冀中南一次持續(xù)性大霧過程成因及維持機(jī)制

李美琪，郭 蕊，賈小衛(wèi)，吳 丹 ，時(shí)青格 ，劉 浩

(河北省氣象服務(wù)中心，河北 石家莊 050021)

引 言

霧是指近地層空氣中懸浮的大量水滴或冰晶微粒使水平能見度降到1 km以內(nèi)的天氣現(xiàn)象。河北省是大霧高發(fā)地區(qū)，隨著城市化進(jìn)程的加快，交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅猛，大霧尤其是持續(xù)性大霧易導(dǎo)致交通管制，對(duì)交通安全也有重大威脅[1-3]。因此研究大霧的形成與維持機(jī)制對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全有重要意義。

近年來，針對(duì)華北平原持續(xù)性大霧特征和成因的研究發(fā)現(xiàn)大霧多發(fā)生在緯向環(huán)流背景下[4]，太行山、燕山對(duì)冷空氣的阻擋和削弱使華北平原長期維持靜穩(wěn)天氣形勢(shì)[5]，邊界層內(nèi)逆溫層存在是大霧長時(shí)間維持的重要條件，低空暖濕水汽輸送和水汽輻合為大霧的持續(xù)提供了水汽條件[6]。另外，中低空下沉氣流、低層暖平流的輸送也是大霧維持的原因[7-8]。近地層輻射降溫和上升冷卻使暖空氣降溫形成貼地逆溫層[9]，逆溫層的多層結(jié)構(gòu)和逆溫層內(nèi)的湍流混合是大霧爆發(fā)性發(fā)展的重要原因[10-11]。邊界層弱水汽輻合與弱冷空氣的共同影響可導(dǎo)致局地濃霧爆發(fā)[12]。

目前，對(duì)持續(xù)性大霧過程中不同類型大霧的演變已有較多研究，但針對(duì)單一種類持續(xù)性大霧尤其是持續(xù)性輻射霧研究相對(duì)較少，而輻射霧形成時(shí)易出現(xiàn)爆發(fā)性濃霧，對(duì)交通危害極大。因此，本文選取一次持續(xù)性輻射霧過程，利用NCEP(1°×1°)逐6 h再分析資料、地面觀測(cè)資料和微波輻射計(jì)資料，從大尺度背景場(chǎng)、溫濕特征、動(dòng)力條件、熱力條件、層結(jié)特征等方面進(jìn)行分析，探討本次大霧形成原因與維持機(jī)制。

1 大霧實(shí)況

2019年1月11—15日，華北平原出現(xiàn)連續(xù)4 d的大霧天氣，大霧主要分布在河北中南部、河南中東部、山東中北部，其中位于太行山東麓的冀中南平原大霧維持時(shí)間最長，霧情最為嚴(yán)重，因此主要研究冀中南持續(xù)性大霧過程。根據(jù)此次大霧強(qiáng)度和范圍變化，將其分為4個(gè)階段。第1階段為大霧發(fā)展階段[11日20:00(北京時(shí)，下同)至12日14:00]，大霧形成前即11日06:00冀中南已出現(xiàn)零散濃霧站。11日23:00，霧區(qū)范圍擴(kuò)大到冀中南平原地區(qū)，12日02:00霧情加重，出現(xiàn)30個(gè)能見度低于50 m的強(qiáng)濃霧站，呈東北西南走向，主要出現(xiàn)在滄州、衡水、邢臺(tái)。第2階段為大霧維持階段(12日14:00至13日14:00)，也是本次大霧過程范圍最廣，霧情最重階段，12日22:00至13日08:00，大霧范圍擴(kuò)大到唐山、秦皇島，濃霧站增加為109個(gè)，強(qiáng)濃霧站為29個(gè)，且強(qiáng)濃霧站分散在整個(gè)霧區(qū)并維持10 h。第3階段為大霧衰減階段(13日14:00至14日14:00)，受槽前西南氣流影響，高空云量增多，大霧范圍南退至保定、滄州以南，能見度有所好轉(zhuǎn)，強(qiáng)濃霧站降至10個(gè)以內(nèi)(表1)。第4階段為大霧消散階段(14日14:00至15日08:00)，隨著冷空氣南下，華北上空迅速轉(zhuǎn)為西北氣流，大氣穩(wěn)定層結(jié)被破壞，地面風(fēng)速增大，大霧自北向南逐漸消散。

