烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧天氣垂直風(fēng)場(chǎng)特征分析

王春紅，譚艷梅，王清平，陳陽(yáng)權(quán)

(民航新疆空管局氣象中心，新疆 烏魯木齊 830016)

引 言

濃霧是重要的災(zāi)害性天氣之一，是誘發(fā)各類運(yùn)輸安全事故的重要因素[1-6]。霧的形成、發(fā)展、維持和消散過(guò)程非常復(fù)雜，與天氣形勢(shì)、地理環(huán)境、邊界層條件等多種因素有關(guān)，其局地性特點(diǎn)顯著，預(yù)報(bào)難度較大[7-10]。研究表明，大氣邊界層較高的相對(duì)濕度和穩(wěn)定的溫度層結(jié)，是持續(xù)大霧天氣形成的必備條件[11-14]；風(fēng)場(chǎng)主要通過(guò)動(dòng)力、熱力作用以及水汽輸送等直接或間接影響霧的生消[12]，邊界層內(nèi)較小的風(fēng)速和風(fēng)的垂直切變，微弱的上升和下沉運(yùn)動(dòng)有利于霧的形成和維持[15-17]；強(qiáng)梯度風(fēng)是霧快速消散的重要?jiǎng)恿σ蜃覽18]，局地湖陸風(fēng)或山谷風(fēng)環(huán)流會(huì)導(dǎo)致霧的爆發(fā)性增長(zhǎng)，影響霧的生消[12-13,17-19]。華北平流霧的穩(wěn)定維持與偏北大風(fēng)帶來(lái)的下沉逆溫關(guān)系密切[13]。

烏魯木齊位于亞歐大陸腹地，地處天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，同時(shí)又處在中天山峽谷的北端，冬季中低空風(fēng)場(chǎng)有其自身特點(diǎn)，即600～800 m以下以西北風(fēng)為主，風(fēng)速小于4 m·s-1，600 m以上東南風(fēng)逐漸成為主風(fēng)向，1000 m以上東南風(fēng)為主，最大風(fēng)速接近10 m·s-1[20]。低空型東南風(fēng)在冬季發(fā)生頻率很高，具有焚風(fēng)性質(zhì)，可使逆溫層加強(qiáng)、增厚[21-22]。烏魯木齊機(jī)場(chǎng)冬季常出現(xiàn)嚴(yán)重影響航班運(yùn)行的持續(xù)濃霧天氣，航空氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)難度較大。目前針對(duì)烏魯木齊機(jī)場(chǎng)霧的分析研究大多集中在天氣形勢(shì)、地面要素、邊界層溫濕條件等方面[23-26]，對(duì)于空中風(fēng)場(chǎng)在持續(xù)濃霧生消演變中的作用關(guān)注較少。2014—2016年，烏魯木齊機(jī)場(chǎng)大霧天氣頻繁出現(xiàn)，其中2016年共出現(xiàn)80個(gè)霧日，突破近30 a大霧日數(shù)極值，本文選取其中的持續(xù)濃霧天氣過(guò)程，分析中低空垂直風(fēng)場(chǎng)特征，以期能提高預(yù)報(bào)員在這方面的認(rèn)知，并在監(jiān)測(cè)與短臨預(yù)報(bào)等方面提供一些參考。

1 資料與方法

烏魯木齊機(jī)場(chǎng)(簡(jiǎn)稱“機(jī)場(chǎng)”)海拔高度647 m，位于市區(qū)西北方向，烏魯木齊市氣象局觀測(cè)站(簡(jiǎn)稱“烏魯木齊站”)位于市區(qū)，海拔高度935 m，兩站水平距離約20 km，海拔高度相差約300 m。

機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧過(guò)程定義為：持續(xù)2 h及以上、主導(dǎo)能見度小于等于500 m且跑道主降方向跑道視程(runway visibility range,簡(jiǎn)稱RVR)小于等于550 m的霧[25]。按此定義，選取2014年1月至2016年12月烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧過(guò)程46例(表1)。

表1 2014—2016年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧天氣個(gè)例統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of persistent heavy fog processes at Urumqi airport from 2014 to 2016

