一次上海地區(qū)混合霧的特征和預(yù)報著眼點(diǎn)

周方媛

摘 要：2018年1月16日上海虹橋浦東機(jī)場現(xiàn)了1次較長時間的大霧過程。該文利用地面和高空氣象觀測資料、衛(wèi)星云圖對進(jìn)行了分析，并運(yùn)用EC模式和GFS模式對此次大霧過程效果進(jìn)行了評估。結(jié)果表明：上海兩場此次大霧過程，是16日早晨的大霧是由東部和南部逐漸向西部和北部發(fā)展的平流霧與降水蒸發(fā)共同作用的混合霧。地面倒槽發(fā)展為低壓，低壓中風(fēng)速較小，利于霧的形成。而16日早晨前后出現(xiàn)了降水天氣，底層和上層飽和濕層間存在的干層，能夠使得上層水滴下落的過程中蒸發(fā)成水汽，一定程度上能夠加劇霧的產(chǎn)生。EC和GFS兩家模式對于此次大霧過程均漏報，漏報的原因是模式高估早晨前后的降水，低估干層的存在使得降水蒸發(fā)對霧產(chǎn)生的作用，從而認(rèn)為產(chǎn)生霧的可能性較小。

關(guān)鍵詞：平流霧；混合霧；干層；上海地區(qū)

中圖分類號 P46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）17-0129-04

1 引言

大霧是航空事故的最大誘因，大霧中飛行員看不清跑道，易使飛機(jī)偏離跑道或過早過晚接地，從航空史資料看，空難事故多數(shù)伴有大霧天氣，濃霧會使航空港癱瘓。上海兩場（虹橋機(jī)場和浦東機(jī)場）是國內(nèi)最繁忙的國際機(jī)場，兩場位置特殊，東臨東海，西接長三角平原，大霧天氣頻發(fā)，由于靠近海濱，很多大霧過程的形成和發(fā)展同時受陸地輻射和海面平流的影響，一日之內(nèi)大霧的時空分布和生消變化較大，增加了預(yù)報難度。

2018年1月16日早晨上海兩場出現(xiàn)了1次典型的混合霧過程，這次過程強(qiáng)度大、范圍廣，給進(jìn)出港航班造成了很大的影響。本文利用常規(guī)氣象觀測資料、衛(wèi)星云圖對此次大霧過程的進(jìn)行特征分析，并進(jìn)一步探討了上海地區(qū)混合霧的預(yù)報著眼點(diǎn)。

2 大霧天氣實(shí)況及預(yù)警情況

虹橋機(jī)場16日06：30—10：29出現(xiàn)大霧天氣，跑道使用端RVR最低250m，云高最低30m，虹橋塔臺實(shí)施HUD運(yùn)行。浦東機(jī)場16日05：05—10：29出現(xiàn)大霧天氣，跑道使用端RVR最低400m，云高最低30m，浦東塔臺2次實(shí)施II類運(yùn)行。

16日虹橋、浦東兩場早高峰進(jìn)出港航班受到嚴(yán)重影響，虹橋06：00—13：59平均每1h少起降12.6架次。浦東06：00時次和09：00時次分別有31架次和38架次航班未能正常起降。大霧消散階段及以后，起飛航班能夠快速恢復(fù)，降落航班恢復(fù)具有一定滯后性，16日后期兩場維持滿負(fù)荷運(yùn)行。16日06：00—11：59東航虹橋累積53架次航班未能正常進(jìn)出港、浦東累積62架次航班未能正常進(jìn)出港，全天虹橋進(jìn)出港取消總計30架次，浦東進(jìn)出港取消總計25架次，2場均出港航班取消集中在下午，進(jìn)港航班取消集中在夜間。

3 大霧特征分析和預(yù)報著眼點(diǎn)

3.1 大霧天氣過程演變

3.1.1 天氣背景 大霧發(fā)生前，從1月14日起上海受高空脊控制，從15日08時高空圖（圖3）能夠看到，上海位于2個槽中間的暖脊中，其西側(cè)河套地區(qū)有一西風(fēng)槽發(fā)展，西南地區(qū)東西向伸展一低渦切變線，20時西風(fēng)槽東移至115°E附近，低層西南風(fēng)將南方的暖濕氣流輸送到上海。15日當(dāng)天天氣晴好，溫度上升很快，全市溫度大部在15～16℃。20時高空的切變系統(tǒng)距離上海仍有距離，上海上空云系較少，利于日落后的輻射降溫。而受低層的切變線表現(xiàn)在地面形勢為從云南向東北方向伸展到安徽南部的倒槽（圖4），上海位于倒槽的北端、海上高壓的西側(cè)，此時上海吹偏東風(fēng)，陸地輻射降溫，海面較陸地溫度略高，易于形成平流霧，15日夜里東部沿江沿海地區(qū)能見度降低。15日夜里到16日早晨，地面倒槽發(fā)展，02時于安徽南部發(fā)展一低壓中心，05時受河套地區(qū)的高壓東移南壓影響，該低壓東移至杭州灣至上海地區(qū)。該階段上海位于低壓中心附近，吹東南風(fēng)，風(fēng)力較小，利于平流霧的產(chǎn)生。11時低壓繼續(xù)東移、移至東海海面，此時大霧消散。

