吉安市一次大霧過程分析以2019年秋季為例

王文娟 王瑞

摘要：本文利用常規(guī)氣象觀測(cè)資料對(duì)2019年吉安秋季1次大霧天氣過程進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明：這是1次典型的輻射性大霧天氣過程，其中穩(wěn)定的環(huán)流形勢(shì)、前期增濕、湍流運(yùn)動(dòng)、合適的LCL高度以及特殊地形是導(dǎo)致此次秋季大霧天氣發(fā)生發(fā)展的主要原因，另外相關(guān)穩(wěn)定度指標(biāo)和GPS水汽可降水量對(duì)大霧監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)具有一定的指示意義。

關(guān)鍵詞：大霧;湍流;穩(wěn)定度;地形

中圖分類號(hào)：S161? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200229047

引言

大霧是指懸浮于近地面層空氣中無數(shù)小水滴或小冰晶造成水平能見度不足1000m的一種天氣現(xiàn)象。吉安市地處贛江中游羅霄山脈中段，位于江西省中西部，每年秋末冬初為吉安市大霧高發(fā)時(shí)段，加之吉泰盆地的特殊地形也為成霧提供了有利條件。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，高速公路大霧引發(fā)的道路交通安全事故頻發(fā)，不僅造成交通堵塞，而且容易引發(fā)人員傷亡，同時(shí)，大霧還引起嚴(yán)重的環(huán)境污染，給人體健康帶來不利影響，容易誘發(fā)多種呼吸道和心血管疾病，因此研究大霧形成機(jī)理十分重要。近年來，國內(nèi)不少氣象專家學(xué)者對(duì)大霧成因、機(jī)理等進(jìn)行了大量分析與研究[2，3]，取得了一定的成果。如李亞春[2]等通過對(duì)內(nèi)蒙古通遼市一次大霧天氣過程進(jìn)行分析，找出了適合當(dāng)?shù)卮箪F發(fā)生的溫濕、逆溫條件以及雷達(dá)回波頂高度等相關(guān)指標(biāo);陳翔翔[3]等對(duì)比分析了江西省3類區(qū)域性大霧的時(shí)空分布、天氣形勢(shì)和主要?dú)庀笠靥卣?，發(fā)現(xiàn)江西省持續(xù)性區(qū)域性大霧主要以輻射霧為主，平流輻射霧的逆溫強(qiáng)度最大，平流霧最小。本文主要針對(duì)吉安市2019年秋季一次大霧天氣過程，對(duì)其環(huán)流背景、層結(jié)穩(wěn)定度、探空?qǐng)D和GPS水汽可降水量等資料進(jìn)行診斷分析，進(jìn)一步探究大霧發(fā)生發(fā)展成因，以期為本地大霧天氣積累預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)。

1天氣實(shí)況

受地面高壓控制，2019年10月29—30日，吉安市出現(xiàn)入秋以來首場大范圍大霧天氣過程，29日大霧范圍最廣，全市13個(gè)縣（區(qū)）均出現(xiàn)大霧天氣，部分地方最低能見度不足200m，其中永豐最低能見度僅為90m，30日大霧范圍有所減小，5個(gè)縣（區(qū)）出現(xiàn)大霧天氣，主要位于吉泰盆地以及贛江沿線一帶（詳見圖1），其中泰和縣最低能見度180m。

2環(huán)流背景分析

受強(qiáng)厄爾尼諾事件影響，2019年7月下旬—10月，吉安市出現(xiàn)1961年有氣象記錄以來最嚴(yán)重的伏秋連旱天氣，降水異常偏少，給當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)田設(shè)施灌溉及農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收等方面造成極其不利影響。10月29日大霧發(fā)生前3d，25—27日受高空低槽東移、低層切變和地面冷空氣南下影響，吉安市普遍出現(xiàn)小到中雨天氣，空氣濕度有所增大，至28日白天吉安市自北向南雨停轉(zhuǎn)陰天多云，晚上天空逐漸打開，29日早晨全市出現(xiàn)大范圍大霧天氣，前期低層增濕為成霧儲(chǔ)備了充沛的水汽條件。通過分析29日08∶00高空500hPa圖可知（圖2），江西處西高東低L型，中北部為NW氣流控制，中低層700～925hPa為一致偏北氣流控制，1000hPa上T-Td≤1℃，空氣濕度接近于飽和，地面上江西境內(nèi)處均壓場中（圖2），N 25°～30°僅有2根等壓線，氣壓梯度非常小，且風(fēng)速較弱（1～3m/s），晴空少云，符合形成大霧的靜穩(wěn)天氣條件。29日白天受太陽輻射增溫影響，全市日最高氣溫普遍達(dá)22～23℃，較28日升高4～5℃，午后相對(duì)濕度普遍降至40%～50%，29日夜間由于地表長波輻射冷卻使得近地面層水汽凝結(jié)，30日早晨吉安市部分地方出現(xiàn)大霧天氣，但范圍和強(qiáng)度較29日相比有所減小，這與白天太陽照射地表增溫導(dǎo)致濕度減小存在很大關(guān)系。

