峨眉山云海景觀預(yù)報方法及云量特征研究

陶麗 袁媛 梁津

摘? 要：對近30年峨眉山云量云狀的變化特征進(jìn)行統(tǒng)計分析，研究峨眉山低云量的氣候變化特征以及時空分布特征;通過近30年云狀出現(xiàn)的頻次，發(fā)現(xiàn)峨眉山常年以積云和層狀云為主;主要分析了相對濕度對云量的影響，并通過相對濕度和云量的預(yù)報來判定云海景觀出現(xiàn)的概率。

關(guān)鍵詞：峨眉山;云量特征;云海預(yù)報方法

中圖分類號：P426.5? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）30-0124-02

Abstract： Based on the statistical analysis of the variation characteristics of cloud form in Emei Mountain in recent 30 years， the climate change characteristics and temporal and spatial distribution characteristics of low cloud cover in Emei Mountain are studied. Through the frequency of cloud appearance in recent 30 years， it is found that cumulus clouds and stratiform clouds are dominant in Emei Mountain. In this paper， the influence of relative humidity on cloud cover is analyzed， and the probability of cloud sea landscape is determined by the prediction of relative humidity and cloud cover.

Keywords： Emei Mountain; cloud cover characteristics; cloud sea forecast method

引言

云是高空大氣凝結(jié)現(xiàn)象，一般分為積狀云，層狀云和波狀云三大類[1]。云量作為輻射強迫和反饋因子，是全球氣候研究的重要參數(shù)[2]。低云量是指天空被低云族的云所遮蔽的成數(shù)[3]。云海屬波狀云，是由大氣的波動運動形成。在一些山地中，由于波動氣流的作用，空氣在波谷處下沉增溫形成一列列條帶狀的層積云，俗稱云海。

峨眉山的云海就是由低云組成的，云狀有層積云、碎積云、淡積云。其中層積云云海最為壯觀、最常見，極具觀賞價值，很多旅游者就是為了飽覽峨眉山壯麗的云海景觀慕名而來[4]。目前，廣大游客僅僅能了解峨眉山金頂及峨眉城區(qū)的常規(guī)天氣預(yù)報及實況，關(guān)于氣象景觀和物候景觀的預(yù)報及相關(guān)信息基本為空白。因此，本位主要針對峨眉山低云量及云狀的變化進(jìn)行相關(guān)研究，是一項基礎(chǔ)性工作，這對之后開展峨眉山云海景觀概率預(yù)報提升旅游氣象服務(wù)能力和旅游氣候資源的開發(fā)利用具有十分重要的意義。

1 資料和方法

峨眉山氣象站（56385）1971-2000年共計30年的氣候歷史數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計方法分別統(tǒng)計了1981-2010年峨眉山各月平均低云量、各月02、08、14、20時的平均低云量、日平均低云量大于8成和日平均低云量小于2成日數(shù)和累年各月出現(xiàn)頻率。

2 云量的時空變化特征

2.1 峨眉山1971-2000年每年平均低云量

天空全為低云遮蔽時記做100（相當(dāng)10成），記錄每月低云量，求每月平均得到峨眉山1971-2000年每年平均低云量。經(jīng)統(tǒng)計峨眉山1971-2000年每年平均低云量的年季變化基本不大，在60（6成）到80（8成）之間，其中低云量最少年份在1990年，低云量平均為63，低云量最多年份在1982和1994年，低云量平均為77。

2.2 峨眉山1971-2000年各月平均低云量

按月統(tǒng)計低云量，1971-2000年共計30年可看出低云量隨月季變化比年季變化要略明顯，平均低云量的范圍在50（5成）到80（8成）之間。其中低云量最少的月份分別是1月（平均為58）和12月（平均為54），低云量最多的月份是9月（平均為80）和10月 （平均為82）。總體來說峨眉山低云量常年在5成以上，但在秋冬季節(jié)變化較為明顯，9月和10月（在8成左右）秋季相對冬季12月到1月的低云量（在5成左右）變化明顯，春季和夏季相對起伏不大，基本維持在6到7成左右。