所用資料包括：2014年1月至2016年12月的常規(guī)氣象資料、機(jī)場(chǎng)跑道自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀測(cè)資料、機(jī)場(chǎng)逐時(shí)人工地面氣象觀測(cè)資料、機(jī)場(chǎng)LAP-3000型邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)資料、烏魯木齊站L波段探空風(fēng)場(chǎng)資料和烏魯木齊站CFL-03型邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)資料等。分析持續(xù)濃霧時(shí)垂直風(fēng)場(chǎng)的總體結(jié)構(gòu)特征時(shí)，主要利用同期每日00:00(世界時(shí)，下同)和12:00烏魯木齊L波段探空站風(fēng)場(chǎng)資料(垂直空間分辨率為50 m)；分析持續(xù)濃霧過(guò)程中不同階段中低空垂直風(fēng)場(chǎng)的演變特征時(shí)，主要利用同期烏魯木齊站和機(jī)場(chǎng)兩部邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)資料。圖1為烏魯木齊L波段探空站及兩部風(fēng)廓線雷達(dá)站地理位置示意圖。

圖1 烏魯木齊地形(陰影，單位：m)及L波段探空站、風(fēng)廓線雷達(dá)站位置Fig.1 The terrain (the shade, Unit: m) of Urumqi and the locations of L-band sounding station and wind profile radar stations

2 持續(xù)濃霧的天氣形勢(shì)

2014—2016年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧天氣過(guò)程的地面形勢(shì)以蒙古冷高壓后部型為主，500 hPa高空形勢(shì)主要有脊前型、脊區(qū)型、西風(fēng)波動(dòng)型和橫槽型,其中脊區(qū)型16例，脊前型和西風(fēng)波動(dòng)型各14例，橫槽型僅2例。脊前型時(shí)機(jī)場(chǎng)中高空甚至到低層均為西西北氣流，穩(wěn)定層結(jié)貼近地面，濕度條件較好時(shí)有利于持續(xù)濃霧的出現(xiàn)。具體可表現(xiàn)為兩種情形：一是給北疆帶來(lái)一次降水天氣的高空槽剛過(guò)烏魯木齊，烏魯木齊受槽后脊前西北氣流控制，如2016年11月27日22:00至28日00:30的持續(xù)濃霧[圖2(a)]；二是中亞到新疆為寬廣脊區(qū)，脊線在巴爾喀什湖附近，烏魯木齊受寬廣脊前部的西西北氣流控制。脊區(qū)型時(shí)機(jī)場(chǎng)層結(jié)穩(wěn)定度好，午間地面升溫會(huì)使雪面升華或融雪增濕，較有利于持續(xù)濃霧出現(xiàn)。具體也表現(xiàn)為兩種情形：一是北疆地區(qū)在低槽過(guò)境后，迅速演變?yōu)榕箙^(qū)控制；二是中亞—新疆—貝加爾湖為寬廣強(qiáng)盛的暖脊控制，如2016年12月9日07:00—14:00的持續(xù)濃霧[圖2(b)]。西風(fēng)波動(dòng)型時(shí)北疆地區(qū)受平直西風(fēng)氣流控制，不斷有弱波動(dòng)?xùn)|移，但無(wú)法破壞低層前期存在的穩(wěn)定層結(jié)，濕度條件較好時(shí)有利于持續(xù)濃霧的出現(xiàn)，如2015年12月7日13:00—15:00的持續(xù)濃霧[圖2(c)]。橫槽型時(shí)，烏魯木齊中低空受橫槽后的東北風(fēng)控制，穩(wěn)定度和濕度條件具備時(shí)會(huì)出現(xiàn)持續(xù)濃霧，如2015年12月13日13:00至14日01:30的持續(xù)濃霧[圖2(d)]。

