全國(guó)50年視程障礙天氣現(xiàn)象變化分析

蔣柯

摘 要：為了探究視程障礙天氣現(xiàn)象的變化和分布，利用全國(guó)50年（1961年—2010年）的天氣現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)資料，分別統(tǒng)計(jì)出霧、輕霧、吹雪、雪暴、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵、煙幕、霾這九種視程障礙天氣現(xiàn)象發(fā)生的次數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行分析。在年份變化分析中得到，吹雪、浮塵、沙塵暴、雪暴、煙幕、揚(yáng)沙天氣隨著時(shí)間先增加后減少，霾隨時(shí)間變化一直呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，霧天氣則基本保持不變；在季節(jié)分布變化分析中得到吹雪、雪暴多出現(xiàn)于冬季，春季常發(fā)生的天氣是沙塵暴、浮塵、揚(yáng)沙、煙幕、霾，霧和輕霧的發(fā)生與季節(jié)沒有關(guān)系；在空間分布變化分析中得到，西部偏西地區(qū)多發(fā)生浮塵、煙幕天氣，沙塵暴、雪暴、揚(yáng)沙、吹雪天氣多發(fā)生在我國(guó)西北地區(qū)，霾、輕霧、霧多發(fā)生在東南地區(qū)，雪暴、煙幕、揚(yáng)沙多發(fā)生在東北地區(qū)。

關(guān)鍵詞：視程障礙；變化分析；全國(guó)

1背景和意義

當(dāng)今世界，災(zāi)害天氣已成為突出問題，人們對(duì)災(zāi)害天氣越來(lái)越重視。災(zāi)害性天氣[1]是指對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和公眾生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅和損失，或給群眾生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重影響，并造成一定社會(huì)影響的自然天氣事件。

視程障礙天氣現(xiàn)象會(huì)使空氣質(zhì)量降低，是災(zāi)害天氣之一，其中，當(dāng)有霧、沙塵暴和雪暴出現(xiàn)時(shí)，能見度必須小于1.0 ，其余六種天氣現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)能見度在1.0—10.0 之間。它主要有四大類，即霧類、沙塵類、煙塵類、吹雪類，共九種（霧、輕霧、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵、煙幕、霾、吹雪、雪暴）。如果目標(biāo)物的水平能見度降低到1000 以內(nèi)，就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結(jié)（或凝華）物的天氣現(xiàn)象稱為霧；而將目標(biāo)物的水平能見度在1000—10000 的現(xiàn)象稱為輕霧；吹雪是指由強(qiáng)風(fēng)將地面積雪卷起，是水平能見度小于10 的天氣現(xiàn)象；雪暴是指伴有強(qiáng)降雪的風(fēng)暴，在其過境時(shí)，由強(qiáng)吹雪，水平能見度小于1 的天氣現(xiàn)象；沙塵暴是指水平能見度小于1 的風(fēng)沙天氣；揚(yáng)沙是由于大風(fēng)將地面塵沙吹起導(dǎo)致空氣變得渾濁，水平能見度在1.0—10.0 之間的天氣現(xiàn)象；浮塵是塵土、細(xì)沙等均勻的浮游在空中，使水平能見度小于10 的天氣現(xiàn)象；煙幕是指由煙造成的水平能見度小于10 且相對(duì)濕度小于80%的天氣現(xiàn)象；霾是因大量極細(xì)微的塵粒、煙粒、鹽粒等均勻浮游在空中，是水平能見度小于10.0 的空氣普遍渾濁現(xiàn)象。其中，輕霧、霧、霾主要區(qū)別在于它們形成時(shí)的相對(duì)濕度不同；沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵的區(qū)別主要是沙塵暴與揚(yáng)沙形成時(shí)具有相同的天氣條件，并且有明顯的地域性和季節(jié)性，一般在冷空氣過境或雷雨颮線影響，它們主要區(qū)別是形成時(shí)能見度不同，浮塵則是沙塵暴、揚(yáng)沙的后續(xù)天氣現(xiàn)象；霾、煙幕的主要區(qū)別是霾在一天當(dāng)中任何時(shí)間都可能出現(xiàn)，煙幕的最大特點(diǎn)是伴有很濃烈的嗆煙味。