2.3 峨眉山1971-2000年各月02、08、14、20四個時次平均低云量

按時次統(tǒng)計各月低云量，各月在4個時次的云量是有變化的，其中平均低云量變化較大的為7月和8月，可以從5成云量變化到8成。從4個時次出現(xiàn)最大云量的時間來看，02時是最大低云量出現(xiàn)較多時次，其次為14時和20時。全年平均各時次低云量，02時和20時平均低云量都在7成以上。

分析原因：中午常出現(xiàn)少量的積云，到了傍晚氣溫下降，積云消失，因此微量以上的云海14時略多于20時。貼近地面層空氣的冷卻是霧及層云的成因，在夜間地面放射熱量而使貼近地面氣層冷卻，達(dá)到飽和狀態(tài)而形成輻射霧[5];由于地形對大氣垂直環(huán)流的影響，當(dāng)暖濕氣流沿峨眉山而上時，絕熱冷卻率很大，達(dá)到飽和而形成上坡霧。秋冬兩季峨眉山輻射霧出現(xiàn)較多，雨（雪）后因變性高壓控制而突然轉(zhuǎn)晴，這時低層很潮濕，風(fēng)力微弱，常出現(xiàn)輻射霧和層云。霧的日變化與溫度的日變化密切相關(guān)，霧出現(xiàn)的最大頻率在氣溫最低的早晨，最小頻率在午后氣溫最高的時候;早晨太陽出來后，地面漸漸加熱，霧經(jīng)常抬升成層云，一般到9～10時消失，這是02時測到云海次數(shù)最多的主要原因。

2.4 峨眉山各月日平均低云量大于8成（陰天）的日數(shù)和累年各月出現(xiàn)頻率

按各月統(tǒng)計平均低云量大于8成（陰天）的出現(xiàn)頻率，可看出30年平均低云量大于8成出現(xiàn)的頻率達(dá)到49%，基本占全年一半。其中10月是低云量大于8成出現(xiàn)頻率最多月份，達(dá)到66%，出現(xiàn)頻率最少的月份在8月，為39%。

2.5 峨眉山各月日平均低云量小于2成（晴天）的日數(shù)和累年各月出現(xiàn)頻率

按各月統(tǒng)計平均低云量小于2成（晴天）的出現(xiàn)頻率，可看出30年平均低云量小于2成出現(xiàn)的頻率僅為12%，與大于8成日數(shù)相比，僅為其1/5。其中5月是低云量小于2成出現(xiàn)頻率最少月份，僅為5%，出現(xiàn)頻率最多的月份在12月，為26%。

通過各月日平均低云量大于8成和小于2成日數(shù)的分析，可以看出峨眉山出現(xiàn)陰天的日數(shù)較多，10月是出現(xiàn)陰天最多的月份，而晴天日數(shù)出現(xiàn)最多的在12月。

3 云狀出現(xiàn)頻次統(tǒng)計

經(jīng)統(tǒng)計4個時次常常出現(xiàn)的是積云和層積云，其中除14時為積云出現(xiàn)次數(shù)最多之外，其余時次均為層積云出現(xiàn)次數(shù)最多。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[6]：1月、12月僅出現(xiàn)蔽光層積云（Sc op）和透光層積云（Sc tra），蔽光層積云出現(xiàn)次數(shù)明顯多于透光層積云。冬季大氣層結(jié)較穩(wěn)定，在逆溫層下部較易形成層積云;除鋒面上和大范圍輻合作用產(chǎn)生層積云外，濕空氣水平運動受到山脈強迫抬升，大氣層結(jié)穩(wěn)定情況下也會產(chǎn)生層積云。2月、11月除出現(xiàn)蔽光層積云和透光層積云外，有時出現(xiàn)碎積云（Fc）、淡積云（Cu hum）。隨著季節(jié)的變化碎積云、淡積云出現(xiàn)次數(shù)占總次數(shù)百分比增多，并出現(xiàn)濃積云（Cu Cong）、鬃積雨云（Cb Cap）;8月淡積云、濃積云和鬃積雨云出現(xiàn)次數(shù)占總次數(shù)百分比最多，分別為26.09%、21.74%和13.04%;淡積云、碎積云在不穩(wěn)定能量小的大氣中就可生成，當(dāng)大氣有較大不穩(wěn)定能量時，淡積云發(fā)展為濃積云，鬃積雨云生成于暖濕而具有很大不穩(wěn)定能量并有適當(dāng)抬升力大氣中[7]。春季（3～5月）云海云狀有時出現(xiàn)碎層云（Fs）、碎雨云（Fn），碎層云一般由層云分裂或霧抬升而成，在早晚也可直接生成;碎雨云常出現(xiàn)在降水時或降水前后的降水云層之下。

