2015年4月4—6日凌晨平流霧過程分析

劉松波

摘 要 利用溫州機(jī)場整點(diǎn)觀測報(bào)文、天氣圖、衛(wèi)星云圖、機(jī)場周邊自動(dòng)站資料等資料，綜合分析了此次平流霧產(chǎn)生的原因。

關(guān)鍵詞 平流霧；天氣形勢；可見光云圖

中圖分類號(hào)：P732 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）18--02

2015年4月4-6日凌晨，溫州機(jī)場連續(xù)出現(xiàn)平流霧，共造成60個(gè)航班取消，9個(gè)航班備降，一個(gè)航班復(fù)飛，一個(gè)航班返航，嚴(yán)重影響機(jī)場的正常運(yùn)營。本文通過運(yùn)用各種資料對(duì)本次大霧的形成原因進(jìn)行分析，以期為進(jìn)一步做好平流霧預(yù)報(bào)提供借鑒。

1 天氣形勢分析

從4月3日08：00開始，500 hPa華東地區(qū)轉(zhuǎn)為西南氣流（圖略），暖區(qū)逐漸加強(qiáng)。4日20：00西南氣流進(jìn)一步加強(qiáng)，4日傍晚-5日早上大霧低云發(fā)生時(shí)，長江以南至華南均為槽前西南氣流控制，槽線位于河套-四川盆地一線，冷空氣勢力偏北，槽線移動(dòng)較為緩慢，且有所北收。5日20：00，500 hPa形勢與4日類似，舊的槽線被填塞，但是在河西走廊一帶又生成一個(gè)小氣旋，從氣旋伸出的槽線位置與4日相去不遠(yuǎn)，本場仍然處于寬廣的西南暖濕氣流中。4日20：00，700 hPa江淮至四川盆地被切變盤踞，急流軸線位于浙中-江西-兩廣一線，暖平流明顯，暖區(qū)達(dá)到黃海南部。本場位于急流軸南側(cè)暖區(qū)。隨著時(shí)間推移，切變線逐漸南壓。5日20：00切變推至長江一線，之后維持。急流軸線位于蘇皖中南-兩湖交界-云貴一線，急流區(qū)和高濕區(qū)一致。即平流霧發(fā)生時(shí)，700 hPa圖上（圖1），一直處于暖區(qū)控制。6日02：00，700 hPa暖脊剛好位于本場附近，08：00，暖脊南壓過本場，落于福鼎附近，本場大霧結(jié)束。850 hPa與700 hPa類似，但槽線、急流軸線及高濕區(qū)位置較為偏南，暖中心維持在本場附近，槽線及暖中心隨時(shí)間緩慢東移南壓，6日08：00，暖中心基本移出大陸。4日20：00地面圖本場處于倒槽靜止鋒南側(cè)，4-5日20：00，地面形勢變化不大，靜止鋒穩(wěn)定少動(dòng)，5日后半夜開始靜止鋒南壓明顯，到6日02：00，鋒面基本壓至本場附近，地面逐漸轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，2 h后能見度轉(zhuǎn)好。5日08：00能見度轉(zhuǎn)好與6日04：00能見度轉(zhuǎn)好機(jī)制不同，5日是由于地面升溫，逆溫層被破壞，從而白天能見度很好，6日04：00，是因?yàn)榈讓永淇諝鈹U(kuò)散，冷空氣主體過本場，環(huán)流形勢變化，能見度轉(zhuǎn)好。

圖1 4日20：00 700 hPa天氣形勢圖

2 衛(wèi)星云圖分析

4日15：00，機(jī)場能見度很好，周邊自動(dòng)站能見度也好，但是從 15：00可見光云圖與紅外云圖的對(duì)比中（圖2）看出，15：00，紅外云圖上溫州機(jī)場附近海面上空空蕩蕩，但是可見光云圖上卻有范圍較大的薄薄的一層回波。因此探測手段的缺失是平流霧發(fā)生的具體時(shí)間較難把握的根源。

紅外云圖（左） 可見光云圖（右）

圖2 4日15：00溫州機(jī)場附近（小紅點(diǎn)）

3 物理量場分析

3.1 風(fēng)場分析

4日夜里，平流霧剛開始時(shí)（18：00-20：00）有3個(gè)時(shí)次吹東北風(fēng)，按照以往的統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)東北風(fēng)時(shí)平流霧的概率較低，之所以出現(xiàn)與經(jīng)驗(yàn)背離是由于4日20：00，海上霧源剛好位于本場東北方向。6日01：00-04：00，機(jī)場也是東北風(fēng)，能見度逐時(shí)好轉(zhuǎn)，是因?yàn)榈孛驿h面及850 hPa切變線移出，冷空氣擴(kuò)散，轉(zhuǎn)為東北風(fēng)后，環(huán)流形勢改變所至。

3.2 溫度場分析

從溫州4日20：00探空圖（圖3左）可以看出底層大約925 hPa附近有逆溫層，這點(diǎn)從925 hPa與地面溫差（圖3右）達(dá)到4～5 ℃也可以判斷出有很強(qiáng)的逆溫。逆溫表明層結(jié)穩(wěn)定，有利于平流霧的發(fā)生。

