧規(guī)劃與設(shè)計(jì)水平

良好的公路路網(wǎng)規(guī)劃和道路基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)與建設(shè)是惡劣天氣條件下降低交通事故發(fā)生率和提高道路通行能力的有力保障，在道路建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段即應(yīng)加強(qiáng)路線和交通工程設(shè)計(jì)，充分考慮不良天氣條件下道路行車的安全條件，進(jìn)而采取相應(yīng)的預(yù)防措施，如對(duì)高速公路建設(shè)項(xiàng)目開展氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，路線規(guī)劃避讓氣象災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域。在濃霧、團(tuán)霧高發(fā)地區(qū)和路段加大能見度監(jiān)測(cè)儀的設(shè)置密度，增加便攜式小雷達(dá)的使用率，設(shè)置人工或機(jī)器除霧設(shè)施等。在大霧影響嚴(yán)重路段設(shè)置主動(dòng)發(fā)光的交通誘導(dǎo)設(shè)施和霧區(qū)專用標(biāo)志、標(biāo)線，已在湖南省內(nèi)京港澳高速示范路段試驗(yàn)實(shí)施，2011年惡劣氣象條件下交通通行效率比工程示范前1～2年內(nèi)的平均水平提高15%，應(yīng)急物資到位平均時(shí)間縮短20%。因此湖南省內(nèi)其他高速公路也在吸收示范工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，相繼增加了交通安全及機(jī)電設(shè)施的布設(shè)。

3.2 加強(qiáng)公路氣象信息數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)

氣象條件對(duì)交通的影響很大，交通監(jiān)控系統(tǒng)控制策略的實(shí)現(xiàn)和對(duì)道路使用者提供的誘導(dǎo)信息要求能得到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的氣象環(huán)境信息，為減少惡劣天氣引起的交通事故，也必須掌握氣象信息的規(guī)律和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為采取相應(yīng)的防范措施提供有效的依據(jù)。氣象信息的采集一方面可通過道路沿線的氣象檢測(cè)設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)，另一方面也可通過與氣象部門合作獲取數(shù)據(jù)。根據(jù)湖南省內(nèi)地形、氣候、公路路網(wǎng)和交通運(yùn)輸條件，在道路沿線適當(dāng)加大氣象數(shù)據(jù)采集儀器密度，提高霧情預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度可大大降低交通事故發(fā)生的概率。

3.3 加強(qiáng)霧天霧區(qū)交通安全管理

對(duì)于交通管理者而言，制定嚴(yán)格的道路霧天交通運(yùn)行規(guī)定和加強(qiáng)駕駛員霧天安全行駛意識(shí)教育是最基本的安全管理措施。在能見度較低且不封閉交通的情況下，應(yīng)對(duì)路面行駛車輛的車速、車距、流量、超車、急剎車和車道使用等條件做出明確規(guī)定，同時(shí)保證霧區(qū)專用提示標(biāo)志、可變信息板、誘導(dǎo)標(biāo)、霧燈等交通誘導(dǎo)設(shè)施完好可用。在穿越大霧頻發(fā)區(qū)域路段預(yù)設(shè)臨時(shí)交通誘導(dǎo)設(shè)施接口，在大霧多發(fā)時(shí)段及時(shí)發(fā)布提示信息與交通管制指令。

3.4 大霧條件下交通安全應(yīng)急處置措施

加強(qiáng)和完善霧天交通應(yīng)急處置系統(tǒng)可在較大程度上降低安全事故發(fā)生率和嚴(yán)重程度，具體包括：a）完善氣象信息采集、監(jiān)控、發(fā)布與查詢途徑及手段，使道路使用者和交管人員能在第一時(shí)間獲取準(zhǔn)確的天氣信息；b）根據(jù)實(shí)時(shí)氣象條件、交通流量和事故信息等發(fā)布安全警告，同時(shí)啟動(dòng)合理的應(yīng)急救援與管理預(yù)案（如分流、部分或全部封閉交通、交通管制、限速等），以快速的傳輸功能和應(yīng)急處理方法保證道路交通安全和服務(wù)能力。

4 結(jié)論

4.1 湖南省大霧日總體呈西多東少的特征，11月、12月為湖南全省大霧高發(fā)時(shí)段。大霧高發(fā)區(qū)主要集中在海拔高度較高山峰、下墊面多植被覆蓋和湖泊水體的地區(qū)，近地面層充沛的水汽條件是大霧發(fā)生的主要成因。

4.2 大霧天氣導(dǎo)致能見度顯著降低，交通事故頻發(fā)。為提高道路交通安全水平和通行能力，可從開展交通建設(shè)項(xiàng)目氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、增加建設(shè)項(xiàng)目防霧設(shè)施設(shè)置、加強(qiáng)公路氣象數(shù)據(jù)信息的采集與監(jiān)測(cè)、加強(qiáng)霧天霧區(qū)交通安全管理和完善霧天交通安全應(yīng)急系統(tǒng)幾個(gè)方面著手提高公路交通運(yùn)輸?shù)姆漓F災(zāi)能力。

[1]姚蓉，戴澤軍，傅承浩，等.湖南大霧氣候特征及成因分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（34）：15089-15091.

[2]唐晉娟.不良天氣條件下高速公路交通安全影響分析[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2010.

[3]趙慧霞，王維國(guó)，李澤椿.霧對(duì)我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)牟焕绊懠皩?duì)策[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，26（2）：58-62.