4 峨眉山云海景觀客觀預(yù)報方法研究

影響云海氣象景觀出現(xiàn)的直接氣象要素為霧、云量，而要做出霧、云量的預(yù)報，則要對相對濕度、云量（總、低）等要素作出預(yù)報。

對霧的預(yù)報，主要采用相對濕度來判別，需做出早上08時、14時、20時的相對濕度預(yù)報，這里采用絕對誤差權(quán)重法，這里給出峨眉山不同高度景點的相對濕度公式：Ts=Te-（Hs-He）×（Te-Tj）÷2600.7，其中Ts為任意景點相對濕度最終預(yù)報值，Tj為金頂站相對濕度預(yù)報值，Te為峨眉站相對濕度預(yù)報值，Hs為任意景點的海拔高度，He為峨眉站的海拔高度（446.7米），峨眉、金頂兩站海拔高度差為（3047.4-446.7）2600.7米。

判定如果有霧，則無法觀賞云海。如果無霧，則要分別判定。云海主要是預(yù)報白天的低云量，主要選擇08、14、20時三個時次的低云云量，如果云量為0，則無云海，否則就有云海。

另外，無論預(yù)報是否有霧，都要考慮云量（低云量）的問題，云量的預(yù)報仍然采用相對濕度的預(yù)報方法。如果預(yù)報低云量為0，無論霧的概率預(yù)報是多少，云海的概率預(yù)報為0%，否則，當(dāng)霧的概率預(yù)報F=0%時，云海概率預(yù)報為100%，當(dāng)霧的概率預(yù)報F≠0%時，云海概率預(yù)報為1-F，云海的壯觀程度用低云量的預(yù)報值確定，再進(jìn)行人工訂正。

5 結(jié)論

對峨眉山云量的時空變化特征做統(tǒng)計分析，近30年平均低云量的年季變化不大，低云量最少年份在1990年，最多年份在1982和1994年。峨眉山低云量常年在5成以上，但在秋冬季節(jié)變化較為明顯，春季和夏季相對起伏不大，基本維持在6到7成左右。峨眉山低云量的日變化可以發(fā)現(xiàn)02時是最大低云量出現(xiàn)較多時次，其次為14時和20時。全年平均各時次低云量，02時和20時平均低云量都在7成以上。平均低云量大于8成出現(xiàn)的頻率達(dá)到49%，基本占全年一半。說明峨眉山出現(xiàn)陰天的日數(shù)較多，其中10月是出現(xiàn)頻率最多月份，而晴天日數(shù)出現(xiàn)最多的在12月。統(tǒng)計云狀可以發(fā)現(xiàn)常常出現(xiàn)的是積云和層積云，其中除14時為積云出現(xiàn)次數(shù)最多之外，其余時次均為層積云出現(xiàn)次數(shù)最多。

影響云海氣象景觀出現(xiàn)的氣象要素為霧、云量，而要做出霧、云量的預(yù)報，則要對相對濕度、云量（總、低）等要素作出預(yù)報。判定如果有霧，則無法觀賞云海。如果無霧，則要分別判定。云海主要是預(yù)報白天的低云量，主要選擇08、14、20時三個時次的低云云量，如果云量為0，則無云海，否則就有云海。

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