山區(qū)高速公路多霧路段特征識別分析研究

周禮平，朱承前

（貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司，貴陽550081）

1 山區(qū)高速公路霧天成因及多霧路段特征研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外科研工作者對山區(qū)高速公路大霧形成原因及特征開展了大量的科學研究工作。某學者[1～3]利用京珠高速公路粵北段布設的5 套能見度儀和3 套自動氣象站的氣象要素資料，分析發(fā)現(xiàn)南嶺山地高速公路霧區(qū)在11 月至次年5 月最盛。對復雜地形和沿海地區(qū)下霧的研究在一些地區(qū)已經(jīng)展開，分析發(fā)現(xiàn)，地形的影響導致霧的形成過程相當復雜。復雜地形下霧的形成和消亡還存在許多需要仔細研究的問題，尚需進一步開展相關工作。

2 高速公路多霧路段分布及霧的生消發(fā)展規(guī)律

2.1 高速公路上霧的形成及影響

霧是一種自然天氣現(xiàn)象，由于近地面空氣受冷作用，當空氣冷卻至露點以下時，空氣中的水汽凝結便形成霧，霧主要發(fā)生在晴朗、微風、近地面、水汽比較充沛的夜間或早晨。霧導致能見度降低，當目標物的水平能見度小于1 000m 時，就會給交通運輸造成直接或間接的影響。

2.2 多霧路段分布特征

結合高速公路帶狀分布和山區(qū)高速公路特點，本文總結了霧在山區(qū)高速公路上的分布規(guī)律。

2.2.1 地理條件分布規(guī)律

由于霧的形成受多種因素共同制約，且我國地理環(huán)境差異顯著，因此，霧的地理分布比較復雜。研究資料表明：貴州北部、貴州與云南交界地區(qū)及云南西南部屬于大霧區(qū)域范圍。

2.2.2 時間條件分布規(guī)律

1）季節(jié)變化規(guī)律。研究資料表明，我國大陸的大霧發(fā)生在黑夜的持續(xù)時間最長。氣溫較低的冬季，尤其是在12 月和1 月，是霧天比較集中的時間段。實地調(diào)研資料和道路交通管理部門的集中反饋信息表明，高速公路上大霧發(fā)生的日數(shù)有明顯的季節(jié)變化規(guī)律：冬季（12 月～次年2 月）霧日出現(xiàn)次數(shù)最多，其次是秋季（9 月～11 月）和春季（3 月～5 月），最少的是夏季（6 月～8 月）。

2）年大霧日數(shù)變化規(guī)律。研究資料表明，在我國西南部，貴州和云南區(qū)域內(nèi)，年霧日數(shù)是呈逐年減少趨勢。但是考慮大霧形成受多種因素影響及高速公路經(jīng)過區(qū)域地理環(huán)境條件不同，某些年份某些區(qū)域的年霧日數(shù)出現(xiàn)增加是可追溯的，尤其是高速公路路網(wǎng)發(fā)達的區(qū)域應重點關注大霧對交通運輸?shù)挠绊憽?/p>

2.3 織普高速公路多霧路段分布

2.3.1 織普高速霧情概況

織普高速公路全路段地處貴州中西部，屬于典型的山區(qū)高速公路。據(jù)收集資料和調(diào)研走訪資料顯示：織普高速全線霧天發(fā)生在秋冬季節(jié)和夏季雨天之后。秋冬季節(jié)經(jīng)常發(fā)生大霧的路段包括桂花林場路段和夜郎湖路段；而夏季易發(fā)團霧的路段包括銀山隧道路段、黑土特大橋路段和夜郎湖路段。研究資料表明，突發(fā)性團霧一般屬于典型的氣團霧，有輻射霧和蒸發(fā)霧。而秋冬季節(jié)發(fā)生的持續(xù)性大霧天氣則屬于鋒面霧類型，該類霧特點為持續(xù)時間長，影響范圍廣，是高速公路封路的主要原因之一。

