營(yíng)口沿海地區(qū)一次大霧過程及預(yù)報(bào)指標(biāo)對(duì)比分析

孫 瑤 崔修來* 高清源 牛星雅

（1營(yíng)口市氣象局，遼寧營(yíng)口 115001；2鞍山市氣象局，遼寧鞍山 114000）

霧是懸浮在近地面大氣中的大量微細(xì)水滴 （或冰晶）的可見集合體。按照國(guó)際氣象組織規(guī)定，能見度在1 km以下的稱為霧。營(yíng)口地區(qū)位于遼東半島西北部、遼河入海口左岸，西鄰渤海遼東灣[1]，水汽充足，大霧頻發(fā)，60年中近半數(shù)大霧發(fā)生在冬季。大霧是營(yíng)口地區(qū)主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，給海陸空交通運(yùn)輸和環(huán)境帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失，并造成人員傷亡[2]，因而加強(qiáng)營(yíng)口地區(qū)大霧天氣成因及預(yù)報(bào)預(yù)警研究是重要的現(xiàn)實(shí)需求。陳傳雷等[3]對(duì)1951—2003年73次遼寧省區(qū)域性大霧過程進(jìn)行對(duì)比分析后將區(qū)域性大霧分型。趙玉廣等[4]表明：高空緯向環(huán)流長(zhǎng)時(shí)間維持導(dǎo)致冷空氣活動(dòng)偏弱，加上山體對(duì)冷空氣的阻擋和削弱作用造成華北平原長(zhǎng)期靜穩(wěn)天氣，成為華北平原大霧長(zhǎng)時(shí)間維持的根本原因。霧作為邊界層特有的一種天氣現(xiàn)象，其生消變化均與邊界層溫度、濕度、風(fēng)速、層結(jié)穩(wěn)定性等密切相關(guān)。在實(shí)際預(yù)報(bào)中，如果只注意天氣尺度系統(tǒng)的分析，往往會(huì)導(dǎo)致預(yù)報(bào)失誤。本文利用常規(guī)觀測(cè)資料、地面自動(dòng)站資料，對(duì)比遼寧省區(qū)域性大霧物理量閾值，對(duì)2018年12月22日營(yíng)口地區(qū)及渤海北部海面出現(xiàn)的大霧天氣過程進(jìn)行綜合分析，以期為大霧的預(yù)報(bào)提供參考。

1 大霧天氣實(shí)況

2018年12月22日營(yíng)口地區(qū)出現(xiàn)入冬以來最強(qiáng)大霧天氣。大霧從22日早晨開始，中午有所緩解，入夜以后再次加強(qiáng)。最低能見度：營(yíng)口60 m，大石橋187 m，出現(xiàn)時(shí)間為 19：00—23：00；沙崗站（蓋州西部沿海）214 m，時(shí)間為 18：00—19：00；渤海海面偏北部（盤錦港）附近霧一直較大。本次天氣過程遼寧省7個(gè)市均出現(xiàn)大霧，本文僅分析了營(yíng)口沿海地區(qū)。22日早晨到前半夜，營(yíng)口市相對(duì)濕度為99%，風(fēng)速為1.0～2.9 m/s。大霧主要出現(xiàn)在風(fēng)速較小的階段，23：00后風(fēng)速迅速加大，能見度轉(zhuǎn)好。

2 遼寧大霧技術(shù)指標(biāo)在本次大霧過程中的適用性分析

遼寧省氣象局對(duì)1951—2011年遼寧省區(qū)域性大霧天氣進(jìn)行總結(jié)和分析，建立大霧預(yù)報(bào)指標(biāo)體系，對(duì)照預(yù)報(bào)指標(biāo)對(duì)本次大霧天氣過程進(jìn)行分析總結(jié)。

2.1 環(huán)流分型

2.1.1 引發(fā)大霧的天氣背景。引發(fā)遼寧區(qū)域性大霧的天氣背景主要包括弱冷空氣過境、降水、積水或積雪、暖濕氣流、穩(wěn)定高空環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)。本次大霧過程天氣背景主要是降水。21日2：00—10：00，營(yíng)口地區(qū)降小雨，降水量4～7 mm。本次降雨過程屬于暖區(qū)降水，氣溫?zé)o明顯下降，最高氣溫為5～7℃，降雨后仍是南風(fēng)，風(fēng)力小，空氣濕度大，降水后很快放晴，有利于蒸發(fā)；入夜后地面溫度降至0℃以下，輻射降溫明顯，空氣達(dá)到飽和，出現(xiàn)大霧。22日白天為多云天氣，氣溫上升不明顯，風(fēng)力小，不利于霧消散，暖濕氣流起到了一定作用。秋、冬季大霧前，高空從邊界層到地面層普遍吹西南風(fēng)，從渤海灣到內(nèi)陸形成了溫暖潮濕的水汽輸送帶，使得空氣相對(duì)濕度增加，如遇高空弱冷空氣或夜間輻射降溫極有可能引發(fā)大霧天氣。本次過程中22日高空受槽前、地面冷鋒前暖濕空氣影響，同時(shí)前期降水為近地面層提供水汽，由于暖濕空氣經(jīng)過冷下墊面，水汽凝結(jié)而形成大霧。

