阳江大雾气候特征和地面要素分析

2016-02-09 11:25张弘豪黄先伦殷宏南郭圳勉
广东气象 2016年6期
关键词:春城锋面阳江

张弘豪,黄先伦,殷宏南,郭圳勉

(阳江市气象局,广东阳江 529500)

阳江大雾气候特征和地面要素分析

张弘豪,黄先伦,殷宏南,郭圳勉

(阳江市气象局,广东阳江 529500)

利用1961—2014年阳江、阳春市2个观测站的地面大雾日数资料和常规气象观测资料,采用数理统计、线性倾向估计等方法,对阳江地区大雾日数的气候特征进行了分析。结果表明:阳江地区大雾日数总体呈减少趋势,大雾出现集中在1—4月,3月最多,6月最少;大雾生消多发生在清晨或夜晚;锋面雾发生伴随着弱降水;锋面雾和平流雾出现时以阴天为主;大雾发生时,平均气温呈升温或维持的趋势,相对湿度在85%以上,平均风速在5 m/s(3级)以下,以东南风-南南东风为主。

气候学;雾;气候特征;气象要素;阳江

《地面气象观测》中对雾定义为悬浮在贴近地面大气中的大量细微水滴(或冰晶)的可见集合体,是使能见度<1.0 km的天气现象[1]。随着科学发展、社会进步,雾对各行各业造成的不利影响正逐渐增多,大雾灾害已经引起社会各界的广泛关注。为了认识雾对人民群众身体健康、生产生活和生态环境的危害,我国对雾进行各项研究,取得了丰硕的成果[2-6]。我国大雾最多地区主要集中在四川盆地、重庆、云南南部、湖南和江南东部[7]。以往的研究表明,华南地区雾有多种类型,不同类型雾的影响因子和预报指标差别很大。闫敬华等[8]探索华南地区降水与雾的关系发现,华南地区降水与雾有显著的关系,有无降水反映了不同过程和类型的雾,为雾的预报提供因子;张燕光[9]也着重研究了华南沿海春季大雾。研究不同类型雾的生消变化及其气象要素特点,做好雾的预报服务,对于国家经济建设和军事活动具有重要意义,而阳江处于粤西地区,还没有学者对阳江地区雾做过研究,因此阳江雾的研究对阳江地区人民生活及生态环境有重要的意义。

1 资料与方法

本研究利用1961—2014年阳江髻山、阳春春城的2个观测站地面大雾日数资料和常规气象观测资料,采用数理统计和线性倾向估计方法,对阳江地区大雾日数的气候特征进行了分析。本研究中有关大雾资料的说明:①从2012年4月起,2个测站夜间只观测,不记录大雾生消时间,因此大雾生消时间统计为1961年1月—2012年3月;②1980—1983、2003年阳江大雾生成时间缺失,这几年数据不进行统计;③四季划分为:春(3—5月)、夏(6—8月)、秋(9—11月)、冬(12月—次年2月)。

2 大雾的气候特征

2.1 年代际和年内变化

统计1961—2014年资料可知,髻山站共出现大雾664 d,春城站共出现大雾300 d,髻山出现大雾频次明显高于春城,两站年平均雾日数分别为12.3和5.56 d。其中,髻山站1968年大雾出现日数最多,共32 d;春城站则在1983年,共出现26 d。将每年大雾出现次数做5年滑动平均(图1a),从图1a中可以发现,阳江地区大雾日数总体呈减少趋势。两站具体变化略有不同:髻山站在1961—1979年略有上升、1979—2001年呈下滑趋势;春城站则是1961—1976、1985—2001年呈下滑趋势、1976—1985年为短暂上升期。相同的是两站均在2001—2006年及2010—2014年间大雾日数有所增多。图1b为1961—2014年阳江地区年代际雾日数。由此可以看出,髻山及春城站均在20世纪70年代雾日数达到峰值,年平均雾日数分别为18.3 d、春城8.6 d;由于2011—2014年不是完整的10年,所以比较时只计算到21世纪初,可清晰发现髻山低谷值出现在20世纪末(年平均雾日数7.2 d)、春城低谷值出现在21世纪初(年平均雾日数2.1 d)。

图1 阳江大雾日数5年滑动平均(a)和年代际变化(b)

2.2 四季变化

从季节分布上来看,阳江髻山和阳春春城2个站均在夏季出现雾日数最少;髻山站春季出现雾日数最多,其次为冬季、秋季;而春城站则冬季出现雾日数最多,其次为春季、秋季(图2)。而各季在年际变化方面有着与年雾日总数年际变化类似。

图2 1961—2014年阳江地区4季大雾日数

2.3 月变化及日变化

图3a是阳江大雾日数月变化,大雾主要集中在1—4月,3月为大雾发生高峰月,髻山共出现156 d,阳春出现67 d;从图3a中还可以看出,5—7月出现大雾的日数最少。为进一步了解大雾的生消时间,本研究选取大雾发生频次更高的髻山站细化分析,阳江大雾生消时段主要集中在02:00—08:00,其次为20:00—次日02:00,14:00—20:00出现的可能性最小(图略)。将大雾发生频次最高的02:00—08:00及20:00—次日02:00再细化研究,划分为逐小时生消次数发现(图3b)05:00—07:00及20:00生成、06:00—08:00消散,其中06:00为大雾发生峰值,共165 d、08:00为大雾消散峰值,共137 d。

图3 大雾月变化(a)和髻山站20:00—次日08:00大雾生消变化(b)

