咸陽機(jī)場一次持續(xù)性大霧天氣分析

杜陽

摘 要：本文對咸陽機(jī)場一次持續(xù)性大霧天氣的大氣環(huán)流形勢及相關(guān)氣象要素進(jìn)行了綜合分析。研究表明，大霧過程期間，機(jī)場上空以緯向環(huán)流為主，沒有明顯冷空氣活動，低層存在暖平流，地面處于弱氣壓場，風(fēng)速小、相對濕度大，大氣層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，逆溫層穩(wěn)定，上述形勢既不利于空氣污染物的擴(kuò)散或垂直運動，造成嚴(yán)重的低能見度天氣。

關(guān)鍵詞：咸陽機(jī)場；持續(xù)性大霧天氣

1 概述

2015年11月30日至12月1日，西安咸陽國際機(jī)場出現(xiàn)了一次持續(xù)性大霧天氣，共造成超過500架次的航班延誤或取消，高峰時航站樓滯留旅客近萬人。

近地面空氣中懸浮的大量微小水滴或冰晶使水平能見度在500-1000m時稱為為大霧，介于50-500m時稱為濃霧，小于50m時稱為強(qiáng)濃霧。

由圖表1可以看出，29日8∶32-10∶00時機(jī)場出現(xiàn)了600-800米的大霧，隨后的13個小時，能見度維持在1000-1500米。持續(xù)性大霧主體出現(xiàn)在11月30日凌晨1時至12月1日11時，共持續(xù)35個小時，期間能見度最差為30米。自29日起，咸陽空氣質(zhì)量與前一周相比有明顯下降。

2 環(huán)流形勢

分析29日08時和20時的高低空天氣圖可以發(fā)現(xiàn)，咸陽上空500hPa為有弱波動的西北氣流，700hPa亦為偏西氣流，且處于暖脊前部，有暖平流。850hPa至地面，陜西及其東部，包括華東、長江中下游廣大地區(qū)處于大范圍均壓場內(nèi)，風(fēng)力很弱。

上述地區(qū)多個城市在29日已出現(xiàn)輕霧或大霧天氣。當(dāng)日咸陽市平均AQI為178，屬于中度污染。分析同時段咸陽市的T-LogP圖可以看出，29日08時咸陽上空已形成了厚達(dá)1000米的逆溫層，至20時，雖然隨著地面溫度的升高，逆溫層上下溫差有所減小，但逆溫層厚度已增至1500米。低層大氣處于穩(wěn)定的狀態(tài)，不利于污染物的擴(kuò)散，為霧霾的形成和加重創(chuàng)造了有利條件。

分析30日08時各層次天氣圖，700hPa圖上可以發(fā)現(xiàn)308高度線在過去12小時內(nèi)從榆林南壓至延安，向南移動了200公里，延安轉(zhuǎn)為偏西風(fēng)且風(fēng)速明顯增大（圖2）。但其他層次變化不明顯。從30日20時500hPa至850hPa的各層天氣圖均可明顯看出高度線南壓，指示冷空氣正在南下，其中700hPa高度處冷空氣前鋒已到達(dá)陜西中北部。

從30日08時和20時的T-LogP圖來看，雖然30日白天逆溫層斷裂成兩個薄逆溫層，但到夜間隨著地面溫度下降，又形成了厚達(dá)1500米的逆溫層。30日全國東部出現(xiàn)大霧的城市比前一日有所增多。咸陽機(jī)場仍處于為0-2m/s的弱風(fēng)場內(nèi)，相對濕度超過95%。當(dāng)日咸陽市平均AQI為301，屬重度污染，能見度進(jìn)一步下降，30日夜間23時以后，咸陽機(jī)場相對濕度高達(dá)97%，能見度下降至不足100m。

研究表明，微風(fēng)、高濕、穩(wěn)定的邊界層結(jié)構(gòu)對霧的形成和氣溶膠的生成增長均有利。空氣中污染物微粒的消光作用，又會導(dǎo)致能見度下降和霧霾天氣的維持。穩(wěn)定的邊界層結(jié)構(gòu)與近地層污染物濃度及霧霾之間存在正反饋機(jī)制，理想的狀態(tài)下三者可以長久地持續(xù)存在，直到外界因素（大風(fēng)，降水等）打破這種平衡。

陜西省局自動站監(jiān)測資料顯示，長武縣（咸陽機(jī)場西北120公里）在12月1日05時吹東南風(fēng)，風(fēng)速2.3m/s，06時轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，風(fēng)速增大到6.3m/s。由此可以判斷近地面冷空氣約在06時到達(dá)長武。

按風(fēng)速推算，冷空氣到達(dá)咸陽機(jī)場將在11時左右。據(jù)咸陽機(jī)場觀測資料顯示，機(jī)場能見度10∶40開始快速上升，12時能見度突破1000米，大霧天氣結(jié)束。

3 小結(jié)

大氣底層暖平流，大氣層結(jié)穩(wěn)定和較高濕度對大霧形成具有重要作用。咸陽機(jī)場此次大霧出現(xiàn)之前和大霧持續(xù)過程中，環(huán)流形勢恰好完全滿足了這三個要求。

低層暖平流和近地面弱風(fēng)場，是大范圍霧天持續(xù)出現(xiàn)的主要背景。高于90%的相對濕度和高濃度污染物顆粒，為大范圍霧提供了物質(zhì)條件。空氣中的污染物和水汽聚集在對流層底部，使能見度下降，太陽輻射減弱，光照對近地面溫度變化的影響降低，逆溫層更加深厚，而逆溫層的存在又使得大氣更加的穩(wěn)定，污染物繼續(xù)累積，能見度進(jìn)一步下降，在理想的狀態(tài)下三者可以長久地持續(xù)存在，直到外界因素（大風(fēng)，降水等）打破這種平衡，霧方得消散。

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