表1 2019年1月11—15日不同階段大霧站數(shù)Tab.1 Number of stations affected by the fog at different stages during 11-15 January 2019

2 環(huán)流形勢(shì)與大霧特征

2.1 大尺度環(huán)流形勢(shì)

此次大霧過程中，500 hPa亞洲中高緯環(huán)流較平直，華北平原位于弱脊前，盛行緯向偏西氣流。而蒙古國西部有一明顯的地面冷高壓中心，河北中南部位于冷高壓東南部的均壓場(chǎng)中，等壓線稀疏[圖1(a)]，弱偏南風(fēng)有利于近地面濕度增大(圖略)，使垂直方向出現(xiàn)上干下濕特征，為大霧的生成和維持提供了穩(wěn)定的背景條件。850 hPa和925 hPa河北中南部均有明顯暖脊，從河南的西南部向東北延伸至河北東部，1000 hPa受冷溫槽控制[圖1(b)]，說明近地面層有弱冷空氣自北向南擴(kuò)散，使得近地層大氣降溫，這種上暖下冷的配置有利于逆溫層的形成，使空氣的垂直擴(kuò)散條件變?nèi)?，地面風(fēng)速較小，大氣較穩(wěn)定，形成靜穩(wěn)天氣，對(duì)大霧的形成有至關(guān)重要的作用。

圖1 2019年1月12—14日500 hPa平均位勢(shì)高度(實(shí)線，單位：dagpm)、海平面平均氣壓(虛線，單位：hPa)(a)，12日08:00 850 hPa(實(shí)線)和1000 hPa(虛線)溫度(單位： ℃)(b)空間分布Fig.1 The spatial distributions of mean geopotential height on 500 hPa (solid line, Unit: dagpm) and sea level mean pressure (dashed line, Unit: hPa) during 12-14 (a) and 850 hPa (solid line) and 1000 hPa (dashed line) temperature (Unit: ℃) at 08:00 BST on 12 (b) January 2019

華北平原連續(xù)大霧經(jīng)常發(fā)生在緯向環(huán)流背景下，多短波槽活動(dòng)，且為“干性”短波槽，即850 hPa以上濕度較小，約為10%～40%，這種“干性”短波槽對(duì)華北平原大霧的發(fā)生、加強(qiáng)和維持均有重要作用[13-14]。此次大霧過程無強(qiáng)冷空氣活動(dòng)，共有3個(gè)高空槽東移，圖2為11日08:00至15日08:00過點(diǎn)(118°E、39.5°N)的風(fēng)、濕度、溫度和溫度平流的時(shí)間-高度剖面?？梢钥闯?，促使大霧爆發(fā)性增強(qiáng)的是第1個(gè)短波槽，屬于“干性”短波槽，于11日20:00過境，850 hPa以上的濕度由50%～80%迅速減小為20%～40%，天空云量減少有利于近地面夜間輻射降溫；短波槽過境后900～700 hPa溫度明顯升高，900～700 hPa增溫與近地面層降溫的雙重作用更有利于逆溫層的形成與維持。第2個(gè)“干性”短波槽于12日20:00過境，1000～850 hPa有弱的暖平流，900 hPa以下逆溫加強(qiáng)，高空槽過后整層風(fēng)速從偏西風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，大霧范圍擴(kuò)大、強(qiáng)度加強(qiáng)，維持時(shí)間也變長，濃霧站從85個(gè)增加到109個(gè)。由于前兩次“干性短波槽”移速較快，且槽前1000～700 hPa濕度較小，不滿足輻射霧向平流霧轉(zhuǎn)化的條件，因此本次大霧過程以輻射霧為主。第3個(gè)高空槽較強(qiáng)，于14日14:00過境，該高空槽破壞了大氣的靜穩(wěn)結(jié)構(gòu)，此時(shí)冷鋒已到達(dá)河北中部，但冷鋒前部近地面水汽仍飽和，大霧轉(zhuǎn)為鋒面霧，但范圍和強(qiáng)度減小，15日，強(qiáng)冷空氣過境后大霧消散。因此，在本次大霧過程中，兩次干性短波槽快速過境分別促成了大霧的形成和霧區(qū)范圍擴(kuò)大及大霧強(qiáng)度加強(qiáng)，最后一次高空槽造成了大霧的減弱與消散。

