遼寧一次區(qū)域性大霧的天氣條件特征分析

吳侃　張?jiān)?/p>

摘要：利用常規(guī)地面觀測資料及探空資料，對2013年3月6日至7日發(fā)生在遼寧省的區(qū)域性大霧天氣過程進(jìn)行分析，研究大霧天氣的生消機(jī)制。結(jié)果表明：中高層緯向環(huán)流及地面鞍形氣壓場的建立為持續(xù)性大霧過程提供了良好的背景條件；弱冷空氣使地面輻射冷卻是大霧的觸發(fā)機(jī)制；穩(wěn)定的層結(jié)條件、低空逆溫特征是大霧發(fā)展的促進(jìn)因素；溫度露點(diǎn)差較小、比濕和凝結(jié)函數(shù)值較高和弱地面風(fēng)場有利于大霧的維持。

關(guān)鍵詞：大霧；地面要素；探空

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）07-1589-04

遼寧省位于中國東北地區(qū)的南部，大霧天氣是主要的氣象災(zāi)害之一。遼寧大霧多發(fā)生在冬季、春季的夜間和早晨，由于白天太陽短波輻射的作用，邊界層大氣層結(jié)趨于不穩(wěn)定使得大霧逐漸消散，大霧的形成時(shí)間和地點(diǎn)受夜間的局地風(fēng)速影響[1]。

遼寧大霧天氣，一般出現(xiàn)在沿?；蛘呱焦韧莸?，我省東南部大連地區(qū)、丹東地區(qū)以及西部山區(qū)黑山、彰武為大霧易發(fā)區(qū)。陳傳雷研究認(rèn)為近53 a遼寧年平均霧日地域分布呈現(xiàn)兩高三低的態(tài)勢[2]。蔣大凱等對1994至2002年73次遼寧省區(qū)域性大霧過程進(jìn)行對比分析后將區(qū)域性大霧進(jìn)行分型。王緒鑫等對發(fā)生在鞍山地區(qū)一次罕見大霧災(zāi)害過程進(jìn)行分析，研究大霧的發(fā)展機(jī)制及其對當(dāng)?shù)卮髿鈿馊苣z的特征影響[3]。張洪英分析了山東省的一次大霧發(fā)生氣象條件[4]。何立富等研究了2004年華北平原一次持續(xù)性大霧發(fā)生的天氣背景，計(jì)算和分析了大霧發(fā)生的動(dòng)力和熱力結(jié)構(gòu)特征，探討了其輻射冷卻作用[5]。熊秋分等研究指出北京一次濃霧的邊界層要素特征[6]。

1 大霧天氣實(shí)況

6日20時(shí)，500hpa多短波槽脊活動(dòng)，貝加爾湖東北部地區(qū)存在深厚的低渦系統(tǒng)，遼寧省盛行短波槽前西風(fēng)氣流，河套地區(qū)淺槽東移弱冷空氣影響遼寧地區(qū)。有明顯的冷舌侵入，干區(qū)范圍較大。850hpa遼寧省西部地區(qū)受西北急流控制，南部地區(qū)受西南急流控制，兩只急流在渤海北部匯合，低層切變線的生成和發(fā)展是本次大霧的觸發(fā)機(jī)制和主要水汽輸送者，開始階段全省低層相對濕度較小，水汽條件較差。

7日08時(shí)，貝加爾湖東部地區(qū)低值系統(tǒng)東移北抬，強(qiáng)度有所減弱，河套地區(qū)淺槽東移入海，低層切變線北抬至吉林地區(qū)中部，遼寧省全區(qū)相對濕度較小，水汽條件較差，無西南急流影響。

2.1.2地面形勢場分析

3月6日20時(shí)，地面低壓中心在黑龍江西北部，遼寧省受槽底低壓控制，省內(nèi)氣壓梯度較??；23時(shí)低壓槽略有北抬，省內(nèi)氣壓梯度為5hpa；7日02時(shí)低壓倒槽變化不大，遼寧省位于低壓底后部；05時(shí)低壓槽繼續(xù)東移北抬，省內(nèi)的氣壓梯度減小到2hpa；08時(shí)低壓系統(tǒng)移出，遼寧受高壓底前部影響。

