平潭露形成的氣象指標研究

何美玉 薛華玉 周黎

摘要?應(yīng)用平潭綜合實驗區(qū)2004—2013年露天氣現(xiàn)象資料，分析平潭地區(qū)露形成的時間分布特征，研究露形成的氣象要素條件。結(jié)果表明，10年間平潭露日呈下降趨勢，且有明顯的季節(jié)性特征，春夏季多發(fā)，春季的概率達45%，5月最多，達20?d，10月出現(xiàn)露日最少，為5.7?d;云量不能作為平潭露形成的氣象要素判定指標;平潭露形成的最有利氣象條件是夜晚或清晨，風(fēng)速2級左右，相對濕度為≥80%，t-td<4℃。

關(guān)鍵詞?露;平潭;氣象指標

中圖分類號：P426.3?文獻標識碼：A?文章編號：2095-3305（2020）03-070-02

DOI：?10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.030

露是空氣中的水汽在地表和地物上凝結(jié)而成的水珠[1-3]。在微風(fēng)的傍晚或夜間，空氣隨著太陽輻射減少而降溫，地面和地物隨之降溫，當(dāng)溫度降到露點以下，即空氣中水汽含量過飽和時，在地面和地物表面就會有露滴生成[1-3]。由于露滴是液態(tài)水珠，因而在露生成時，貼地或貼近地物表面氣溫仍應(yīng)高于0℃;如該氣溫低于0℃，那么露就會凝結(jié)成霜。

近年來，隨著氣象現(xiàn)代化水平不斷提高，我國常規(guī)氣象觀測業(yè)務(wù)也經(jīng)歷了數(shù)次變革，如2014年調(diào)整地面氣象觀測業(yè)務(wù)，夜間（20：00至次日08：00）按照一般站規(guī)定執(zhí)行常規(guī)觀測。這些變革對氣象觀測數(shù)據(jù)的影響巨大，停止夜間的觀測后，露、霜這些更常見于夜間的天氣現(xiàn)象顯著減少;觀測自動化改革后，地面觀測業(yè)務(wù)職責(zé)由原來的業(yè)務(wù)值守為主調(diào)整為以本站觀測系統(tǒng)運行保障、數(shù)據(jù)處理分析和其他觀測設(shè)施維護保障等為主，很多人對降水等氣象要素的連續(xù)性也提出質(zhì)疑。然而，自動化觀測是氣象科技發(fā)展的必然趨勢，因此，只能在改革的基礎(chǔ)上對其造成的影響提出解決方案。該文就是基于以上理由研究露形成的氣象指標，以期在未對夜間天氣現(xiàn)象觀測時，依據(jù)其他氣象要素判斷出可能產(chǎn)生的地面凝結(jié)現(xiàn)象。

由于2014年之后露觀測記錄急劇減少，所以該文針對平潭國家基本氣象站2004—2013年10年間露的統(tǒng)計資料，結(jié)合實際觀測經(jīng)驗，分析平潭露的形成應(yīng)具備哪些氣象條件。

1?資料與方法

選取平潭綜合實驗區(qū)氣象局國家基本氣象觀測站2004—2013年各月A文件共120個，根據(jù)《地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格式》讀取要素數(shù)據(jù)，選取20：00、02：00、05：00、08：00正點時次云量、氣溫、相對濕度、10?min風(fēng)速（以下簡稱風(fēng)速）、露點溫度等觀測資料，按照整編、抄錄統(tǒng)計、校對復(fù)算等完整程序，形成課題所需資料，利用統(tǒng)計分析法分析平潭露日年、季、月變化和其形成的其他氣象要素特征。

2?結(jié)果與分析

2.1?平潭露的時間分布特征

2.1.1?露日年變化?根據(jù)統(tǒng)計，2004—2013年平潭露日數(shù)為1?582?d，年平均露日158?d。從年分布圖（圖1a）看，平潭露日最多是2006年（193?d），最少為2011年（122?d），露日呈年下降趨勢。

2.1.2?露日季變化?從季節(jié)分布圖（圖1c）上可明顯看出，春夏季露日多，秋冬季露日少，其中又以春季最多、秋季最少，春季露日數(shù)是秋季的5倍多，占總露日的45%。