圖2 11日08:00至15日08:00過點(diǎn)(118°E、39.5°N)的風(fēng)(風(fēng)向桿，單位：m·s-1)、濕度(陰影，單位：%)(a)、溫度(等值線，單位： ℃)和溫度平流(陰影，單位： ℃·s-1)(b)的時(shí)間-高度剖面Fig.2 The time-height cross sections of wind (wind stem, Unit: m·s-1), humidity (shaded, Unit: %) (a) , temperature (isoline, Unit: ℃)and temperature advection (shaded, Unit: ℃·s-1) (b) along the point (118°E, 39.5°N) from 08:00 BST on 11 to 08:00 BST on 15 January 2019

2.2 地面特征

以衡水站為代表，圖3為2019年1月11日20:00至15日02:00衡水站AQI和PM2.5、PM10質(zhì)量濃度以及氣象要素小時(shí)變化?？諝赓|(zhì)量指數(shù)(air quality index，AQI)表示空氣污染程度，主要監(jiān)測(cè)6項(xiàng)污染物：細(xì)顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和一氧化碳(CO)。本次大霧過程中，首要污染物為PM2.5和PM10。第1階段，相對(duì)濕度一直維持在95%以上，風(fēng)向以偏南風(fēng)為主，有利于污染物堆積和水汽聚積，由于夜間地面長波輻射作用，氣溫明顯下降，12日01:00轉(zhuǎn)為北風(fēng)，弱冷空氣的降溫作用疊加輻射降溫作用，配合接近飽和的水汽，使得能見度迅速從1090 m降至164 m，之后的13 h一直維持低能見度，因此本次強(qiáng)濃霧形成的觸發(fā)條件為偏北風(fēng)帶來的弱冷空氣降溫與夜間輻射降溫的疊加效應(yīng)。第2階段，隨著日出增溫，12日14:00能見度逐漸升至1000 m，污染物堆積明顯，AQI也隨之增加，由中度污染轉(zhuǎn)為重度污染，氣溶膠粒子向外發(fā)射長波輻射，加快輻射冷卻作用，因此污染物的增加有利于大霧的形成與加強(qiáng)[15-16]。12日18:00—19:00，風(fēng)向再次轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，配合氣溫下降，使得飽和水汽充滿整個(gè)邊界層，能見度降至500 m以下并維持14 h。與第1階段不同的是，第2階段大霧生成早，消散也略早，這主要是由于第1階段的霧位于高空槽前，受平流和輻射降溫的共同影響，而第2階段位于高空槽后，主要降溫機(jī)制為輻射降溫。第3階段，受高空槽前西南氣流影響，高空云量增多，夜間輻射降溫減小，地面增濕緩慢，持續(xù)的偏南風(fēng)使污染物堆積，空氣質(zhì)量變?yōu)閲?yán)重污染，豐富的凝結(jié)核配合地面冷卻增濕，因此14日05:00仍有大霧形成。第4階段，受冷空氣影響，地面風(fēng)力加大，相對(duì)濕度降低，大霧逐漸消散。

