成綿高速大霧封道特征及氣象成因分析

孫燕玲++薄曉虎++曾麒麟

摘 要：利用2006—2013年四川省高速公路封道資料及同期的氣象自動站觀測資料，對成綿高速大霧封道的特征以及氣象成因進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：成綿高速因大霧封道呈現(xiàn)出明顯的年際變化，大霧封道主要在11—2月。大霧封道的起始時間主要集中在23時—次日9時；結(jié)束時間主要集中在07—13時，持續(xù)時間最多集中在0～10h。不同路段大霧封道頻次也不相同，其中城北收費站路段和綿陽南路段頻次較少，而其余路段的大霧封道頻次大致相同。成綿高速公路出現(xiàn)大霧普遍為輻射霧。

關(guān)鍵詞：大霧封道；氣溫；相對濕度；風(fēng)；氣壓

0 引言

隨著當(dāng)前交通運輸業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展，高速公路的使用率不斷提升，對交通安全的保障需求愈加迫切。大霧是影響高速公路交通運營安全的主要災(zāi)害性天氣之一，災(zāi)害性大霧對成綿高速公路的影響尤為顯著。因此，統(tǒng)計2006—2013年成綿高速公路大霧封道的資料，分析其特征及其與各氣象要素的關(guān)系，為成綿高速公路大霧的預(yù)報預(yù)警做一些有意義的探索。

1 資料概況及研究方法

成綿高速公路起于成都市三合場，經(jīng)過新都、青白江等市，全長92.4千米，是四川省規(guī)劃實施的一條交通干線。利用四川省交通運輸廳提供的2006—2013年的四川省高速公路封道信息，統(tǒng)計分析成綿高速公路大霧封道的特征，該資料共計8802條，每一條資料包括位置（高速公路名稱），高速公路方向（出入口），封道原因，封道起止時間、關(guān)閉的路段等信息。同時，利用同時段的自動站觀測資料分析大霧封道與各氣象要素的關(guān)系。

2 成綿高速大霧封道特征

2.1 大霧封道年變化特征

成綿高速大霧封道次數(shù)的年際變化呈“W”型，存在明顯的年際變化。2013年封道次數(shù)達(dá)到這8年的最高峰，占總次數(shù)的23%，為40次；2011年封道次數(shù)僅為11次，占總次數(shù)的6%，為這8年間封道次數(shù)最少的一年。成綿高速大霧封道天數(shù)的年際變化也呈“W”型，存在明顯的年際變化。2013年封道天數(shù)最多，為25d，占總天數(shù)的19%；2011年封道天數(shù)僅占6%，為這8年間封道天數(shù)最少的一年。由此可見，成綿高速大霧封道天數(shù)的年際變化與成綿高速大霧封道次數(shù)的年際變化一致（圖1）。

2.2 大霧封道月變化特征

成綿高速大霧封道主要是在11至2月之間，其中12月大霧封道次數(shù)最多，占總次數(shù)的40%。成綿高速大霧封道出現(xiàn)的天數(shù)主要集中在11至2月之間，其中12月大霧封道的天數(shù)最多，占總天數(shù)的38%。由此可見，成綿高速大霧封道天數(shù)的月變化與大霧封道次數(shù)的月變化一致。

2.3 大霧封道的起止時間和持續(xù)時間

大霧造成的危害不僅是霧發(fā)生的次數(shù)與天數(shù)的多少，也決定于霧的起止時間和持續(xù)時間。

成綿高速大霧封道起始時間在一天中的大部分時段都會出現(xiàn)，但主要集中在23時至次日09時，其中以07時和08時為最多，分別為26次和27次，都占總次數(shù)的15%。大霧封道的結(jié)束時間主要集中在07至13時，其中11時最多，占總次數(shù)的28%，10時和12時次之，分別為19%和15%（見圖2）。

成綿高速大霧封道持續(xù)時間的次數(shù)變化呈現(xiàn)多波動，但是隨著時間的增加，總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。大霧封道持續(xù)時間最多集中在0～10h時間段，其中持續(xù)時間為3h的大霧封道最多，持續(xù)時間為2h、4h和6h的較多。大霧封道最多能持續(xù)18h，最少持續(xù)5min，相差很大。

2.4 不同路段的大霧封道頻次變化

成綿高速不同路段的大霧封道頻次呈現(xiàn)兩邊少，中間一致的走向。城北收費站路段和綿陽南路段大霧封道的頻次較少，而新都區(qū)路段、新都北路段、青白江路段、廣漢路段、什邡路段、德陽南路段、白馬路段、黃許路段、羅江路段和金山路段的大霧封道頻次大致相同。