從5日02：00機(jī)場附近溫度場（圖4）可以看出，海氣溫差大約在1 ℃左右，陸地及海面溫度均相對(duì)較高，但是機(jī)場附近近海海面剛好有個(gè)冷舌。5日20：00的逆溫層相對(duì)較低較薄，925 hPa與地面溫差也只有3 ℃，表明逆溫層比4日要弱，所以更容易被破壞，當(dāng)環(huán)流形勢變化時(shí)能見度更容易轉(zhuǎn)好。平流霧發(fā)生時(shí)地面溫度均低于20 ℃，說明本場如果最低氣溫高于20 ℃則平流霧出現(xiàn)的概率較低。

圖3 4日20：00溫州（58659）探空圖（左）及925hPa與地面溫差（右）

圖4 5日02：00機(jī)場（小黑點(diǎn)）附近溫度場

3.3 垂直速度場及散度分析

4日20：00，700 hPa上溫州附近垂直速度為0.05 m/s，為下沉運(yùn)動(dòng)，850 hPa垂直速度為0 m/s，925 hPa為-0.05 m/s。可以看出溫州機(jī)場上空約900 hPa以上為下沉氣流，925 hPa以下為弱上升氣流。900 hPa 以上的下沉運(yùn)動(dòng)與925 hPa 以下的上升運(yùn)動(dòng)有助于邊界層逆溫的形成和維持。從850 hPa及925 hPa散度對(duì)比可以看出，850 hPa時(shí)散度大約在0（E-5/s），925 hPa是大約在-2（E-5/s），表明垂直方向上，底層有弱輻合。近地面弱輻合的存在， 有利于水汽的匯聚，使?jié)穸雀菀走_(dá)到飽和。

3.4 濕度場分析

近地面相對(duì)濕度（Rh）與能見度大小呈明顯反相關(guān)；近地面溫度遞減率（γ）與能見度呈明顯正相關(guān)；4日本場相對(duì)濕度基本≥90%，大霧發(fā)生時(shí)，濕度基本≥95%。與之對(duì)應(yīng)，1 000 hPa 水汽通量散度也為負(fù)，水汽通量散度代表環(huán)境流場和周邊水汽對(duì)本地水汽條件的貢獻(xiàn)，為負(fù)表示水汽輻合。這說明趨于飽和的水汽是起霧的必要條件[1]。本場統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，每次起霧前相對(duì)濕度都升高至80%以上，比起霧時(shí)間提前約2 h。同時(shí)，Rh 降低與霧消也有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，研究表明相對(duì)濕度下降的拐點(diǎn)滯后于氣溫回升的拐點(diǎn)2 h 左右。

4 降水對(duì)能見度的影響

4日20：00-21：00，機(jī)場有降水，且20：00降水達(dá)到中等。據(jù)經(jīng)驗(yàn)介于小到中等強(qiáng)度之間的降水有利于能見度轉(zhuǎn)好，對(duì)比當(dāng)時(shí)的能見度變化情況，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)好有限。原因是本次降水范圍很?。ɡ走_(dá)圖略），無法改變大面積的平流霧大勢。而5日01：00-02：00，機(jī)場有大毛毛雨，對(duì)視程影響較大，使得能見度達(dá)到當(dāng)日最小值。因此，降水對(duì)能見度的影響不僅要看降水形態(tài)、大小，還應(yīng)考慮降水范圍。

5 結(jié)論

一是本次平流霧是較為典型的暖區(qū)平流大霧，持續(xù)時(shí)間長，范圍廣。西南低空急流的建立，中低層暖平流的加強(qiáng)，底層逆溫層結(jié)穩(wěn)定，且近地層濕度的飽和，均是平流霧的產(chǎn)生及維持的有利條件[2]。二是5日早上平流霧消散和6日凌晨平流霧的消散機(jī)制不同。三是近地面較小的溫度遞減率（γ）或者逆溫層的存在對(duì)平流霧的預(yù)報(bào)有很好的指示作用，但是當(dāng)預(yù)計(jì)會(huì)有大霧發(fā)生時(shí)，相對(duì)濕度對(duì)于大霧具體發(fā)生的時(shí)間有很好的借鑒意義。四是溫度的變化通常略快于濕度的變化。五是降水對(duì)能見度的影響不僅要看降水形態(tài)、大小，還應(yīng)考慮降水范圍。六是對(duì)平流霧的預(yù)報(bào)，須重視衛(wèi)星云圖的分析、密切關(guān)注周邊自動(dòng)站的能見度的變化情況、綜合分析本場的溫度、濕度、風(fēng)場（環(huán)流場）、垂直速度散度等物理量場的變化情況，合理利用數(shù)值預(yù)報(bào)的產(chǎn)品，把握平流霧的發(fā)生、持續(xù)及消散的時(shí)間，從而做出高質(zhì)量的預(yù)報(bào)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]袁嫻，陳志豪.上海浦東機(jī)場平流霧的統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測分析[J].氣象科學(xué)，2013，33（1）：95-101.

[2]范天錫.氣象衛(wèi)星與衛(wèi)星氣象[M].北京：氣象出版社，2014.

（責(zé)任編輯：劉昀）