遼寧此次大霧屬于偏南倒槽型輻射霧，低壓主體在東北地區(qū)北部一帶。天氣特征為遼寧處在低壓底部，貝加爾湖地區(qū)暖性高壓東移南壓，伸向東北地區(qū)南部，高空冷空氣的侵入與之形成對峙局面，遼寧處于東北地形槽輻合區(qū)內(nèi)。高壓前部提供冷濕空氣，降低下墊面溫度，地形槽前偏南氣流移動(dòng)到冷的下墊面上，暖濕氣流低層凝結(jié)出現(xiàn)霧，在夜間晴空輻射的作用下使霧的強(qiáng)度加強(qiáng)，范圍加大。

2.1.3 氣象要素分析

2.1.3.1 低層濕度分析

空氣的露點(diǎn)溫度也因溫度高而相對較高，空氣濕度較大，一旦有弱冷空氣侵入，空氣中凝結(jié)核較多，易凝結(jié)成水滴。溫度露點(diǎn)差越小，相對濕度越大，在大霧發(fā)生時(shí)露點(diǎn)溫度和溫度十分接近，有的達(dá)到了與溫度相等，說明在大霧發(fā)生時(shí)相對濕度特別大，達(dá)到了飽和或接近飽和的程度。如下圖所示（藍(lán)色表示溫度，綠色表示露點(diǎn)，紅色為天氣現(xiàn)象），在大霧發(fā)生前后溫度露點(diǎn)差在逐漸減小，濃霧發(fā)生區(qū)域的露點(diǎn)差小于1℃，這與蔣大凱等人在2007年的研究結(jié)論相同[7]。

2.1.3.2 地面風(fēng)速分析

3 結(jié)論

本文采用地面觀測資料以及探空資料，對2013年3月6日至7日發(fā)生在遼寧省的區(qū)域性大霧天氣過程進(jìn)行研究，通過對本次過程環(huán)流背景及地面要素的分析，揭示了其成因和維持機(jī)制，分析表明：

1）穩(wěn)定的環(huán)流背景和平直的西風(fēng)急流及地面鞍型均壓場為大霧過程提供良好的背景條件。

2）過程期間，近地面大氣層中較小的風(fēng)速（≤3m/s）促使大霧的形成和維持，風(fēng)向以偏南風(fēng)為主；溫度露點(diǎn)差持續(xù)偏小，維持在2℃以下。

3）對探空資料的分析表明，大霧期間大氣層結(jié)表現(xiàn)出穩(wěn)定的特性，大連、錦州、丹東邊界層有逆溫結(jié)構(gòu)，近地面強(qiáng)逆溫為大霧形成和維持提供有利條件。

4）日間溫度較高，夜里溫度下降，地表輻射冷卻加上低層暖濕西南水汽的輸送有利于大霧的維持。

5）比濕和凝結(jié)函數(shù)處于大值區(qū)，使大霧的能見度呈現(xiàn)出低值。

4 討論

強(qiáng)冷空氣的侵入并沒有破壞大氣的層結(jié)結(jié)構(gòu)，大霧天氣依然維持。

受資料時(shí)間和格點(diǎn)尺度的限制，該文對大霧的分析僅僅是初步的。對于遼寧地區(qū)大霧生消機(jī)制的細(xì)致診斷還需要依賴更為密集的時(shí)間和空間尺度資料，另外也要考慮近地面層的摩擦作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] Golding B W. A study of the influence of terrain on fog development[J].Mon Wea Rev，1993（121）：2529-2541.

[2] 陳傳雷，蔣大凱，孔令軍. 近53年遼寧霧的時(shí)空分布及成因分析[J]. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2006，22（1）：21-24.

[3] 王緒鑫，馬雁軍，張晨. 2009 年冬季一次大霧過程的特征分析[C].第28屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)——S8大氣成分與天氣氣候變化的聯(lián)系，2011.

[4] 張洪英.山東省一次大霧氣象條件分析[J]. 氣象與環(huán)境科學(xué)，2012（S1）.

[5] 何立富，李鋒，李澤椿. 華北平原一次持續(xù)性大霧過程的動(dòng)力和熱力特征[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2006，17（2）：160-168.

[6] 熊秋芬，江元軍，王強(qiáng). 北京一次濃霧過程的邊界層結(jié)構(gòu)及成因探討[J].氣象科技，2007，35（6）：781-786.

[7] 蔣大凱，閔錦忠，陳傳雷，等.遼寧省區(qū)域性大霧預(yù)報(bào)研究[J].氣象科學(xué)， 2007，27（5）：578-583.