息烽縣1990—2020年大霧天氣氣候特征分析

袁海翔 呂靜 鄧楊 黃皓宇 黃海

摘要 選取息烽縣國(guó)家基本氣象觀測(cè)站1990—2020年期間地面觀測(cè)資料，對(duì)大霧天氣的年際變化、月際變化、日變化特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)大霧發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的相關(guān)氣象要素如相對(duì)濕度、降雨量、風(fēng)速的變化進(jìn)行分析，結(jié)果表明，息烽縣大霧天氣年際變化呈現(xiàn)波動(dòng)性，并具有明顯的季節(jié)變化特征，主要為冬季多夏季少，1月出現(xiàn)大霧最多，7月最少，夜間是大霧天氣生成的高發(fā)期；霧形成時(shí)往往濕度較大，當(dāng)日有降水并出現(xiàn)大霧天氣的概率占73%，風(fēng)速較小時(shí)更有利于大霧天氣生成。

關(guān)鍵詞 大霧天氣；變化特征；統(tǒng)計(jì)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：P426.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）02–0118-03

霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)，是近地層空氣中水汽凝結(jié)的產(chǎn)物，會(huì)嚴(yán)重降低空氣的透明度。當(dāng)水平能見(jiàn)度≤1.0 km時(shí)定義為霧，1.0 km≤水平能見(jiàn)度≥10 km時(shí)，定義為輕霧，厚度一般在幾十到幾百米，厚度甚至可達(dá)1 km以上。大霧是一種常見(jiàn)的災(zāi)害性天氣，具有發(fā)生范圍廣、危害程度較大的特征，對(duì)交通運(yùn)輸和生產(chǎn)生活均有較大的影響。許多學(xué)者對(duì)大霧天氣進(jìn)行了相關(guān)研究分析，如李越龍等[1]對(duì)我國(guó)大霧的氣候特征及預(yù)報(bào)方法進(jìn)行了分析，提出大霧的氣候特征具有一定的空間性和時(shí)間性；楊守懋等[2]對(duì)四會(huì)霧的氣候特征及天氣成因進(jìn)行了分析；崔庭

等[3]對(duì)滇黔準(zhǔn)靜止鋒鋒面霧的結(jié)構(gòu)及成因進(jìn)行了分析，將滇黔準(zhǔn)靜止鋒按照位置分為4種類(lèi)型，并對(duì)霧形成時(shí)的相關(guān)要素進(jìn)行物理量場(chǎng)分析；研究大霧天氣的氣候特征、變化規(guī)律、成因等對(duì)大霧的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)均有重要意義，更有利于提供有效的服務(wù)建議。

息烽縣位于貴陽(yáng)市北部，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，地勢(shì)南高北低，一般海拔為1 000～2 000 m，冬季大霧天氣頻繁，對(duì)息烽縣的交通運(yùn)輸、市民出行均造成嚴(yán)重的影響[4-12]。旨在利用息烽縣國(guó)家基本氣象站1990—2020年30年地面觀測(cè)資料對(duì)息烽縣大霧天氣的氣候特征進(jìn)行分析，總結(jié)息烽縣大霧天氣變化規(guī)律，如大霧天氣發(fā)生頻率較高的時(shí)段、季節(jié)等，更好地為息烽縣內(nèi)大霧天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)，為息烽市民出行提供相關(guān)服務(wù)。

1 資料與方法

（1）選取息烽國(guó)家基本氣象觀測(cè)站（27°06′N(xiāo)，106°43′E）1990—2020年30年地面觀測(cè)資料。

（2）四季劃分采用常規(guī)的劃分標(biāo)準(zhǔn)：3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月到翌年2月為冬季。采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、趨勢(shì)分析等方法，對(duì)息烽縣大霧天氣進(jìn)行氣候特征分析，包括對(duì)息烽大霧天氣年際變化、季節(jié)變化、月際變化、日內(nèi)出現(xiàn)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，霧是在一定氣象要素條件下生成的，是局地特征十分明顯的現(xiàn)象，其形成是由多種天氣條件和環(huán)境因素決定的。天氣系統(tǒng)、氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)向風(fēng)速等諸多條件都會(huì)對(duì)大霧形成產(chǎn)生影響。為保證資料統(tǒng)一，選取1990—2020年逐日地面觀測(cè)資料，分析近30年間大霧天氣出現(xiàn)時(shí)的風(fēng)向風(fēng)速、相對(duì)濕度、降水等氣象要素特點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 年際變化