大霧第1和第2階段，地面氣象要素之間有一定的關(guān)聯(lián)性，污染物的增加有利于能見度的降低。在整個(gè)過程中，風(fēng)速為0～3 m·s-1，這種風(fēng)速既不影響空氣的輻射冷卻，使大氣達(dá)到飽和，為大霧提供良好的水汽條件，又能使輻射冷卻擴(kuò)散到整個(gè)邊界層，有利于形成輻射霧并維持大霧的發(fā)展。偏北風(fēng)有利于增強(qiáng)大霧濃度，偏南風(fēng)有利于大霧維持。當(dāng)相對(duì)濕度在95%及以上時(shí)，大霧更容易形成與維持，而降溫是大霧形成的必要條件。

圖3 2019年1月11日20:00至15日02:00衡水站AQI以及PM2.5、PM10質(zhì)量濃度和最小能見度(a)，10 min風(fēng)向及其平均風(fēng)速(b)，相對(duì)濕度和氣溫(c)逐時(shí)演變Fig.3 Hourly variation of AQI, mass concentation of PM2.5 and PM10 and minimum visibility (a) , 10-minute wind direction and 10 min average wind speed (b) and relative humidity and temperature (c) from 20:00 BST on 11 to 02:00 BST on 15 January, 2019 at Hengshui station

3 大霧形成和維持機(jī)制

3.1 動(dòng)力條件

圖4為11日08:00至15日08:00沿大霧中心(116°E、38°N)的渦度、散度、垂直速度時(shí)間-高度剖面?？梢钥闯?，12日20:00至13日08:00， 850 hPa以下存在弱正渦度，表明低層有暖濕氣流，有利于濃霧維持，而13日20:00至14日08:00，850 hPa以下為明顯負(fù)渦度，大霧明顯減弱，范圍減小。14日20:00，850 hPa以下又轉(zhuǎn)為正渦度，與大霧增強(qiáng)時(shí)間吻合，之后受冷空氣影響，轉(zhuǎn)為負(fù)渦度，大霧減弱消散。這反映了大霧的維持發(fā)展與低層的正渦度有緊密聯(lián)系。

散度場(chǎng)的分布與演變也與大霧的發(fā)展有良好的配合，大霧第1和第2階段900 hPa以下為輻合輻散相間，弱輻合運(yùn)動(dòng)與濃霧有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種弱輻合上升運(yùn)動(dòng)可以使近地面水汽向上輸送，使?jié)駥舆_(dá)到一定高度，有利于濃霧形成。12日20:00至13日20:00，700～500 hPa為輻散下沉運(yùn)動(dòng)，氣溫略有升高[圖2(b)]，空氣穩(wěn)定度增加，有利于形成逆溫層，其有效阻止了中低層的垂直交換，有利于低層水汽累積至飽和狀態(tài)及濃霧的形成和發(fā)展。14日20:00，低層的輻合中心增大到-4×10-5s-1，之后輻合上升運(yùn)動(dòng)突破900 hPa，不利于逆溫層的維持，對(duì)流層中層轉(zhuǎn)為輻合上升運(yùn)動(dòng)，大霧逐漸減弱消散，這說明對(duì)流層中層的輻散下沉運(yùn)動(dòng)是本次濃霧發(fā)生與維持的動(dòng)力因子之一。