2.3.2 現(xiàn)場調(diào)研成果

為準確掌握織普高速全線的霧區(qū)路段分布及霧天特征，項目組研究制定了周密的調(diào)研計劃，首先，收集沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)的氣象水文資料；其次，按路段進行分區(qū)調(diào)研，周期性地走訪施工單位及進行現(xiàn)場調(diào)研；最后，對重點調(diào)研路段的氣象資料進行收集分析，得出了如圖1 所示的霧區(qū)分布圖。

在圖1 中，紅色路段為多霧路段，即k15～k19 路段和k27～k34 路段，其中 k15～k19 路段為常發(fā)持續(xù)性大霧天氣，而k27～k34 路段常發(fā)突發(fā)性大霧路段。k0～k15 路段和 k19～k27路段受霧影響僅次于以上2 個路段，大霧和團霧發(fā)生的頻率也略低于以上2 個路段，最后，k34～k52 由于靠近普定縣城，存在熱輻射效應等影響局地小氣候的因素，該路段上受霧影響相對少于其他路段。另外，該區(qū)域內(nèi)地勢相對平坦，產(chǎn)生的大霧和團霧容易受風影響擴散，對交通運輸?shù)挠绊懸蚕鄬^小。綜上，基本為織普高速上易發(fā)霧天路段的分布及各路段發(fā)生霧情特征，可作為后續(xù)工作的參考。

圖1 織普高速霧區(qū)路段分布情況

3 山區(qū)高速公路霧的特征總結

在掌握織普高速公路沿線霧區(qū)分布情況后，總結了織普高速常發(fā)霧的類型，常常發(fā)生在秋冬季節(jié)，覆蓋區(qū)域較大的大霧天氣屬于典型的鋒面霧類型，夏季雨天過后常發(fā)的霧天屬于輻射霧。項目以織普高速調(diào)研資料為引子，在查閱大量文獻資料和研究成果的基礎上，與氣象部門霧天專業(yè)研究人員一并開展研究，首先，確定了高速公路上經(jīng)常發(fā)生的大霧屬于典型的鋒面霧和輻射霧；然后，總結分析了鋒面霧和輻射霧的發(fā)生規(guī)律和特征分布，對高速公路大霧天氣有了一個更加理性直觀的認識，也為應對大霧天氣提供更加科學合理的理論依據(jù)。

3.1 鋒面霧的發(fā)生規(guī)律

通過對全省84 個氣象自動監(jiān)測站年平均鋒面霧日分布的分析發(fā)現(xiàn)，貴州省鋒面霧過程一般影響范圍較小。鋒面霧易發(fā)地區(qū)主要分布于貴州省的西部，海拔在1 000m 以上，而中東部絕大多數(shù)站點都不易出現(xiàn)鋒面霧。鋒面霧天氣更容易出現(xiàn)在海拔高度較高或者地勢相對周邊地區(qū)高的地區(qū)。

對鋒面霧月分布研究發(fā)現(xiàn)（見表1），在11 月份至次年3 月份時間段內(nèi)，在10 年間受鋒面霧影響最為頻繁的是1 月份，經(jīng)過分析，1 月份是鋒面霧發(fā)生頻率最高、影響范圍最大的月份。

表1 貴州省1995—2004 年11 月至3 月鋒面霧年平均霧月分布

3.2 輻射霧的發(fā)生規(guī)律

圖2 為1971—2008 年貴州省84 站區(qū)域性輻射大霧的頻次分布圖，可以看出輻射大霧的分布與地理環(huán)境關系密切，大霧頻次與地形（尤其是海拔高度）存在負相關，相關系數(shù)為-0.545，呈現(xiàn)“東部多西部少”的特點。另輻射大霧與湖泊河流也關系密切，在湖泊河流所經(jīng)之處為輻射大霧頻發(fā)中心。

圖2 1971—2008 年貴州省區(qū)域性輻射大霧的頻次分布