池州市大氣能見度與氣象條件的關系

吳紫靜 姚揚 陸?，? 黃少山 章衛(wèi)華

摘要 利用池州市2016—2021年大氣能見度和地面常規(guī)氣象觀測資料，統(tǒng)計分析了池州市大氣能見度與氣象要素之間的關系。結果表明：池州市能見度以夏季最好，冬季最差，一天4個時次里以02：00最低，08：00次之，14：00能見度最好；四季4個時次大氣能見度與相對濕度相關性最好，其次是與24 h變濕的相關性，且均為負相關。相對濕度≥95%、地面風速≤2 m/s，

以及東北風和西南風條件下有利于池州出現(xiàn)低能見度。

關鍵詞 池州市；大氣能見度；氣象要素；相關性

中圖分類號：P427.2 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）02–0061-03

能見度即目標物的能見距離，是指觀測目標物時，能從背景上分辨出目標物輪廓的最大距離。作為表征大氣透明程度的一項重要物理參數(shù)，能見度反映了區(qū)域大氣環(huán)境的質量和空氣污染的狀況，尤其是低能見度對輪渡、民航、高速公路等交通運輸和電力供應，以及市民的日常生活都會產(chǎn)生許多不利的影響，在經(jīng)濟高度發(fā)展的今天產(chǎn)生的影響更加明顯。近10年來，因能見度過低而造成的重大交通事故屢有發(fā)生[1]。影響能見度的因素包括自然的氣象因子和人為的環(huán)境因子，其中人類活動產(chǎn)生的各種大氣污染物使得大氣能見度下降，而從氣象角度來看，影響因子主要包括氣溫、氣壓、濕度、風等[2-5]。

池州市地處安徽省西南部，長江下游南岸，境內地形地貌多樣，其東南部以九華山、牯牛降為主體構成南部山區(qū)骨架，是皖南山區(qū)的組成部分；中部為崗沖相間的丘陵區(qū)，西北部沿江地帶為洲圩區(qū)，地勢低平，河湖交錯。作為中國第一個國家生態(tài)經(jīng)濟示范區(qū)，池州境內森林覆蓋率達59.2%，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良。但近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，尤其是工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣等人為因素的影響，使得氣溶膠排放顯著增加，霾天氣頻發(fā)，導致能見度下降[6]。利用2016—2021年池州市氣象觀測資料，分析大氣能見度與氣象因素的關系，以及低能見度下氣象要素的統(tǒng)計特征。本研究結果對了解池州大氣能見度狀況、提高大氣環(huán)境質量和城市防災減災具有一定的參考價值。

1 數(shù)據(jù)來源

選取的2016—2021年能見度、相對濕度、氣溫、氣壓、風等氣象數(shù)據(jù)為池州市國家氣象站的逐小時自動觀測資料。重點利用當日02：00、08：00、14：00、20：00觀測數(shù)據(jù)分析能見度與氣象要素之間的關系。按照氣候學上常用的方法進行季節(jié)劃分，春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—翌年2月），并對各氣象要素進行季節(jié)平均處理。

2 大氣能見度與地面氣象要素的關系

2.1 能見度與氣象要素的變化特征

圖1為各季不同時次平均能見度、相對濕度、風速和氣溫的變化特征。由圖1可見，池州市的能見度以夏季最好，冬季最差，一天4個時次里以02：00最低，08：00次低，14：00能見度最好；相對濕度春、夏、秋季以02：00最大，冬季08：00最大，都是14：00最小；各季的風速以14：00最大，其余時次相對較小，02：00最?。桓骷镜臏囟纫?4：00最高，除冬季外，以02：00的氣溫最低。以上分析表明大氣能見度日變化與相對濕度日變化趨勢相反，能見度條件好的時候相對濕度小，能見度低的時候相對濕度大，氣溫與風速的日變化趨勢與能見度的變化趨勢基本一致。

能見度的變化特征與大氣運動規(guī)律密切相關，夜間到凌晨日出前，地表輻射降溫，容易在近地層形成逆溫層，不利于大氣湍流運動，且相對濕度較大，大量顆粒物積聚使得散射效率、吸收效應增強，能見度處于低值[7]。日出后太陽輻射增強，溫度不斷升高，空氣相對濕度減小，大氣湍流運動加強，地面風速不斷上升，并于午后上升至最大值，空氣中污染物擴散條件好，使得能見度迅速提高，因此午后能見度為一日中的最佳時段[8]。

2.2 能見度與氣象要素的相關性分析

能見度與相對濕度、氣溫、風等關系密切，進一步分析了能見度與各氣象要素之間的相關關系。為減少降水對能見度的影響，選取非降水日（降水量≤0.1 mm）數(shù)據(jù)，按不同季節(jié)、不同時次計算出能見度與地面常規(guī)氣象要素的相關系數(shù)（表1）。