3層結(jié)穩(wěn)定度分析

通過分析29日08∶00南昌站探空曲線可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日925hPa以下至近地面層存在明顯的逆溫層，K指數(shù)為負(fù)值，且CCL（對(duì)流凝結(jié)高度）、LCL（抬升凝結(jié)高度）位置非常低，位于1000hPa附近，表明近地面層濕度很大，水汽條件非常充沛，大氣層結(jié)穩(wěn)定，有利于水汽的積累與聚集，另外，1000hPa偏北風(fēng)達(dá)8m/s，有利于低層湍流運(yùn)動(dòng)發(fā)展，使低層水汽向中上層輸送，濕層增厚，對(duì)輻射霧的發(fā)展和持續(xù)有利，當(dāng)日大霧一直持續(xù)至10∶00以后才逐漸消散，這與近地面層湍流運(yùn)動(dòng)發(fā)展存在一定關(guān)系。29日夜間吉安市維持晴空少云天氣，由于夜間強(qiáng)烈輻射冷卻降溫使得近地層水汽充分凝結(jié)，為30日早晨出現(xiàn)大霧創(chuàng)造了有利條件，但大霧范圍有所縮減，從當(dāng)日08∶00南昌探空曲線可看出，LCL（抬升凝結(jié)高度）仍位于1000hPa附近，近地層水汽非常充沛，但CCL（對(duì)流凝結(jié)高度）升至850hPa左右，且中低層700～850hPa、925～1000hPa之間存在2層逆溫層，阻礙了湍流運(yùn)動(dòng)的向上發(fā)展，同時(shí)，K指數(shù)為負(fù)值，近地層風(fēng)速較弱，大氣層結(jié)穩(wěn)定，由于太陽照射地表快速增溫，逆溫層遭受破壞，08∶00左右大霧逐漸消散，持續(xù)時(shí)間不長與湍流運(yùn)動(dòng)減弱有一定影響。

4GPS可降水量與能見度對(duì)比分析

大霧一般生成于后半夜或清晨，日出前達(dá)到最濃。GPS水汽可降水量可直觀反映大霧地區(qū)上空水汽含量的變化情況，對(duì)大霧短臨監(jiān)測(cè)預(yù)警具有一定的輔助參考價(jià)值。本文選取泰和觀測(cè)站10月28日20∶00—29日20∶00地基GPS大氣可降水量逐時(shí)觀測(cè)資料與當(dāng)日逐時(shí)最低能見度進(jìn)行對(duì)比分析，試圖尋找一些大霧發(fā)生前后PWV的日變化特征。當(dāng)日大霧發(fā)展階段（01∶00—02∶00），地表由于受晴空輻射降溫影響，溫度露點(diǎn)差迅速減小，有利于近地層水汽開始凝結(jié)，PWV迅速下降，逐漸形成大霧;大霧成熟階段（03∶00—08∶00），PWV呈緩慢下降的趨勢(shì)，表明大霧將穩(wěn)定維持;大霧消散階段（10∶00—11∶00），PWV變化不大，此時(shí)天空狀況逐漸轉(zhuǎn)好;14∶00—16∶00時(shí)隨著太陽輻射增溫影響，PWV又1次下降，空氣濕度明顯下降。因此，PWV日變化對(duì)監(jiān)測(cè)大霧生消具有一定參考指導(dǎo)意義。

5地形及下墊面影響

大霧發(fā)生與地形及下墊面影響密切相關(guān)，通常極易發(fā)生于潮濕的洼地、谷地和盆地。10月29、30日吉安市大霧的生成一定程度上與贛江水體增濕效應(yīng)有關(guān)。其中，10月29日大霧屬于典型的雨后轉(zhuǎn)晴輻射霧，覆蓋范圍廣、強(qiáng)度大，尤其永豐境內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)濃霧天氣，主要是由于山區(qū)晝夜溫差大，空氣中的水汽極易達(dá)到飽和狀態(tài)，極易形成大霧。10月30日大霧屬于晴空輻射霧，范圍開始減小，僅峽江-吉水-吉州-青原-泰和一帶出現(xiàn)大霧，主要是由于峽江、吉水、吉州、青原、泰和位于贛江沿線，贛江水體增濕效應(yīng)導(dǎo)致，同時(shí)吉泰盆地特殊的地形也是導(dǎo)致上述地區(qū)出現(xiàn)大霧的重要因素。

6結(jié)論

前期降水天氣為成霧積累了充沛的水汽條件，靜穩(wěn)的環(huán)流形勢(shì)和逆溫層存在是此次秋季大霧形成的主要原因;低層湍流運(yùn)動(dòng)的發(fā)展對(duì)大霧持續(xù)和加強(qiáng)有一定促進(jìn)作用;日常大霧監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中可適時(shí)參考GPS可降水量的變化，對(duì)判斷其生消演變有一定參考作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000：320-323.

[2]李亞春，佟莎仁，石少宏，等.一次大霧天氣過程的分析[J].內(nèi)蒙古氣象，2009（03）：18-19.

[3]陳翔翔，許愛華，許彬，等.2000—2012 年江西省三類區(qū)域性大霧時(shí)空分布及影響因素特征[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2018，34（3） ： 37-47.