3 大雾的地面气象要素特征

由刘小宁等[10]、叶树春等[11]的研究发现大雾是局地特征十分明显的现象,其形成是由多种天气条件和环境因素决定的。天气系统、气温、相对湿度、风速、大气稳定度等诸多条件都会对大雾形成产生影响。为保证资料统一,选取2005年1月—2012年3月间84个阳江大雾个例进行研究,以便找出与阳江地区大雾生消有关的因子。在确定每一个大雾的生消时间后,选取生成时间前6 h至消散后2 h为1个大雾个例研究时段,进行数据整理,将每段时间内地面逐小时观测数据平均值定为该大雾个例的有效数据,降水则是以研究时段总雨量为准。分析发现,在2005—2012年间,阳江市所有大雾出现时观测站各类气象要素的平均值如下:气压1 002 hPa、相对湿度95%、风速3 m/s、温度露点差1℃。84个大雾个例中共有40例出现降水,其中有25例发生期间降水不足1 mm;另外,1~10 mm的有12例;10~30 mm的有3例。

另外,将所选取的研究时段,大雾发生前和消散后以逐小时为单位、大雾发生时段为一个单位求平均值可发现(图4):大雾发生前气压和温度露点差都有下降的趋势,而在大雾消散后再次上升;风速随时间略有波动,但大雾发生时段风速最小;大雾发生前风向以南南东风-东南风为主,消散后则多为东北风(图略);相对湿度则随时间变化上升,大雾消散后相对湿度逐渐减小。

图4 阳江大雾时段气压(a);相对湿度(b);露点温度差(c)以及风速(d)的分布

根据不同类型大雾定义和阳江本地地形特点将阳江84个大雾个例分为4类,分别是平流雾、辐射雾、锋面雾及混合雾[12-14]。其中平流雾和锋面雾各40例、辐射雾3例、混合雾1例。分类研究发现,在发生不同类型的雾时,各气象要素变化略有差异。从时间来看(图5),4类雾多生成于清晨或夜晚,上午10:00—16:00生成的大雾都为锋面雾;不同的是平流雾维持时间大多在1~2 h,占37.5%,最长的有8.12 h,最短的仅有0.25 h;锋面雾持续时间最长可以达14.22 h,锋面雾维持在3~4 h比例最高。辐射雾出现的时间很多,大雾持续时间在1 h內,而混合雾出现持续时间为9.67 h。

图5 阳江大雾生成时间(a)和持续时间(b)

将各类雾的地面气象观测要素进行统计分析(表略),可以看到,各类雾出现前后地表气温均有升温或大体维持的特征,露点温度差都在3℃以下,平流雾和锋面雾有出现过饱和的现象。从相对湿度上看,各类雾相对湿度都在85%以上,其中锋面雾相对湿度都在90%以上。各类雾出现前后地面气压无明显变化,平均气压大致在996~1 009 hPa。平流雾和锋面雾出现时,都为阴天,天空云量9~10成,辐射雾出现以晴到多云为主,云量为0~5成,混合雾出现时天空云量为0~8成。从降水上看,只有锋面雾出现时,才可能出现降水。

图6是各类雾持续时的风速风向玫瑰图,从图6上可以看到,各类雾持续时平均风速在5 m/s(3级)以下。各类雾持续时各个方向的风都有,但以东南风-南南东风为主。

图6 阳江市各类雾例持续时风玫瑰图

4 结论

1)1961—2014年阳江地区大雾总体呈减少趋势,阳江髻山年平均大雾日数18.3 d,阳春春城为8.6 d。

2)阳江地区大雾多发生在冬季,其次是春季、秋季。

3)阳江大雾可以分为4类,分别是平流雾、锋面雾、辐射雾、混合雾,其中平流雾和锋面雾占绝大部分,辐射雾和混合雾偶有出现。阳江大雾生消多发生在清晨或夜晚,只有锋面雾的生消会出现在上午10:00—16:00。平流雾维持时间大多在1~2 h;锋面雾维持时间多在5 h以内,其中3~4 h比例最高。

4)各类雾出现前后平均气温均有升温或大体维持的特征,露点温度差都在3℃以下,平流雾和锋面雾水汽有出现过饱和的现象;各类雾相对湿度都在85%以上;平流雾和锋面雾出现时,都为阴天;只有出现锋面雾时才伴有弱降水;各类雾持续时平均风速在5 m/s(3级)以下,以东南风-南南东风为主。

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Analysis on C limatic Characteristics and Surface M eteorological Elem ents of Fog in Yangjiang

ZHANG Hong-hao,HUANGXian-lun,YIN Hong-nan,GUO Zhen-mian

(Meteorological Bureau of Yangjiang City,Yangjiang 529500)

Usingmathematical statistics and linear trend estimation,the climatic characteristics of foggy days in Yangjiang are analyzed,based on surface foggy days data and routine meteorological data in Yangjiang and Yangchun from 1961 to 2014.The results show that the foggy days in Yangjiang have decreased on thewhole.Fogmainly appears in January to April,with themost in March and the least in June. The occurrence and disappearance of fog often occurs in the early morning or at night.Frontal fog appears with weak precipitation.Frontal fog and advection fogmainly occur on cloudy days.When fog appears,average temperature rises or remains unchanged,relative humidity is above 85%,and average wind speed is 5m/s(level 3)or less,which ismainly SE~SSE.

climatology;fog;climatic characteristics;meteorological elements;Yangjiang

P426

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.06.010

2016-08-15

阳江市雾的气候特征及大雾生消的影响因子初探

张弘豪(1992年生),女,理学学士,助理工程师,主要从事短期天气预报工作。E-mail:1291590474@qq.com

张弘豪,黄先伦,殷宏南,等.阳江大雾气候特征和地面要素分析[J].广东气象,2016,38(6):42-46.

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