圖2 2014—2016年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧天氣典型個(gè)例的500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(藍(lán)色等值線，單位：dagpm)、溫度場(chǎng)(紅色為溫度等值線，單位：℃)及風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)矢量，單位：m·s-1)(a)2016年11月28日00:00，(b)2016年12月9日00:00，(c)2015年12月7日12:00，(d)2015年12月13日12:00(黑色圓點(diǎn)為烏魯木齊機(jī)場(chǎng)位置)Fig.2 The geopotential height field (the blue lines, Unit: dagpm), temperature field (the red lines, Unit: ℃) and wind field (vectors, Unit: m·s-1) on 500 hPa during persistent heavy fog processes at Urumqi airport from 2014 to 2016(a) 00:00 UTC on 28 November 2016, (b) 00:00 UTC on 9 December 2016,(c) 12:00 UTC on 7 December 2015, (d) 12:00 UTC on 13 December 2015(the black dot for the location of Urumqi airport)

3 L波段探空垂直風(fēng)場(chǎng)廓線特征

普查所有持續(xù)濃霧個(gè)例的L波段探空垂直風(fēng)場(chǎng)，基本可歸納為兩種結(jié)構(gòu)(表2)：一是自上而下由西西北風(fēng)層和邊界層風(fēng)場(chǎng)組成(簡(jiǎn)稱“Ⅰ型風(fēng)場(chǎng)”)，以脊前型和橫槽型為主；另一種是自上而下由西西北風(fēng)層、空中東南風(fēng)層和邊界層風(fēng)場(chǎng)組成(簡(jiǎn)稱“Ⅱ型風(fēng)場(chǎng)”)，以脊區(qū)型和西風(fēng)波動(dòng)型多見。Ⅰ型風(fēng)場(chǎng)和Ⅱ型風(fēng)場(chǎng)個(gè)例總數(shù)分別為19例和27例，二者風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)最主要的區(qū)別在于是否存在空中東南風(fēng)層。

表2 2014—2016年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧天氣時(shí)垂直風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)分型Tab.2 The classification of vertical wind field structure during persistent heavy fog processes at Urumqi airport from 2014 to 2016

圖3為2014—2016年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧天氣時(shí)烏魯木齊L波段探空站00:00及12:00 Ⅰ型風(fēng)場(chǎng)、Ⅱ型風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)向、風(fēng)速垂直廓線。Ⅰ型風(fēng)場(chǎng)的主要特點(diǎn)是：00:00，600 m以上為西西北風(fēng)層，平均風(fēng)速3～11 m·s-1，且隨高度增大。12:00，600～1300 m為東東北風(fēng)，平均風(fēng)速3～4 m·s-1(主要為橫槽型個(gè)例，鑒于橫槽型個(gè)例極少，可忽略不計(jì))，1300 m以上為西西北風(fēng)層，平均風(fēng)速3～10 m·s-1，且隨高度增大。600 m以下的邊界層風(fēng)場(chǎng)，00:00以東南風(fēng)為主，12:00以西北風(fēng)和北風(fēng)為主，平均風(fēng)速小于4 m·s-1。Ⅱ型風(fēng)場(chǎng)的主要特點(diǎn)是：自2000 m向上為西西北風(fēng)層，平均風(fēng)速為8～11 m·s-1，且隨高度增大；空中東南風(fēng)層00:00位于300～1800 m高度，平均風(fēng)速2～8 m·s-1，12:00位于400～1900 m，平均風(fēng)速3～10 m·s-1，最大風(fēng)速層基本在800～1000 m左右，且12:00風(fēng)層厚度和平均風(fēng)速均大于00:00；邊界層風(fēng)場(chǎng)00:00位于300 m以下，以偏東風(fēng)為主，平均風(fēng)速2～4 m·s-1，12:00位于400 m以下，以北、東北風(fēng)為主，平均風(fēng)速2～4 m·s-1。Ⅰ型風(fēng)場(chǎng)和Ⅱ型風(fēng)場(chǎng)的邊界層風(fēng)場(chǎng)高度、風(fēng)向等的晝夜差異體現(xiàn)了烏魯木齊地區(qū)局地山谷風(fēng)環(huán)流的日變化特點(diǎn)[27]，即00：00為夜間盛行的山風(fēng)(偏南風(fēng))，12:00為晝間盛行的谷風(fēng)(偏北風(fēng))。