從1990—2020年息烽站大霧日數(shù)年際變化趨勢(shì)（圖1）可以看出，息烽縣大霧日數(shù)年際變化大，自2015年開(kāi)始出現(xiàn)大霧日數(shù)陡增的趨勢(shì)，2015年大霧日數(shù)為25 d，2016年大霧日數(shù)為168 d。經(jīng)過(guò)查證分析可知，這是由于2016年息烽縣國(guó)家基本氣象站正式啟用能見(jiàn)度觀測(cè)儀進(jìn)行視程障礙現(xiàn)象判別，大霧天氣判別由人工觀測(cè)改為儀器自動(dòng)觀測(cè)，而儀器可以實(shí)現(xiàn)全天候24 h連續(xù)觀測(cè)，對(duì)短時(shí)水平能見(jiàn)度數(shù)據(jù)獲取較人工來(lái)說(shuō)更為敏感。且息烽縣國(guó)家基本站于2014年進(jìn)行站點(diǎn)搬遷，新站址位于城郊，受地形影響，息烽縣大霧天氣局地性較強(qiáng)，新址大霧天氣出現(xiàn)概率高于舊址，造成數(shù)據(jù)波動(dòng)較大。因此，針對(duì)息烽縣大霧日數(shù)的年際變化，將分2個(gè)時(shí)段進(jìn)行分析，即1990—2015年（人工觀測(cè)）、2016—2020年（儀器自動(dòng)觀測(cè)）。

在1990—2015年期間，息烽大霧平均日數(shù)為13.2 d，大霧天氣呈現(xiàn)較大的波動(dòng)性，25年內(nèi)，大霧日數(shù)最多的年份為2015年25 d，大霧日數(shù)次多的年份為1991年21 d，最少的為2011年3 d，最多年與最少年相差22 d。20世紀(jì)90年代初期，息烽縣大霧天氣呈下降趨勢(shì)，后期出現(xiàn)波動(dòng)，21世紀(jì)00年代，大霧天氣總體呈逐年下降趨勢(shì)，10年代以后，大霧日數(shù)呈上升趨勢(shì)。2016—2020年期間大霧天氣總體呈現(xiàn)波動(dòng)性，2019年大霧天氣最多，大霧日數(shù)193 d。自1990年以來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化腳步增快，息烽極端大霧天氣增多，大霧日數(shù)年際變化也較大。

2.2 月變化

圖2為1990—2020年間息烽縣逐月大霧累積日數(shù)分布，從圖2中可以看出，息烽各月均有大霧天氣出現(xiàn)，只是出現(xiàn)頻次存在差異，總體呈現(xiàn)兩邊高、中間低的趨勢(shì)。其中，7月出現(xiàn)大霧天氣的頻次最少，共出現(xiàn)52 d，1月出現(xiàn)大霧天氣的頻次最多，累積霧日數(shù)達(dá)到144 d，12月次之，霧日數(shù)達(dá)137 d，最多值與最少值之間相差92 d；3—7月息烽霧日數(shù)總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，8—12月逐步遞增，大霧天氣季節(jié)變化較明顯；多出現(xiàn)在秋、冬2季，冬季12—翌年2月期間大霧天氣占全年的33.6%，夏季6—8月最少，占16%。其主要原因在于冬季，貴陽(yáng)—昆明常有準(zhǔn)靜止鋒維持，息烽縣處于貴陽(yáng)市北部，冬季在靜止鋒的影響下，常出現(xiàn)持續(xù)性連陰雨天氣，并伴有鋒面霧發(fā)生。

2.3 日變化

為了更好進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將大霧天氣日變化特征分為2個(gè)階段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別為夜間和白天。其中，20：00至翌日08：00代表夜間，白天分為9：00～20：00 12個(gè)時(shí)次，某時(shí)次（00：00～00：59分）出現(xiàn)霧，則記為該時(shí)次出現(xiàn)1次，如某日大霧持續(xù)時(shí)間為08：10～09：10，則該日09：00和10：00分別記大霧1次。

通過(guò)對(duì)1990—2020近30年間大霧天氣生成、持續(xù)、消散時(shí)間分析（圖3）可以看出，息烽縣各時(shí)段均有大霧產(chǎn)生，夜間是大霧天氣生成的主要時(shí)段，共出現(xiàn)1 047次，占大霧出現(xiàn)總次數(shù)的57.1%；白天大霧出現(xiàn)頻次從09：00～17：00呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中，09：00出現(xiàn)次數(shù)為617次，10：00出現(xiàn)484次，至17：00僅為108次，18：00～20：00，大霧出現(xiàn)頻次呈逐步上升趨勢(shì)。由此可以看出，夜間是息烽縣大霧天氣生成的高峰期，大霧持續(xù)到翌日午后開(kāi)始減弱消散。對(duì)大霧天氣持續(xù)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，息烽大霧最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間超過(guò)12 h，一般出現(xiàn)在冬季，秋季次之，夏季大霧持續(xù)時(shí)間最短。

3 大霧天氣氣象要素分析

3.1 相對(duì)濕度和降水

霧的形成是在近地層濕度較大，空氣產(chǎn)生冷卻作用，使空氣溫度降到露點(diǎn)以下達(dá)到飽和時(shí)出現(xiàn)凝結(jié)或凝華的水相變現(xiàn)象，需要滿(mǎn)足一定的氣象條件。通過(guò)對(duì)1990—2020年有大霧天氣發(fā)生時(shí)當(dāng)日平均相對(duì)濕度統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，息烽縣大霧天氣產(chǎn)生時(shí)的相對(duì)濕度一般在75%～100%之間，其中，相對(duì)濕度大于90%的大霧天氣占65%，相對(duì)濕度在90%以下的大霧天氣占35%。由表1可以看出，息烽縣大霧天氣產(chǎn)生時(shí)當(dāng)日有降水的情況占73%，無(wú)降水占27%，因此，較大的相對(duì)濕度，近地層有充足的水汽條件更有利于形成大霧天氣，且大霧天氣發(fā)生時(shí)往往也伴隨降水產(chǎn)生。