3.1.2 云圖和探空資料 14日夜里以及15日早晨長江口受平流霧影響能見度低于200m，崇明站接近于10時才好轉(zhuǎn)，從可見光云圖看到長江口區(qū)的霧區(qū)，該霧區(qū)在12時于長江口區(qū)東部仍有留存，15日白天東部沿海的霧區(qū)一直未消散。從紅外云圖看到，15日夜間（20時前后）紅外云圖中上海上空云層淺薄，利于輻射降溫，此時底層吹東南風(fēng)，東部沿海的霧可能吹到陸地，有利于浦東機(jī)場平流霧的生成（圖5）。

之后上海西側(cè)的低云逐漸東移至上海上空，16日03時前后杭州灣東側(cè)海上的云略有北抬西移（對應(yīng)倒槽北頂過程），影響上海東南部地區(qū)，實(shí)況03時到04時東南部地區(qū)有弱降水，05時前后上海東南部上空云量較前一段時間少，降水停止，沿海殘留的霧區(qū)東南風(fēng)輸送影響，05時前后浦東機(jī)場能見度轉(zhuǎn)差。隨著系統(tǒng)北頂，平流霧的影響也逐漸向內(nèi)陸推進(jìn)，虹橋機(jī)場也在06時前后能見度開始轉(zhuǎn)差，早晨開始上海西側(cè)有云系空檔，當(dāng)云系的空當(dāng)位于上海上空時，受日照影響溫度上升，能見度逐漸上升（圖6）。

由探空資料圖（7）分析可知，此次大霧過程近地層有逆溫層存在，相對濕度≥80%的飽和濕層深厚，500hPa為西南風(fēng)，有低云的存在，云底高度在850hPa附近。隨著地面降溫，低云云底不斷接近地面，此時地面以東到東南風(fēng)為主，崇明島的相對濕度增大，來自海上的水汽移動到島上，輻射平流霧（15日18時20分出現(xiàn)，之后能見度小于500m，并維持在23時之前）。15日下午長江口區(qū)海面上就有薄霧的出現(xiàn)，至傍晚受輻射冷卻效應(yīng)，逐漸形成濃霧；16日凌晨受持續(xù)的地面東南氣流影響，向東南沿岸輸送水汽，在地表的輻射冷卻作用下，凝結(jié)形成霧；同時近海霧區(qū)逐漸在東南氣流的輸送下登陸東南沿岸，霧區(qū)自海面進(jìn)入相對更冷的陸地下墊面，形成強(qiáng)濃霧，低層持續(xù)的西南暖濕氣流，濕度增大，水汽蒸發(fā)加強(qiáng)了霧的過程。

4 結(jié)論與討論

利用地面和高空氣象觀測資料、衛(wèi)星云圖，對2018年1月16日早晨上海的混合霧過程進(jìn)行了分析，得到以下結(jié)論：

（1）此次大霧發(fā)生前，上海區(qū)域受暖脊控制，夜間云系較少，輻射降溫明顯，霧的生成階段輻射霧特征明顯。浦東機(jī)場的大霧天氣受海上霧區(qū)的東南風(fēng)氣流影響，又表現(xiàn)出平流霧的特征。

（2）此次過程中的低云和大霧天氣大都出現(xiàn)在地面和淺層的低壓倒槽中，這是因?yàn)榈共鄣蛪褐酗L(fēng)速較小，濕度輻合明顯，利于霧的形成。因此，低壓倒槽的發(fā)展和移動是預(yù)報此次混合霧天氣的預(yù)報著眼點(diǎn)之一。

（3）從探空圖來看，雖然中層和低層存在濕度層，但二者之間有干層，干層的存在使得上層的水滴落下的過程中蒸發(fā)成水汽，未形成降水，一定程度上加劇了霧的產(chǎn)生、延長了霧的持續(xù)時間。

（4）此次過程中，中高空云系由少轉(zhuǎn)多，因此大霧生消不滿足典型輻射霧特征；而在近乎偏南風(fēng)的風(fēng)向下出現(xiàn)大霧，也非典型的上海地區(qū)平流霧特征，這就為大霧消散的預(yù)報帶來了困難（輻射霧消散關(guān)注氣溫快速上升、平流霧消散關(guān)注風(fēng)向風(fēng)速變化）。大霧在消散階段出現(xiàn)了一定波動，風(fēng)向的轉(zhuǎn)變和氣溫的上升不僅沒能使大霧消散，反而使其進(jìn)一步增強(qiáng)，使得預(yù)報結(jié)果較實(shí)況出現(xiàn)明顯偏差。

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（責(zé)編：張宏民）