圖3 2014—2016年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧天氣時(shí)烏魯木齊L波段探空站00:00(a、b)及12:00(c、d)Ⅰ型風(fēng)場(chǎng)、Ⅱ型風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)向(a、c)、風(fēng)速(b、d)垂直廓線Fig.3 The vertical profiles of wind direction (a, c) and wind speed (b, d) at 00:00 UTC (a, b) and 12:00 UTC (c, d) at Urumqi L-band sounding station for the Ⅰ & Ⅱ type vertical wind pattern during persistent heavy fog processes at Urumqi airport from 2014 to 2016

圖4為2014—2016年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧時(shí)各天氣型的烏魯木齊L波段探空站00:00及12:00風(fēng)向、風(fēng)速垂直廓線?？梢钥闯觯魑鞅憋L(fēng)層的下界高度各天氣型之間差異較大，西風(fēng)波動(dòng)型最高，為2500 m左右，脊前型和脊區(qū)型在1500～2000 m左右，橫槽型最低為600 m左右?？罩袞|南風(fēng)層的下界高度各型基本相同，00:00為300～400 m，12:00為500m，風(fēng)速大小和風(fēng)層厚度各天氣型有一定差異，平均風(fēng)速西風(fēng)波動(dòng)型最大，為4～10 m·s-1，脊區(qū)型、脊前型分別為3～6 m·s-1、3～5 m·s-1，風(fēng)層厚度西風(fēng)波動(dòng)型>脊區(qū)型>脊前型，00：00這3種天氣型的風(fēng)層厚度分別為1300、900、500 m，12:00分別為1700、1100、800 m。西風(fēng)波動(dòng)型和脊區(qū)型的空中東南風(fēng)層具有厚度厚、風(fēng)速大的特點(diǎn)。邊界層風(fēng)場(chǎng)各天氣型之間沒(méi)有明顯差異，高度均在500～600 m以下，平均風(fēng)速≤4 m·s-1，風(fēng)向受局地山谷風(fēng)環(huán)流的影響，00：00多為偏南風(fēng)，12:00多為偏北、偏西風(fēng)。

圖4 2014—2016年烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧時(shí)各天氣型烏魯木齊L波段探空站00:00(a、b)及12:00(c、d)風(fēng)向(a、c)、風(fēng)速(b、d)垂直廓線Fig.4 The vertical profiles of wind direction (a, c) and wind speed (b, d) at 00:00 UTC (a, b) and 12:00 UTC (c, d) at Urumqi L-band sounding station for different weather types during persistent heavy fog processes at Urumqi airport from 2014 to 2016

4 風(fēng)廓線雷達(dá)垂直風(fēng)場(chǎng)演變

綜合分析烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧時(shí)機(jī)場(chǎng)、市區(qū)風(fēng)廓線雷達(dá)資料發(fā)現(xiàn)：在持續(xù)濃霧發(fā)生和維持階段，西西北風(fēng)層的演變主要表現(xiàn)為風(fēng)速減小和下界高度上抬，空中東南風(fēng)層的演變主要表現(xiàn)為新建立形成空中東南風(fēng)層或是原有的空中東南風(fēng)層加強(qiáng)(風(fēng)層變厚、風(fēng)速加大)、最大風(fēng)速層和下界向地面下壓。邊界層風(fēng)場(chǎng)在持續(xù)濃霧發(fā)生階段常表現(xiàn)為偏北風(fēng)的出現(xiàn)或加大(風(fēng)速約為2～4 m·s-1)，維持階段常表現(xiàn)為偏北風(fēng)維持、風(fēng)向不定、市區(qū)到機(jī)場(chǎng)的弱風(fēng)場(chǎng)輻合“對(duì)峙”(市區(qū)上空為偏西、偏南風(fēng)，機(jī)場(chǎng)上空為偏北風(fēng))等。在持續(xù)濃霧結(jié)束階段，西西北風(fēng)層的風(fēng)速有時(shí)會(huì)有不同程度增大，空中東南風(fēng)層整體或大風(fēng)層上抬，風(fēng)速減小，邊界層風(fēng)場(chǎng)常表現(xiàn)為一致的偏西風(fēng)或西北風(fēng)加大，風(fēng)速可達(dá)2～8 m·s-1，或出現(xiàn)風(fēng)速約2～4 m·s-1的東風(fēng)層。