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，視程障礙天氣越來(lái)越多，造成的損失也呈上升發(fā)展趨勢(shì)，較大范圍的影響著整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)體系、交通運(yùn)輸和人們?nèi)粘Ｉ睢ｌF以及霧產(chǎn)生的霧凇，對(duì)電線和樹木有較大的破壞力；雪暴使能見度降低使得天空不可辨別以及毀壞道路、房屋等建筑，有時(shí)也會(huì)對(duì)西北牧區(qū)造成一定危害；沙塵暴對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)、生活和生產(chǎn)以及資源環(huán)境都有很大危害。研究這些災(zāi)害天氣的變化規(guī)律，或是對(duì)災(zāi)害天氣進(jìn)行提前預(yù)報(bào)，早做預(yù)防災(zāi)害天氣的措施。因此，災(zāi)害天氣的研究是現(xiàn)在的一項(xiàng)熱門研究。

2視程障礙天氣現(xiàn)象研究現(xiàn)狀

研究人員對(duì)我國(guó)近年來(lái)的視程障礙天氣現(xiàn)象進(jìn)行了很多的研究。例如：吳兌、吳曉京等利用1951-2005年中國(guó)大陸743個(gè)地面氣象站資料分析了霾的時(shí)空變化；廖衛(wèi)江、孫蕾利用1961-2000年博爾塔拉蒙古自治州四個(gè)氣象站的資料分析了揚(yáng)沙天氣的變化趨勢(shì)和突變分析；瑞強(qiáng)、王式功等人利用我國(guó)334個(gè)氣象站臺(tái)的資料分析了沙塵暴和揚(yáng)沙的變化趨勢(shì)和突變?cè)?。類似這種某一地區(qū)近年來(lái)的某一種視程障礙天氣的研究和全國(guó)范圍內(nèi)某一種視程障礙天氣的研究舉不勝數(shù)，也取得了一定的研究成果。

3數(shù)據(jù)處理

3.1天氣現(xiàn)象數(shù)據(jù)資料

資料為1951年—2010年60年全國(guó)各地756個(gè)臺(tái)站的地面觀測(cè)的日值數(shù)據(jù)資料，共720個(gè)文件。每個(gè)文本中包涵48列，各要素之間用TAB鍵作為間隔符，文本中48列依次代表：區(qū)站號(hào)、年、月、日、雨、出現(xiàn)時(shí)間、雪、出現(xiàn)時(shí)間、冰雹、出現(xiàn)時(shí)間、霧、出現(xiàn)時(shí)間、輕霧、露、霜、雨凇、出現(xiàn)時(shí)間、霧凇、出現(xiàn)時(shí)間、吹雪、出現(xiàn)時(shí)間、雪暴、出現(xiàn)時(shí)間、龍卷、出現(xiàn)時(shí)間、積雪、結(jié)冰、沙塵暴、出現(xiàn)時(shí)間、揚(yáng)沙、出現(xiàn)時(shí)間、浮塵、出現(xiàn)時(shí)間、煙、霾、塵卷風(fēng)、冰針、雷暴、出現(xiàn)時(shí)間、閃電、極光、出現(xiàn)時(shí)間、大風(fēng)、出現(xiàn)時(shí)間、颮、出現(xiàn)時(shí)間、天氣現(xiàn)象編碼、天氣現(xiàn)象記錄，其中日天氣現(xiàn)象編碼由該日所有天氣現(xiàn)象編碼組成。

統(tǒng)計(jì)記錄時(shí)，氣象日界為20時(shí)，在統(tǒng)計(jì)霧、輕霧、吹雪、雪暴、沙塵暴、浮塵、揚(yáng)沙、煙幕、霾出現(xiàn)的日數(shù)時(shí)，若某次天氣跨越20時(shí)，則按2個(gè)出現(xiàn)日計(jì)算；若某天氣一天內(nèi)出現(xiàn)兩次或兩次以上，則按一個(gè)出現(xiàn)日計(jì)算。例如，在1965年8月16日只有在23點(diǎn)15分出現(xiàn)一次霧天氣，記錄時(shí)則按8月17日出現(xiàn)，8月16日沒有出現(xiàn)記錄；在1965年8月12日的5點(diǎn)11分與7點(diǎn)10分都出現(xiàn)了霧天氣，當(dāng)日記錄時(shí)按一次霧天氣出現(xiàn)記錄。