3.2 風(fēng)速

表2為息烽出現(xiàn)大霧天氣時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)速情況，由表2可知，風(fēng)速的大小對(duì)大霧天氣形成有很大的影響。其中，有大霧時(shí)風(fēng)速在0～2 m/s之間的次數(shù)為846次，占總的霧出現(xiàn)次數(shù)的71%（風(fēng)速為0～0.2 m/s出現(xiàn)次數(shù)68次），風(fēng)速在2～4 m/s之間的次數(shù)為338次，占總的霧出現(xiàn)次數(shù)的28%。而當(dāng)有大霧時(shí)風(fēng)速大于4 m/s的次數(shù)僅為8次，占不到1%，這是因?yàn)轱L(fēng)速過(guò)大時(shí)，亂流混合高度增加，使近地層降溫緩慢，同時(shí)使水汽大量向上擴(kuò)散，不利于大霧天氣的形成。而當(dāng)近地層無(wú)風(fēng)時(shí)，地面輻射冷卻作用只能影響貼近地面很薄的氣層，有利于形成露、霜、淺霧，但不利形成大霧；較小的風(fēng)速對(duì)霧的形成最為有利，在微風(fēng)的情況下，能使輻射冷卻作用擴(kuò)散至適當(dāng)?shù)母叨龋顾怪陛斔椭烈欢ǜ叨?，有利于形成一定厚度的霧。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)1990—2020年30年間息烽縣國(guó)家級(jí)地面觀測(cè)站大霧觀測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以及對(duì)30年間大霧發(fā)生時(shí)的相關(guān)氣象要素進(jìn)行分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）1990—2015年間，息烽縣大霧天氣年際變化呈現(xiàn)較大波動(dòng)性，最多年與最少年相差22 d，2016—2020年期間大霧天氣差異較大，2019年大霧天氣出現(xiàn)頻率最高，一年內(nèi)達(dá)193 d，2017年大霧天氣出現(xiàn)153 d，二者相差40 d。

（2）息烽縣大霧天氣季節(jié)性變化明顯，多出現(xiàn)在秋、冬2季。其中，冬季由于受準(zhǔn)靜止鋒系統(tǒng)影響，縣內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、不易消散的雨霧天氣；相反，夏季出現(xiàn)大霧天氣的頻率最低，1990—2020 年間7月累積霧日數(shù)僅有52 d。

（3）從日變化特征來(lái)看，息烽縣1 d內(nèi)各時(shí)段均有大霧天氣產(chǎn)生，其中，夜間是大霧天氣生成的主要時(shí)間段，白天大霧出現(xiàn)頻率逐步降低。

（4）大霧天氣生成時(shí)往往相對(duì)濕度也較大，當(dāng)日有降水并有大霧天氣生成占總霧日的73%，因此，較大的相對(duì)濕度更有利于大霧天氣的生成。

（5）統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，息烽縣大霧天氣發(fā)生時(shí)近地面風(fēng)速多在0～2 m/s之間，風(fēng)速大于4 m/s時(shí)生成大霧天氣的概率低于1%。因此，較大的風(fēng)速不利于大霧天氣生成，相反，較小的風(fēng)速使輻射冷卻作用擴(kuò)散至適當(dāng)?shù)母叨?，使水汽垂直輸送至一定高度，有利于形成大霧天氣。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis on Climate Characteristics of Foggy Weather in Xifeng County from 1990 to 2020

Yuan Hai-xiang et al（Xifeng Meteorological Bureau， Xifeng， Guizhou 551100）

Abstract Based on the ground observation data of National Basic Meteorological Observation Station in Xifeng County from 1990 to 2020， the paper makes a statistical analysis of the characteristics of the inter-annual， inter-monthly and diurnal variations of the foggy weather， and analyzes the changes of the relevant meteorological elements such as relative humidity， rainfall and wind speed during the occurrence and development of fog. The results show that： The inter-annual variation of fog weather in Xifeng County shows fluctuation， and has obvious seasonal variation characteristics， mainly winter more than summer， the fog in January is the most， the least in July， the night is the peak period of fog weather. When fog is formed， humidity is usually high， and the probability of precipitation and foggy weather on that day accounts for 73%. The smaller wind speed is more conducive to the generation of foggy weather.

Key words Fog; Characteristics of change; Statistical analysis

基金項(xiàng)目 貴州省氣象局科研業(yè)務(wù)項(xiàng)目“息烽縣1990—2020年大霧天氣氣候特征分析”（黔氣科登[2021]12-02號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介 袁海翔（1995—），女，貴州息烽人，助理工程師，主要從事縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)。

收稿日期 2022-12-05