以烏魯木齊機(jī)場(chǎng)2015年1月14日16:30至15日03:00出現(xiàn)的脊區(qū)型持續(xù)濃霧過(guò)程為例(圖5)，在整個(gè)濃霧過(guò)程中，風(fēng)速小于2 m·s-1，風(fēng)向以西北、東北風(fēng)為主，氣壓為正常的日變化，地面氣溫在濃霧出現(xiàn)階段下降(下降幅度小于1 ℃)，其后略有波動(dòng)但基本保持平穩(wěn)，在濃霧結(jié)束階段，氣溫逐漸緩慢上升。

圖5 2015年1月14日16:30至15日03:00烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧過(guò)程地面氣象要素演變(a)跑道視程RVR，(b)溫度，(c)風(fēng)速，(d)露點(diǎn)溫度，(e)風(fēng)向，(f)氣壓Fig.5 The variations of surface meteorological elements during the persistent heavy fog processes at Urumqi airport from 16:30 UTC on 14 to 03:00 UTC on 15 January 2015(a) runway visibility range, (b) temperature, (c) wind speed,(d) dew-point temperature, (e) wind direction, (f) pressure

圖6為2015年1月14日16:30至15日03:00烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧過(guò)程邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)演變?？梢钥闯?，在持續(xù)濃霧開始前約1.5 h(14日15:00前后)：空中東南風(fēng)層開始出現(xiàn)明顯的發(fā)展加強(qiáng)趨勢(shì)，烏魯木齊站東南風(fēng)層下界由之前的500 m左右下壓到300 m以下，風(fēng)速大于12 m·s-1的大風(fēng)層由之前的1000～1200 m下壓至400～600 m，烏魯木齊機(jī)場(chǎng)的東南風(fēng)層下界下壓到600 m左右，在700～900 m高度開始出現(xiàn)風(fēng)速大于12 m·s-1的大風(fēng)層；邊界層風(fēng)場(chǎng)上烏魯木齊站和機(jī)場(chǎng)站之間的風(fēng)場(chǎng)輻合趨勢(shì)加強(qiáng)，烏魯木齊站300 m以下的邊界層維持2～4 m·s-1的弱東南風(fēng)，機(jī)場(chǎng)400 m以下的邊界層由之前2 m·s-1左右的偏西風(fēng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)? m·s-1的西北風(fēng)。在持續(xù)濃霧維持階段(14日16:30至15日01:00)：空中東南風(fēng)層繼續(xù)變厚變強(qiáng)，烏魯木齊站東南風(fēng)層向上發(fā)展至2700 m左右，下界基本保持在300～500 m，風(fēng)速明顯增大，500～2000 m均為風(fēng)速大于等于12 m·s-1的大風(fēng)層，且在20:00之后，800～1700 m高度風(fēng)速增大至20 m·s-1以上，烏魯木齊機(jī)場(chǎng)東南風(fēng)層向上發(fā)展至2000 m以上，下界高度抬高至750 m左右，風(fēng)速明顯增大，800 m以上均為風(fēng)速大于等于12 m·s-1的大風(fēng)層，且在20:00之后，1100 m以上風(fēng)速開始增大至20 m·s-1；邊界層風(fēng)場(chǎng)烏魯木齊站400 m以下由之前的弱東南風(fēng)逐漸轉(zhuǎn)為風(fēng)速小于等于2 m·s-1的偏北風(fēng)，烏魯木齊機(jī)場(chǎng)750 m以下由2～4 m·s-1的西北風(fēng)轉(zhuǎn)為2 m·s-1左右的北東北風(fēng)。在持續(xù)濃霧結(jié)束階段(15日02:00—03:00)：空中東南風(fēng)層呈上抬趨勢(shì)，烏魯木齊站東南風(fēng)層下界逐漸抬高至800 m左右，風(fēng)速大于等于12 m·s-1的大風(fēng)層也整體抬高至1000 m以上；烏魯木齊機(jī)場(chǎng)東南風(fēng)層下界逐漸抬高至900 m左右，風(fēng)速大于等于12 m·s-1的大風(fēng)層也整體逐漸抬高至1100 m以上；隨著空中東南風(fēng)層的抬高，邊界層風(fēng)場(chǎng)逐漸向上擴(kuò)展，至03:00，烏魯木齊站700 m以下、機(jī)場(chǎng)900 m以下基本為2 m·s-1的東北風(fēng)和北風(fēng)。