11日08:00至13日20:00，850～400 hPa以下沉運(yùn)動(dòng)為主，垂直速度為0.1～0.3 Pa·s-1，有利于天空晴朗和下沉增溫。而900 hPa以下，則以弱的上升氣流為主。每次下沉運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)和向低層發(fā)展都對(duì)應(yīng)著霧站的增加，其中，11日20:00至12日08:00，下沉運(yùn)動(dòng)最為劇烈，950 hPa以上幾乎均為下沉氣流，當(dāng)晚大霧爆發(fā)式發(fā)展，大霧站數(shù)增加至96個(gè)。12日20:00至13日08:00，900 hPa以下由上升運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為弱下沉運(yùn)動(dòng)再轉(zhuǎn)為弱上升運(yùn)動(dòng)，雖然下沉運(yùn)動(dòng)較前一次減弱，但由于弱上升運(yùn)動(dòng)的影響，霧層加厚，當(dāng)晚濃霧范圍變大，由85站增至109站。14日轉(zhuǎn)為整層的上升運(yùn)動(dòng)，垂直速度為-0.5 Pa·s-1，導(dǎo)致大霧減弱消散。因此華北平原的大尺度下沉運(yùn)動(dòng)有利于天空晴朗和下沉增溫，從而使低層穩(wěn)定層結(jié)進(jìn)一步加強(qiáng)，有利于大霧的維持和加強(qiáng)。

圖4 2019年11日08:00至15日08:00沿大霧中心的渦度(a)，散度(b)(單位： 10-5 s-1)和垂直速度(單位： Pa·s-1)(c)的時(shí)間-高度剖面Fig.4 The time-height cross sections of vorticity (a), divergence (b) (Unit: 10-5 s-1) and vertical velocity (Unit: Pa·s-1) (c) along the center of the fog from 08:00 BST on 11 to 08:00 BST on 15 January 2019

3.2 水汽條件

充足的水汽為大霧天氣提供了良好的濕度基礎(chǔ)，圖5為2019年1月11—14日20:00 1000 hPa風(fēng)場(chǎng)和水汽通量散度空間分布。可以看出，在大霧形成前期即11日20:00，冀中南以弱西南氣流為主，并伴有水汽輻合，水汽的流入為凝結(jié)核提供了豐富的水汽條件，有利于大霧的爆發(fā)性生成。12日20:00受短波槽影響，水汽從西南向冀中南平原輸送，水汽輻合范圍和強(qiáng)度較11日夜間更大更強(qiáng)，最大水汽輻合中心強(qiáng)度為-0.2×10-4g·hPa-1·cm-2·s-1，且風(fēng)向在太行山東麓和燕山山脈均有明顯輻合，使沿山地區(qū)形成弱上升流，水汽抬升凝結(jié)，因此12日夜間霧出現(xiàn)時(shí)間更早，范圍也更大。13日20:00天空狀況轉(zhuǎn)為陰天，因此雖然有水汽輻合，但霧站數(shù)量明顯減少。14日20:00，最大水汽輻合中心南移并增大至-0.4×10-4g·hPa-1·cm-2·s-1，大霧范圍也隨之壓至河北南部，之后逐漸消散。西南水汽輸送為大霧提供了水汽來源，夜間的輻射冷卻使溫度降低至露點(diǎn)溫度而達(dá)到飽和[17]，為大霧的形成與維持提供了必要的濕度條件。

圖5 2019年1月11(a)、12(b)、13(c)及14(d)日20:00 1000 hPa風(fēng)場(chǎng)(流線，單位：m·s-1)和水汽通量散度(陰影，單位： 10-4 g·hPa-1·cm-2·s-1)空間分布Fig.5 The wind field (streamline, Unit: m·s-1) and water vapor flux divergence (shaded, Unit: 10-4 g·hPa-1·cm-2·s-1) on 1000 hPa at 20:00 BST on 11 (a), 12 (b), 13 (c) and 14 (d) January 2019

3.3 層結(jié)逆溫

3.3.1 逆溫層的多層逆溫結(jié)構(gòu)