2.1.3?露日月變化?由季變化可窺月差異，10年間平潭露日月際分布差異極大。由圖1b可以驗證，3—9月露日較多，共出現(xiàn)1?181?d，月平均露日131?d，占總露日的74.7%;10月至次年2月露日相對較少，共出現(xiàn)401?d，月平均露日80?d;5月是全年出現(xiàn)露日最多月份，年均20?d;10月年均露日5.7?d，是全年出現(xiàn)露日最少月份。

2.2?露與氣象要素關(guān)系

《地面氣象自動觀測規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）指出結(jié)露的天氣條件需要晴朗少風(fēng)濕度大[1-2]。為證明平潭露形成的要素是否與《規(guī)范》一致，該文將通過云量、風(fēng)速、相對濕度和溫度露點差4個要素來驗證。

2.2.1?云量?歐陽彩虹曾經(jīng)就云和露形成關(guān)系指出：夜間云量越少越有利于地面空氣輻射冷卻，云層愈高，愈適合于露形成，為此可根據(jù)夜間云的記錄對露的形成進行判定[4]。分析平潭2004—2013年露日云量分布圖（圖2），出現(xiàn)露日最多云量為9～10成，云量<4成時出現(xiàn)露的概率僅25.91%，而云量≥7成出現(xiàn)露的概率為63.09%，云量≥9成時出現(xiàn)露的概率高達44.82%。這與歐陽彩虹研究的結(jié)論完全相反，說明云量不可作為平潭露判定指標。

2.2.2?風(fēng)速?風(fēng)速是露形成的一個關(guān)鍵指標[1，4-5]。從圖3可以看出，靜風(fēng)時出現(xiàn)露概率非常小，僅1?d，占0%;1級風(fēng)時出現(xiàn)露日有308?d，概率為19%;2級風(fēng)的露日為844?d，占53%;3級風(fēng)的露日則有421?d，占比27%;4級風(fēng)時出現(xiàn)露日也比較少，僅8?d，占1%;風(fēng)力大于5級，則沒有觀測到露。說明風(fēng)速太小或太大都不利于露的形成。風(fēng)速太小不利于新鮮空氣補充，風(fēng)速太大則會促進對流發(fā)展，吹散水汽，水汽不足不利于露形成。

2.2.3?相對濕度?分析平潭2004—2013年露日與相對濕度關(guān)系，露日相對濕度50%～59%的只有2?d;露日相對濕度為60%～79%的有278天，概率為18%;相對濕度≥80%的露日共有1?302?d，占比82%。由此可見，相對濕度可作為露形成的一個指標，相對濕度越高，越利于露形成。

2.2.4?溫度與露點差?分析20：00到次日08：00同一正點氣溫-露點差（以下用t-td表示）分布：t-td為0～1℃，1～2℃，2～3℃，3～4℃，4～5℃，5～6℃及6℃以上時出現(xiàn)露的概率分別為13.02%、27.94%、25.37%、16.98%、9.04%、4.23%、3.42%。由此得出，t-td<4℃，出現(xiàn)露的概率為82%;而t-td≥4℃時，出現(xiàn)露的概率只有18%。說明t-td差值越大，越不容易產(chǎn)生露，且t-td=4℃為臨界點，與福建地區(qū)發(fā)生對流的t-td指標量值基本相同;同時該指標是一個濕度指標，t-td越小，濕度越大，再次驗證濕度越大，越有利于露形成。

3?結(jié)論

（1）10年間平潭露日呈下降趨勢，平均每年露日158?d，且有明顯的季節(jié)性特征，露日多發(fā)生在春夏季，其中露日出現(xiàn)在春季概率達45%，以5月最多，達20?d，10月最少，為5.7?d。

（2）20：00、02：00、05：00、08：00正點時次風(fēng)速、相對濕度和溫度露點差均可作為判定露日指標。露日出現(xiàn)2級風(fēng)的概率為53%，相對濕度≥80%概率是82%，t-td<4℃的概率高達82%。

（3）云量不能作為平潭露形成的氣象要素判定指標。但是由于該文沒有對露日云高、云狀進行分析，所以并不能完全否定云不能作為露形成的判定指標，這一點將是未來的研究方向。

（4）綜上，平潭露形成的最有利氣象條件為：夜晚或清晨，風(fēng)速2級左右，相對濕度為≥80%，t-td<4℃。該條件適用于平潭當(dāng)前：地面凝結(jié)現(xiàn)象為人工觀測，而夜間無人工觀測情況下判斷是否有露形成依據(jù)。

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責(zé)任編輯：黃艷飛