圖6 2015年1月14日16:30至15日03:00烏魯木齊機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧過(guò)程邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)演變(a)烏魯木齊站，(b)烏魯木齊機(jī)場(chǎng)Fig.6 The evolution of the vertical wind profiles from the boundary layer wind profile radars during the persistent heavy fog process at Urumqi airport from 16:30 UTC on 14 to 03:00 UTC on 15 January 2015(a) Urumqi station, (b) Urumqi airport

在此次持續(xù)濃霧的生消演變過(guò)程中，僅從地面要素變化來(lái)看，除了氣溫升降，很難找到其他關(guān)鍵預(yù)報(bào)因子，但中低空風(fēng)場(chǎng)的變化具有1～2 h提前量，可為短臨預(yù)報(bào)提供一定參考。

5 垂直風(fēng)場(chǎng)在持續(xù)濃霧天氣中的作用簡(jiǎn)析

在有利的天氣形勢(shì)下，霧的出現(xiàn)、維持以及能見度的惡劣程度主要受近地面水汽條件、溫度層結(jié)以及湍流條件制約，而這三者的演變又與垂直風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其演變關(guān)系密切。西西北風(fēng)層、空中東南風(fēng)層的動(dòng)力和熱力作用主要體現(xiàn)在對(duì)溫濕條件的影響上，邊界層風(fēng)場(chǎng)的動(dòng)力和熱力作用則直接影響邊界層的溫濕條件和湍流條件。

冬季北疆盆地及沿天山存在穩(wěn)定的中低空逆溫[14]，這種逆溫的形成與空中偏西、偏北氣流的整體下沉作用關(guān)系密切。西西北風(fēng)層的高度、風(fēng)力大小及風(fēng)向變化，可以反映天氣形勢(shì)的變化及其對(duì)低層溫濕層結(jié)的影響，其下界高度基本上是穩(wěn)定層所能達(dá)到的上限高度。當(dāng)高空天氣形勢(shì)為脊前型時(shí)，西北風(fēng)的下界一般較低，有時(shí)距地面僅150 m左右，導(dǎo)致逆溫層頂很低，水汽貼近地面，霧中能見度往往也較低。

空中東南風(fēng)層,即低空型東南風(fēng)[21-22]，是烏魯木齊地區(qū)特有的區(qū)域性垂直風(fēng)場(chǎng)，在冬季尤其多見。冬季地面冷高壓多穩(wěn)定盤踞在蒙古高原西部，其底后部的偏東氣流流經(jīng)中天山峽谷，3000 m以下易形成空中東南風(fēng)，其強(qiáng)度、高度及下界位置變化對(duì)中低空逆溫層的高低強(qiáng)弱變化有顯著影響[21]?？罩袞|南風(fēng)層的存在有利于空中增溫，常使逆溫層頂降低，逆溫強(qiáng)度增大，或者使逆溫層頂之上的等溫層變厚?？罩袞|南風(fēng)層向下發(fā)展或大風(fēng)層向下壓低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定層結(jié)壓低和加強(qiáng)，并使低層水汽向地面聚集，有利于濃霧的形成、維持或加強(qiáng)。反之空中東南風(fēng)層風(fēng)速減小或大風(fēng)層上抬會(huì)使逆溫層頂抬高，逆溫強(qiáng)度減弱，對(duì)霧的減弱和消散有利。