2.1.2 大霧的天氣分型。引發(fā)遼寧區(qū)域性大霧的天氣形勢(shì)主要包括倒槽、地形槽、鋒面氣旋、冷高壓前部等4種情況。本次大霧過程與地形槽型相近，這種類型的霧一般出現(xiàn)在冬季，遼寧處在弱高壓內(nèi)、兩高壓之間的東北地形槽輻合區(qū)內(nèi)，大陸高壓主體在華北地區(qū)。地形槽前偏南氣流移動(dòng)到冷下墊面上而凝結(jié)成霧，在夜間晴空輻射作用下，霧的強(qiáng)度得到加強(qiáng)。此種類型以輻射霧為主，其不同點(diǎn)在于大陸高壓主體在蒙古附近且稍偏北，其他相近。

2.2 對(duì)大霧物理量定量指標(biāo)的分析

遼寧省氣象局統(tǒng)計(jì)2001—2011年遼寧省區(qū)域性大霧天氣物理量定量指標(biāo)給出了區(qū)域性大霧物理量閾值：925～1 000 hPa逆溫0～4℃，省內(nèi)氣壓差<7.5 hPa，850、925、1 000 hPa相對(duì)濕度分別為<70%、60%～80%、70%～90%，850、925、1 000 hPa 比濕分別為 0～2、2～3、3～4 g/kg，風(fēng)速為 1～6 m/s?，F(xiàn)分析比較營(yíng)口本次大霧過程物理量與閾值。

2.2.1 濕度場(chǎng)。近地面層飽和或接近飽和為區(qū)域性大霧發(fā)生的必要條件。研究發(fā)現(xiàn)，大霧發(fā)生時(shí)近地面層的相對(duì)濕度＞90%（冬季＞85%），降水后出現(xiàn)大霧的相對(duì)濕度＞95%。22日早晨到前半夜，營(yíng)口市相對(duì)濕度為99%。從探空實(shí)況上看，錦州、沈陽(yáng)、丹東和大連探空站比濕符合大霧物理量閾值。

2.2.2 氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)特征。發(fā)生區(qū)域性大霧時(shí)形勢(shì)場(chǎng)普遍較弱，省內(nèi)最大氣壓差＜7.5 hPa。本次過程中省內(nèi)氣壓差為1～2hPa。從風(fēng)場(chǎng)上來看，微風(fēng)對(duì)霧形成最為有利。本次大霧過程中營(yíng)口市風(fēng)速為1.0～2.9 m/s。

2.2.3 層結(jié)條件。近地面層比較穩(wěn)定時(shí)，有利于水汽和塵埃雜質(zhì)聚集。輻射霧成霧時(shí)，要求大氣晴穩(wěn)、濕度條件好。22日8：00探空?qǐng)D表明，錦州和沈陽(yáng)站低層有8～10℃逆溫，層結(jié)穩(wěn)定。925～1 000 hPa有暖平流，溫度露點(diǎn)差接近0，近地面層達(dá)到飽和，有利于水汽凝結(jié)。

3 不同時(shí)次EC預(yù)報(bào)場(chǎng)情況分析

分析不同時(shí)次EC預(yù)報(bào)省內(nèi)氣壓差均符合大霧物理量閾值（＜7.5 hPa）；10 m 風(fēng)速符合 1～6 m/s；22 日8：00 起報(bào)預(yù)報(bào) 8：00—14：00 1 000 hPa相對(duì)濕度為73%～87%，符合指標(biāo)要求；近3個(gè)時(shí)次起報(bào)預(yù)報(bào)850 hPa比濕符合0～2 g/kg；其他不符合。綜合分析，EC預(yù)報(bào)大部分物理量不符合大霧物理量閾值。

4 預(yù)報(bào)難點(diǎn)

歐洲數(shù)值預(yù)報(bào)對(duì)近地面逆溫、相對(duì)濕度和比濕條件預(yù)報(bào)較差，對(duì)省內(nèi)氣壓差和10 m風(fēng)速預(yù)報(bào)較好。實(shí)際上，21日早晨小雨過后，氣溫沒有明顯下降，風(fēng)速也較小，空氣濕度大。同時(shí)，受地面冷鋒前暖濕空氣影響，暖濕空氣經(jīng)過冷下墊面時(shí)在近地面層產(chǎn)生水汽凝結(jié)且層結(jié)較穩(wěn)定，會(huì)形成大霧；白天由于有云和霧，氣溫較低且長(zhǎng)時(shí)間維持，是營(yíng)口沿海地區(qū)大霧維持的根本原因。在未來大霧預(yù)報(bào)中應(yīng)關(guān)注的事項(xiàng)：一是注重對(duì)逆溫的分析；二是雪（雨）過后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大霧天氣，主要出現(xiàn)在冷空氣主體尚未下降、地面風(fēng)速較小的時(shí)刻。