由表1可以看出，池州各季能見度均與相對濕度相關性最好，均通過α=0.01的顯著性檢驗，其中冬、春季相關性好于夏、秋季；24 h變濕與能見度的負相關也較好，且秋季、冬季相關性略好于春、夏季。能見度與相對濕度、24 h變濕呈顯著的負相關關系，這是由于空氣中水汽較豐富時，水滴和大氣氣溶膠粒子的吸濕增長影響大氣透明度，從而降低能見度[9]。能見度與氣溫正相關性在春、夏季較好，秋、冬季的個別時次相關系數(shù)為負值，這可能與秋、冬季溫度低，各種人類活動對大氣環(huán)境的影響減少，空氣質量有所好轉有關。能見度與氣壓相關性比較復雜，在春、夏季各時次相關性均為負值，而冬季為正值；與24 h變壓相關系數(shù)在春、冬季為負相關，夏季和秋季與02：00、08：00為正相關，與14：00、20：00為負相關，這說明地面氣壓場對能見度的影響在各個季節(jié)都不相同。能見度與風速的相關性在夏、秋、冬季均為正相關，且以02：00相對較好。

3 低能見度時的氣象條件特征

（1）相對濕度。池州市2016—2021年4個時次出現(xiàn)低能見度時（能見度＜1 km）的相對濕度統(tǒng)計結果表明，出現(xiàn)低能見度時平均相對濕度約為98%，最小相對濕度出現(xiàn)在02：00，平均為76%。低能見度時，4個時次平均24 h變濕均為正值，平均變濕最大值為26%，出現(xiàn)在14：00，平均變濕最小值為1%，出現(xiàn)在20：00。08：00低能見度情況下各檔相對濕度出現(xiàn)頻率見表2，各檔24 h變濕出現(xiàn)頻率見表3。

表2和表3表明，低能見度多出現(xiàn)于相對濕度較大的情況下，其中相對濕度＞95%的情況下出現(xiàn)頻率最大為100%；24 h變濕以＞0的正變濕為最多。可見，低能見度的形成與相對濕度和相對濕度的變化趨勢有關，相對濕度≥95%和24 h正變濕有利于低能見度的出現(xiàn)。這是因為隨著相對濕度的增加，空氣中氣溶膠粒子吸濕增長，濃度升高，容易形成霧，單位體積大氣內的水汽和霧滴會增強光的吸收和散射，導致能見度降低。

（2）風向風速。低能見度時地面風速統(tǒng)計結果表明，4個時次中低能見度出現(xiàn)時的平均風速以02：00、08：00最小，平均為1.4 m/s，最大平均風速3.0 m/s出現(xiàn)在14：00。低能見度時，各時次風速最小值均＜1 m/s。

表4為2016—2021年池州市08：00低能見度情況下各檔風速出現(xiàn)的頻率統(tǒng)計?？梢钥闯鲈?8：00低能見度情況下，風速以≤2 m/s為主（84%以上），風速＞3 m/s的情況只有9.1%，說明風速≤2 m/s是低能見度天氣形成的主要條件之一。

表5為2016—2021年08：00出現(xiàn)低能見度時靜風與各風向出現(xiàn)的頻率?？梢钥闯觯?8：00低能見度出現(xiàn)的情況下，東北風和西南風出現(xiàn)頻率較大。這可能與池州市的污染源布局有關，池州市的東北、西南方向分布著大量的工業(yè)園區(qū)，是池州市的主要污染來源，在一定程度上導致大氣污染，影響能見度，導致能見度下降。

4 結論

通過對池州市2016—2021年大氣能見度和地面常規(guī)氣象觀測資料的統(tǒng)計，分析池州市大氣能見度和相對濕度、氣溫、風等氣象要素的發(fā)生特征及其相關性，探討低能見度時的相對濕度、風速風向等氣象條件特征，得到以下結論。

（1）池州市能見度夏季最好，冬季最差，一天4個時次里以02：00最低，08：00次之，14：00能見度最好。

（2）各季4個時次大氣能見度與相對濕度相關性最好，其次是與24 h變濕的相關性，且均為負相關。相對濕度≥95%、地面風速≤2 m/s，以及東北風和西南風條件下有利于池州出現(xiàn)低能見度。

（3）近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，受到工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣等人為因素的影響，使得氣溶膠的排放顯著增加，大氣污染物對大氣能見度的影響越來越大。

參考文獻

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責任編輯：黃艷飛

The Relationship between Atmospheric Visibility and Meteorological Conditions in Chizhou City

Wu Zi-jing et al（Dongzhi Meteorological Bureau of Chizhou City， Anhui Province， Dongzhi， Anhui 247100）

Abstract The relationship between the atmospheric visibility and meteorological elements in Chizhou City was statistically analyzed by using the atmospheric visibility and surface conventional meteorological observation data from 2016 to 2021. The results show that the visibility in Chizhou was the best in summer and the worst in winter， with the lowest at 02：00， the lowest at 08：00 and the best at 14：00 in the afternoon. The correlation between visibility and relative humidity at four times in each season was the best， followed by the correlation with 24-hour humidity， and all were negative correlation. Relative humidity ≥95%， ground wind speed ≤2 m/s， and northeast wind and southwest wind conditions were conducive to low visibility in Chizhou.

Key words Chizhou City; Atmospheric visibility; Meteorological elements; Relationship

作者簡介 吳紫靜（1994—），女，安徽池州人，助理工程師，主要從事地面觀測、觀測資料研究應用研究。

收稿日期 2022-12-02