冬季準(zhǔn)噶爾盆地有較強(qiáng)的“冷湖效應(yīng)”，因此盆地氣溫往往低于北疆沿天山各站的氣溫，南北向溫度梯度較大，致使烏魯木齊地區(qū)的山風(fēng)和谷風(fēng)熱力差異明顯。邊界層風(fēng)場(chǎng)對(duì)于持續(xù)濃霧生消演變的影響主要體現(xiàn)在，當(dāng)邊界層由偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)或偏北風(fēng)加強(qiáng)時(shí)，會(huì)帶來(lái)盆地冷平流，導(dǎo)致地近地面降溫冷卻，有利于霧的出現(xiàn)和維持；烏魯木齊站邊界層的偏南風(fēng)有利于機(jī)場(chǎng)上空逆溫的加強(qiáng)和維持，當(dāng)邊界層弱風(fēng)場(chǎng)在市區(qū)和機(jī)場(chǎng)間形成偏南風(fēng)和偏北風(fēng)的輻合對(duì)峙時(shí)，也有利于霧的持續(xù)和加強(qiáng)；當(dāng)有西風(fēng)帶天氣系統(tǒng)臨近，中低層開始出現(xiàn)一致西北風(fēng)時(shí)，往往預(yù)示擾動(dòng)即將來(lái)臨，有利于霧的減弱和消散。

6 結(jié) 論

(1)機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧的地面形勢(shì)以蒙古冷高壓后部型為主，500 hPa高空天氣形勢(shì)主要有脊前型、脊區(qū)型、西風(fēng)波動(dòng)型和橫槽型4種類型。

(2)機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧垂直風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)自上而下主要有兩種結(jié)構(gòu)，Ⅰ型風(fēng)場(chǎng)自上而下由西西北風(fēng)層和邊界層風(fēng)場(chǎng)組成，Ⅱ型風(fēng)場(chǎng)自上而下由西西北風(fēng)層、空中東南風(fēng)層和邊界層風(fēng)場(chǎng)組成，二者風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)最主要的區(qū)別在于是否存在空中東南風(fēng)層。

(3)西西北風(fēng)層的下界高度在橫槽型時(shí)最低、西風(fēng)波動(dòng)型時(shí)最高；空中東南風(fēng)層，西風(fēng)波動(dòng)型和脊區(qū)型時(shí)具有厚度厚、風(fēng)速大的特點(diǎn)，邊界層風(fēng)場(chǎng)各天氣型近似。

(4)在機(jī)場(chǎng)持續(xù)濃霧的發(fā)生和維持階段，西西北風(fēng)層風(fēng)速減小，下界高度上抬，新建立形成空中東南風(fēng)層或是原有的空中東南風(fēng)層加強(qiáng)、最大風(fēng)速層和下界向近地面下壓，邊界層多為偏北風(fēng)。在持續(xù)濃霧結(jié)束階段，西西北風(fēng)層加強(qiáng)，空中東南風(fēng)層減弱或上抬，低空出現(xiàn)一致的西或西北風(fēng)。風(fēng)廓線雷達(dá)監(jiān)測(cè)的中低空風(fēng)場(chǎng)變化具有一定的時(shí)間提前量，可在濃霧的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)中發(fā)揮一定作用。

(5)西西北風(fēng)層的變化是中高空天氣形勢(shì)調(diào)整和演變的體現(xiàn)；空中東南風(fēng)層的強(qiáng)度、高度及下界位置變化對(duì)中低空逆溫層的高低、強(qiáng)弱有明顯影響，間接影響霧的生消及霧中能見度變化。邊界層風(fēng)速較小，風(fēng)向受山谷風(fēng)等局地環(huán)流影響大，對(duì)持續(xù)濃霧的生消演變有最直接的影響。

霧的形成及維持是許多因素共同作用的結(jié)果，由于探測(cè)資料和能力所限，本文對(duì)于垂直風(fēng)場(chǎng)在持續(xù)濃霧生消演變中的作用僅做了初步分析，今后希望能通過(guò)更多的量化指標(biāo)指導(dǎo)實(shí)際預(yù)報(bào)工作。