雁蕩山云海的時(shí)空變化特征及其與氣象因子的關(guān)系*

單 權(quán) 馮國標(biāo) 梁曉妮

(浙江省氣象服務(wù)中心，浙江杭州310017)

0 引言

雁蕩山，中國“十大名山”之一，史稱“東南第一山”，位于浙江省溫州市樂清境內(nèi)，早在1982年就被國務(wù)院定為第一批國家重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)。雁蕩山的旅游資源具有很大的價(jià)值，其中氣候資源也是開發(fā)利用的重要組成部分［1，2］。

云海作為一種山體景觀特有的旅游氣候資源，也是雁蕩山諸多景觀中的一絕。由于受觀測資料限制，國內(nèi)外對于云海研究并不多，吳有訓(xùn)等分析黃山連續(xù)性云海天氣過程的大氣環(huán)流和物理量時(shí)間演變特征，指出高空偏西氣流，地面高壓底部，物理量穩(wěn)定少變利于連續(xù)性云海產(chǎn)生［3，4］?；魤巯舱J(rèn)為云海出現(xiàn)幾率受氣候影響較大，表現(xiàn)為明顯的季節(jié)性和地域性特征［5］。

本文利用北雁蕩氣象站1960—2012年氣象要素資料研究雁蕩山云海日數(shù)的變化特征及其與關(guān)鍵氣象因子的關(guān)系，為云海預(yù)報(bào)和開發(fā)利用雁蕩山旅游氣候資源提供依據(jù)。

1 雁蕩山云海的年際變化分析

由于云海的云底高度一般在1000 m左右，屬于低云族，故用低云量的多少可反應(yīng)云海的出現(xiàn)與否，本文將低云量≥50%作為云海出現(xiàn)的指標(biāo)，低云量≥80%作為8成以上云海日，低云量=100%作為10成云海日，由于研究表明［3］，陰雨天往往是云海出現(xiàn)的有利條件，因此上述條件也包含陰雨天在內(nèi)。分析表明，云海日數(shù)呈現(xiàn)多波振動(dòng)的時(shí)間演變規(guī)律(圖1a)，云海年平均日數(shù)為164.92 d，但年際差異較大，最多年份出現(xiàn)215d(1964年)，最少年份僅58d(2003年)，其中 1966—1969年、1986—1988年、1992—2008年偏少，其余年份偏多。

圖1 雁蕩山云海日數(shù)的年際演變(虛線為平均值)

8成以上云海年平均日數(shù)為94.87 d，最多年份有145 d(1984年)，最少年份為14 d(2004年)。10成云海年平均日數(shù)60.87 d，最多116 d(2012年)，最少6 d(2004年)。圖1b和圖1c分別顯示了8成以上和10成云海日數(shù)的年變化，比較兩圖可見它們的年際演變特征基本一致，其振蕩幅度比云海日的年變化明顯劇烈。

2 雁蕩山云海隨季節(jié)變化特征

由于各個(gè)季節(jié)氣候因素不同，因此對云海形成也會產(chǎn)生較大影響。圖2為雁蕩山云海及8成以上云海平均日數(shù)隨季節(jié)變化的情況。由圖可見，春季(3—5月)云海出現(xiàn)日數(shù)最多，秋季(9—11月)最少。春季平均云海日數(shù)50.89 d，最多為 70 d(1960、1973、1980 年)，8 成以上云海日數(shù)32.77 d，最多為55 d(1973年);秋季平均云海日數(shù) 32.02 d，8成以上云海日數(shù)16.74 d，2003年僅有9 d云海、1 d 8成以上云海。春季多云海的出現(xiàn)也符合霍壽喜［5］在文中的分析。

圖2 雁蕩山各季節(jié)平均云海日數(shù)變化

3 雁蕩山云海的月變化及其與氣溫、相對濕度的相關(guān)分析

圖3為雁蕩山云海和8成以上云海各月平均日數(shù)，由圖可見，6月平均云海出現(xiàn)最多(18.19 d)，10月最少(9.3 d)，8成以上云海出現(xiàn)最多在3月(11.6 d)，最少則在8 月(4.91 d)。各月的云海日和8成以上云海日變化基本一致，呈現(xiàn)多波動(dòng)走勢，且1—6月多于7—12月。

圖3 雁蕩山各月云海日數(shù)變化

各月云海出現(xiàn)日數(shù)的變化和氣象要素有著密不可分的關(guān)系。圖4展示了平均氣溫、相對濕度這兩個(gè)要素和云海出現(xiàn)的關(guān)系，平均氣溫與云海出現(xiàn)日數(shù)大致有反相關(guān)趨勢，而相對濕度與云海日數(shù)則表現(xiàn)為正相關(guān)。計(jì)算逐月云海平均日數(shù)(8成以上云海平均日數(shù))序列和測站逐月平均氣溫序列相關(guān)系數(shù)為 －0.02(－0.42)，但沒有通過95%信度檢驗(yàn)。計(jì)算逐月云海平均日數(shù)(8成以上云海平均日數(shù))序列和測站逐月平均相對濕度序列相關(guān)系數(shù)為0.82(0.64)，通過95%信度檢驗(yàn)，可見當(dāng)相對濕度較大時(shí)較容易形成云海，反之濕度不夠，云海難以形成。

圖4 雁蕩山各月云海平均日數(shù)及平均氣溫、相對濕度變化

4 雁蕩山8成以上云海與氣象因子的關(guān)系

為了進(jìn)一步探究氣象要素與云海形成的關(guān)系，以便于做出云海預(yù)報(bào)，下面挑選了降水、相對濕度、風(fēng)速3個(gè)關(guān)鍵因子對8成以上云海出現(xiàn)時(shí)它們的特征進(jìn)行深入分析。