3.2資料的預(yù)處理

大部分臺(tái)站是在1951年到1960年間陸續(xù)建立的。經(jīng)分析認(rèn)為：六十年的資料中，有的臺(tái)站建立較晚，統(tǒng)計(jì)資料少于六十年，同時(shí)，有的臺(tái)站在使用期間，六十年資料不完整，為了得到較為準(zhǔn)確的平均數(shù)據(jù)，本文剔除了前十年的數(shù)據(jù)資料并刪除了有缺測(cè)情況的站臺(tái)以及后來(lái)停用的站臺(tái)的資料，因此，本文最終是利用1961-2010年這五十年全國(guó)550個(gè)臺(tái)站的資料來(lái)對(duì)視程障礙天氣現(xiàn)象變化進(jìn)行分析，同時(shí)緯度、經(jīng)度、拔海高度均取最近年份的相關(guān)信息。

從1961年到1980年，全國(guó)各臺(tái)站平均記錄的煙幕的次數(shù)呈上升趨勢(shì)，但是在1967年到1969年，增長(zhǎng)趨勢(shì)有所減緩甚至降低，1977年全國(guó)發(fā)生煙幕天氣次數(shù)達(dá)到五十年來(lái)最大值，各臺(tái)站平均達(dá)到22.60次，從1978年到2010年，煙幕天氣隨年限增加而逐年減少且減少趨勢(shì)明顯，并在2010年達(dá)到新低，各臺(tái)站平均記錄僅6.26次。1961年到2010年，全國(guó)發(fā)生煙幕的次數(shù)先增加后減少。

4結(jié)論

利用1961—2010年年全國(guó)550個(gè)臺(tái)站的天氣現(xiàn)象資料，分別對(duì)九種視程障礙天氣進(jìn)行了年變化分析、季節(jié)變化分析、空間變化分析，可以得到：

（1）1961年到2010年間，霧、輕霧的年均次數(shù)沒有太大的變化；在60、70年代，吹雪、雪暴、沙塵暴、浮塵、揚(yáng)沙頻繁發(fā)生，且每年發(fā)生次數(shù)的起伏較大，煙幕年均次數(shù)呈上升趨勢(shì)，霾年均次數(shù)較少，且緩慢增長(zhǎng)。80年代后，吹雪、雪暴、沙塵暴、浮塵、揚(yáng)沙年均次數(shù)減少，且下降趨勢(shì)明顯，煙幕年均次數(shù)減少，下降趨勢(shì)不明顯，霾年均次數(shù)增多，且增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯。

（2）每個(gè)月發(fā)生霧、輕霧的次數(shù)相差不大，說明霧和輕霧天氣與季節(jié)的關(guān)系不大，而吹雪、雪暴、沙塵暴、浮塵、揚(yáng)沙、煙幕、霾都有明顯的季節(jié)性，多發(fā)生在冬季，深秋和初春次之，夏季最少。

（3）霧、輕霧、霾多發(fā)生在我國(guó)東南地區(qū)，吹雪、雪暴多發(fā)生在我國(guó)北方地區(qū)，煙幕多發(fā)生在西北和東北地區(qū)，沙塵暴、浮塵、揚(yáng)沙多發(fā)生在我國(guó)西北地區(qū)。

（4）在1961年到1985年的空間分布圖和1986年到2010年的空間分布圖對(duì)比中，后二十五年里，霧、輕霧、霾現(xiàn)象在東南地區(qū)增多，吹雪在西北地區(qū)減少，東北地區(qū)增多，雪暴、沙塵暴北方地區(qū)增多，揚(yáng)沙北方地區(qū)減少，浮塵在西北地區(qū)減少，煙幕在北方地區(qū)增多。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙玉春，王仁橋.災(zāi)害性天氣總結(jié)中存在的問題和關(guān)鍵要點(diǎn)分析.暴雨災(zāi)害，2008，27（1）：87—93