表2列出2019年1月10—14日邢臺(tái)探空站逆溫參數(shù)信息。可以看出，邢臺(tái)站一直存在貼地逆溫層，逆溫層頂基本在925 hPa以下，大霧種類主要為輻射霧。而在貼地逆溫層[18-19]之上還有低空和高空逆溫(這里討論的低空逆溫為500 hPa以下的逆溫層)，這是由于湍流混合作用，動(dòng)量、熱量和水汽的輸送并不連續(xù)，使逆溫層出現(xiàn)了多層結(jié)構(gòu)，而逆溫層可以阻止垂直湍流將上部干空氣卷入霧頂而導(dǎo)致霧層變薄[20]，因此逆溫層的存在為大霧的形成與維持提供了先期條件。在大范圍大霧形成前，即10日08:00，就已經(jīng)形成了雙層逆溫，低層逆溫層位于700 hPa以下，厚度為78 hPa，逆溫強(qiáng)度為0.4 ℃·(10 hPa)-1，貼地逆溫層厚度為27 hPa，逆溫強(qiáng)度為2.3 ℃·(10 hPa)-1。貼地逆溫層為11日早晨的零散霧和11日夜間至15日的大范圍霧提供了良好的層結(jié)條件，有利于近地面水汽的聚集，為霧層增厚提供了水汽來源。而持續(xù)存在的雙層逆溫為大霧爆發(fā)性發(fā)展醞釀了條件。隨著逆溫層厚度的增加，12日08:00達(dá)到大霧發(fā)展強(qiáng)盛期，此時(shí)貼地逆溫厚度最大，為55 hPa。12日20:00，逆溫分層結(jié)構(gòu)消散，僅存在貼地逆溫，且有所加強(qiáng)，逆溫強(qiáng)度從1.1增強(qiáng)到1.75 ℃·(10 hPa)-1，貼地逆溫層底溫度露點(diǎn)差由7 ℃下降到1.4 ℃，表明貼地逆溫層增強(qiáng)，逆溫層內(nèi)水汽積聚接近飽和且濕層增厚接近逆溫層底。大霧發(fā)展后期至消散階段，主要以單層逆溫為主，偶爾出現(xiàn)的雙層逆溫，其低層逆溫層的厚度遠(yuǎn)小于大霧形成發(fā)展階段。因此逆溫層的多層結(jié)構(gòu)為大霧的爆發(fā)性形成提供了先期條件，而逆溫層厚度的增加更有利于大霧的維持與發(fā)展。

表2 2019年1月10—14日邢臺(tái)探空站逆溫層信息Tab.2 The information of temperature inversion layer at Xingtai sounding station during 10-14 January 2019

3.3.2 層結(jié)逆溫

13日08:00 900 hPa以下存在明顯的逆溫層，而1000 hPa的溫度露點(diǎn)差約為10 ℃，相對(duì)濕度約50%，因此本次大霧的濕層較淺薄，且集中在近地層，未及1000 hPa[圖6(a)]。1000 hPa溫度比地面高出2～6 ℃，而冬季河北平原1000 hPa的高度約200 m，因此1000 hPa以下存在明顯逆溫[圖6(b)]。另外，河北西部為太行山，偏西路徑弱冷空氣越過太行山脈時(shí)，空氣下沉增溫，也有利于冀中南近地層逆溫層的維持和加強(qiáng)。

圖7為基于微波輻射計(jì)資料 的2019年1月11—14日黃驊站溫度和相對(duì)濕度的時(shí)間-高度剖面。可以看出，黃驊站的大霧主要出現(xiàn)在12日00:00至13日08:00，900 m以下濕度可達(dá)80%以上，在600 m存在低層逆溫層，且低層逆溫層底部相對(duì)濕度達(dá)90%以上，而貼地逆溫層以下的相對(duì)濕度大值區(qū)和霧層主要維持在100 m以下，霧頂之上存在相對(duì)濕度等值線密集帶。11日20:00，受晴夜長波輻射和湍流混合作用的雙重影響，200 m以下降溫明顯，相對(duì)濕度增加，12日05:00達(dá)到飽和且濕層逐漸加厚至幾十米，大霧爆發(fā)性增強(qiáng)，能見度從999 m突降至77 m，霧層冷中心對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度高值區(qū)。日出后溫度升高，但未突破逆溫層，在相對(duì)濕度降低的間歇，霧情減輕。12日20:00降溫加濕的作用下，大霧再次爆發(fā)，濕層厚度較前一日略有增加并維持14 h，逆溫層被破壞，相對(duì)濕度降低，黃驊站大霧消散。在本次過程中，大霧高度僅有幾十米，是典型的輻射霧，有明顯日變化，日出前后霧最濃，貼地逆溫層是大霧維持發(fā)展的必要條件，晴夜長波輻射和湍流混合作用為大霧的維持發(fā)展提供了有利條件。