4.1 降水因子

降水因子是云海出現(xiàn)的一個(gè)較好指征，濕潤多雨的氣候和復(fù)雜的地形是雁蕩山云海形成的基本條件之一。分析8成以上云海形成當(dāng)天及前一天的降水情況，平均90.51%的8成以上云海形成當(dāng)天有降水出現(xiàn)，而平均74.80%的8成以上云海形成前一天會出現(xiàn)降水，兩天中出現(xiàn)一天(包括兩天)的降水幾率為94.95%。表1為各月8成以上云海形成當(dāng)天及前一天出現(xiàn)降水的幾率，可見云海形成當(dāng)天出現(xiàn)降水幾率大于前一天出現(xiàn)降水幾率，兩天中至少有一天出現(xiàn)降水的最小幾率為86.79%，表明絕大多數(shù)情況下，云海形成前一天或當(dāng)天都會有降水出現(xiàn)，這是云海預(yù)報(bào)一個(gè)比較便捷和可靠的依據(jù)。

4.2 相對濕度因子

相對濕度也是云海形成的重要指標(biāo)之一，歷年8成以上云海形成當(dāng)天平均相對濕度為85.25%，表2是各月8成以上云海形成時(shí)的相對濕度最高、最低和平均值，一般來說平均相對濕度在80%以上較易形成8成以上云海。8成以上云海出現(xiàn)時(shí)，各月的平均相對濕度呈現(xiàn)拋物線變化規(guī)律，峰值在6月，平均相對濕度達(dá)90.13%。

4.3 測站風(fēng)速因子

風(fēng)速的大小會影響云的形成與消散速度，統(tǒng)計(jì)8成以上云海日的平均風(fēng)速可見(圖5)，月平均值均在4.5 m/s以下，除7—9月風(fēng)速相對較大外，其余月份平均風(fēng)速都在2.5 m/s左右。這表明，8成以上云海一般都是在風(fēng)速不太大的情況下形成的，當(dāng)風(fēng)速加大，湍流加強(qiáng)，上下層氣團(tuán)互相交換能量、水汽，云海就不容易形成。

表2 雁蕩山各月8成以上云海出現(xiàn)時(shí)相對濕度情況表 %

圖5 雁蕩山各月8成以上云海出現(xiàn)時(shí)平均風(fēng)速

5 結(jié)語

本文用北雁蕩氣象站1960—2012年氣象要素資料，分析了雁蕩山云海日數(shù)的變化特征及其與氣溫、降水、相對濕度、風(fēng)速的關(guān)系。得到以下結(jié)論。

1)雁蕩山年平均云海日為164.92 d，最多年份215 d，最少的年份僅有58 d，年際差異明顯。8成以上云海平均日數(shù)94.87 d，10成云海日平均60.87 d，兩者年際變化基本一致，其年際間振幅明顯強(qiáng)于云海日。

2)各季節(jié)由于氣候因素不同，云海日數(shù)變化也較大，春季云海出現(xiàn)最多，云海日平均有50.89 d，8成以上云海日平均32.77 d;秋季最少，平均云海日僅32.02 d，8成以上云海日平均16.74 d。

3)各月的云海日變化呈現(xiàn)多波動(dòng)走勢，且1—6月多于7—12月。云海日數(shù)與月平均氣溫的相關(guān)不明顯，但與相對濕度呈較明顯的正相關(guān)關(guān)系，云海日數(shù)(8成以上云海日數(shù))序列與月平均相對濕度序列的相關(guān)系數(shù)為 0.82(0.64)。

4)8成以上云海日關(guān)鍵氣象因子分析可得:云海出現(xiàn)的前一天或當(dāng)天一般都有降水，兩天中至少有一天出現(xiàn)降水的幾率為94.95%;一般來說，平均相對濕度≥80%時(shí)，較易形成云海;云海日的平均風(fēng)速一般都較小，當(dāng)平均風(fēng)速≤4.5 m/s時(shí)，云海的出現(xiàn)幾率較大。

［1］ 張貞華.浙江省旅游資源開發(fā)利用和自然保護(hù)［J］.科技通報(bào)，1990，6(5):262 －264.

［2］ 唐德容.北雁蕩山風(fēng)景區(qū)的旅游氣候優(yōu)勢［J］.杭州大學(xué)學(xué)報(bào)，1990，17(3):349 －354.

［3］ 吳有訓(xùn)，王克強(qiáng)，楊保桂，等.黃山連續(xù)性云海過程的天氣學(xué)分析［J］.氣象，2005，31(4):73 －76.

［4］ 吳有訓(xùn)，陳健武，楊保桂，等.黃山冬季氣溫分類及雪、雨凇和霧凇的氣候分析［J］.氣象學(xué)報(bào)，2000，58(3):376－384.

［5］ 霍壽喜.高山何以多云海［J］.湖北氣象，1999(2):46.

［6］ 錢永甫，萬暉.海陸分布和地形對大氣垂直環(huán)流影響的診斷研究［J］.氣象科學(xué)，1999，19(3):221 －232.

［7］ 郭恩華，陳海平.季風(fēng)與地形對臺灣降水的影響［J］.熱帶地理，1997，17(1):24 －29.

［8］ 馬曉波，高由禧，李慈.海陸分布對平均大氣環(huán)流的影響［J］.高原氣象，1993，12(1):40－47.