3 大霧封道時各主要氣象要素的變化

四川大霧天氣空間分布總的特點是：盆地多于高原，但在盆地內(nèi)是北部多于南部，高原是南部多于北部，并且四川盆地大霧天氣的絕大部分都是輻射霧[1]。根據(jù)自動觀測站的資料統(tǒng)計，就12月份的一個典型個例進(jìn)行解釋說明。

低層暖平流有利于地面弱冷氣團(tuán)減弱，也有利于低層逆溫層的形成；低層大氣在夜間因地面輻射出現(xiàn)降溫，近地層大氣逆溫層結(jié)的建立，抑制了水汽向上擴(kuò)散，有利于近地層潮濕，大霧天氣將持續(xù)發(fā)展；逆溫明顯時，即使?jié)穸葪l件不是很好，也能形成霧[2-6]。成綿高速大霧封道前后，氣溫與能見度呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)晚上氣溫降低時，能見度隨之降低，在早晨出現(xiàn)大霧，當(dāng)氣溫升高時，能見度隨之升高，大霧逐漸消散（圖3a）。從圖3b中看出形成大霧前，氣壓升高，能見度降低出現(xiàn)大霧，但氣壓變化幅度不大，在1hPa～4.4hPa之間。大霧封道時，氣壓下降，這是因為在大霧形成時高空有低值系統(tǒng)經(jīng)過，故而造成一定的降壓。隨后在上午隨著低值系統(tǒng)的移過，受之后的脊控制，大霧消散，并有一定的升壓。

在大霧封道前，風(fēng)向為偏北風(fēng)，能見度逐漸下降，封道時風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，能見度開始升高，大霧封道結(jié)束（圖3c）。圖3d中清晰的看出風(fēng)速與能見度呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)風(fēng)速降低時，能見度降低，當(dāng)風(fēng)速增大時，能見度相應(yīng)變好。封道期間，風(fēng)速在0m/s～2.7m/s之間。根據(jù)風(fēng)力等級表[7]顯示，0～0.2m/s為無風(fēng)，0.3～1.5m/s為軟風(fēng)，1.6～3.3m/s為輕風(fēng)。所以當(dāng)大霧封道時，風(fēng)速很小，風(fēng)力很低。

水汽達(dá)到飽和是霧天氣形成的必要條件之一（在有吸濕性氣溶膠粒子存在時，近飽和條件下也可成霧）[8]；相對濕度是反映空氣潮濕程度的一個物理量，相對濕度越大，空氣越潮濕，在有利條件下形成霧的可能性就越大[2]。由圖3e可見大霧封道時，相對濕度升高，最高達(dá)到99%。大霧封道結(jié)束時，相對濕度也會隨之降低。由圖3f中可見，大霧封道前云量很少，天空為晴空，晴空輻射導(dǎo)致能見度降低出現(xiàn)大霧，大霧出現(xiàn)時云量為10成，由此可見，成綿高速大霧普遍為輻射霧。

4 結(jié)論

（1）成綿高速大霧封道次數(shù)與天數(shù)存在明顯的年際變化，并且年際變化一致，均呈“W”型。2013年大霧封道達(dá)到最高峰，2009年達(dá)到次高峰，2011年最少。

（2）成綿高速大霧封道次數(shù)與天數(shù)的月際變化一致。成綿高速大霧封道主要集中在11至2月之間，其中12月大霧封道次數(shù)最多。

（3）大霧封道的起始時間主要集中在23時至次日9時，其中以07時和08時為最多。大霧封道在上午結(jié)束，主要在07至13時，其中11時最多，10時和12時次之。大霧封道持續(xù)時間最多集中在0～10h時間段，其中持續(xù)時間為3h的大霧封道最多，持續(xù)時間為2h、4h和6h的也較多。

（4）不同路段大霧封道頻次也不相同，城北收費站路段和綿陽南路段大霧封道的頻次較少，而其他路段的大霧封道頻次大致相同。

（5）成綿高速公路出現(xiàn)大霧前為偏北風(fēng)，氣壓略有上升，但上升幅度很小，天空云量較少，為晴朗天氣，氣溫因晴空輻射降低，濕度增大，形成晴空輻射大霧，高速公路封閉，并且在大霧期間風(fēng)速很小。到上午前后，風(fēng)向由偏北風(fēng)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，風(fēng)速增大，溫度升高，濕度降低，大霧逐漸消散，高速公路封道結(jié)束。

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