圖6 2019年1月13日08:00黃驊站斜溫圖(a)，11—14日1000 hPa平均溫度與地面平均溫度之差(單位：℃)的空間分布(b)Fig.6 Skew-T diagram at Huanghua station at 08:00 BST on 13 (a) and the spatial distribution of difference (Unit: ℃) between average temperature on 1000 hPa and average ground temperature during 11-14 (b) in January 2019

圖7 2019年1月11—14日黃驊站溫度(a，單位： ℃)和相對(duì)濕度(b，單位：%)的時(shí)間-高度剖面Fig.7 The time-height cross sections of temperature (a, Unit: ℃) and relative humidity (b, Unit: %) at Huanghua station based on the microwave radiometer data during 11-14 January 2019

4 結(jié) 論

(1)大霧期間500 hPa以緯向氣流為主，850 hPa和925 hPa暖脊與1000 hPa冷溫槽的配置有利于逆溫層的形成與維持，地面位于冷高壓東南部的均壓場(chǎng)中，為此次大霧過程提供了充足的水汽和良好的弱風(fēng)條件。整個(gè)過程中有3個(gè)高空槽東移。第1個(gè)干性短波槽過境造成大霧的爆發(fā)性發(fā)展，第2個(gè)干性短波槽過境后大霧范圍增大、強(qiáng)度增強(qiáng)，第3個(gè)高空槽整層濕度較大，破壞了大氣靜穩(wěn)結(jié)構(gòu)，使大霧減弱消散。穩(wěn)定的大尺度環(huán)流場(chǎng)為大霧提供了重要的背景條件，干性短波槽的快速東移促成了大霧的維持與加強(qiáng)。

(2)由于夜間輻射降溫明顯，易出現(xiàn)逆溫層，使空氣的垂直擴(kuò)散條件變?nèi)酰孛骘L(fēng)速較小，大氣較穩(wěn)定，形成靜穩(wěn)天氣，為大霧的形成提供背景條件。而污染物累積，相對(duì)濕度飽和、地面風(fēng)速較弱是大霧發(fā)生和維持的必要條件，偏北風(fēng)帶來的弱冷空氣降溫與夜間輻射降溫的疊加效應(yīng)是大霧爆發(fā)的熱力學(xué)條件。

(3)低層正渦度、對(duì)流層中層的輻散下沉運(yùn)動(dòng)是大霧維持和發(fā)展的動(dòng)力因子，晴夜長波輻射和湍流混合作用有利于降溫增濕，西南方向的水汽輸送與霧區(qū)水汽輻合抬升凝結(jié)共同為大霧提供了濕度條件。

(4)本次大霧高度僅有幾十米，以輻射霧為主，兩次短波槽過境時(shí)整層濕度較低，低層并未出現(xiàn)暖濕平流的輸送，因此霧層未升高，大霧種類基本沒有變化。逆溫層的多層結(jié)構(gòu)為大霧的爆發(fā)性形成醞釀了先期條件，貼地逆溫層的增強(qiáng)提供了穩(wěn)定的層結(jié)和近地面的水汽積聚。大霧發(fā)展后期，雙層逆溫結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為單層逆溫，最終大霧的消散主要是強(qiáng)冷空氣入侵，逆溫層被破壞所致。