綏化市霧霾天氣氣候特征分析

劉立巖，呂 爽，孫 亮

（綏化市氣象局，黑龍江 綏化152002）

1 引言

綏化市地處黑龍江省中南部， 屬寒溫帶大陸性季風氣候，季節變化十分明顯，氣候要素四季變化突出。 黑龍江是全國第一糧食大省，而綏化市是黑龍江省產糧大市，是松嫩平原的產糧大市。 近年來隨著集中供熱取代了小型鍋爐取暖，大霧天氣明顯減少。 但燃煤取暖、 汽車尾汽及作物秸桿焚燒等原因使綏化市的霾天氣增多， 對人民的生產生活的影響日益嚴重。

2 資料選取及研究方法

本文選取1981-2014年綏化市各年、月霧霾天氣個例，每個氣象觀測站出現1 個大霧（或霾）日為1個霧（霾）樣本。 從天氣、氣候角度出發分析綏化市霧霾天氣的時空分布以及環流特征， 找出影響綏化市霧霾天氣的預報指標， 為霧霾天氣預報提供科學的預報依據。

3 綏化市霧霾天氣時空特征

從綏化市10 個市（縣、區）1953-2014年氣象觀測數據統計顯示， 大霧天氣的年季變化特征顯示20世紀80-90年代初為最多，90年代末期以后大霧呈減少趨勢， 這與綏化市政府進行供暖鍋爐改造集中供熱及控制污染物排放， 使空氣質量得到改善有直接關系。

綏化市大霧天數的逐月特征為冬半年大霧天數明顯多于夏半年，主要集中在11 -2月冬季取暖關鍵期。 秋冬10、11月份為濃霧易發時段，夏季7、8月份為輕霧天氣易發時段，5、6月份大霧天氣出現較少。

綏化市大霧天氣的空間分布特征是東北山區、半山區的慶安、綏棱、海倫等大霧天氣出現的頻率明顯多于西南部蘭西、安達等地，呈現出東北多西南少的區域特征。 主要原因是東北地形造成的，位于小興安嶺迎風坡的慶安等地山間洼地水汽累積條件較好， 夜間近地面層輻射冷卻作用使氣團中水汽凝結易形成輻射霧。 綏化市西南地區為平原， 地勢較平坦，不利于逆溫形成，水汽累積條件也相對較差，不利于霧的形成。

從綏化市1981-2010年各月累計天數分布情況看，大霧主要出現在1、2、7、8、11、12月份，其中以1月份出現頻率最多。 冬季取暖集中期霧區呈東多西少趨勢，而夏季則呈北多南少趨勢。

綏化市霾天氣出現次數較少，1981年-2010年僅出現35 個樣本， 且23 個樣本發生在1981年4月。 2011 -2014年的霾天氣主要出現在10月下旬至11月，近5 a 綏化市霾主要出現在10月、11月份。綏化市霾天氣空間分布呈現“南多北少”的地域特征，南部肇東等地為霾天氣易發區，北部較少出現。 區域性霾主要出現在1981年4月、2013年10月中旬和2014年10月下旬至11月中旬。

4 環流特征

綏化市大霧天氣主要發生在秋冬兩季， 夏季也有出現但強度明顯小于秋冬季多為輕霧天氣， 春季出現次數較少。 經分析綏化市霧霾天氣多發生在環流形勢比較穩定、 冷空氣活動較弱的秋冬時節，500 hPa 平均高度場綏化市多為緯向環流，并且距平場上多為正距平。 溫度距平場多為正值區，暖空氣勢力強盛，冷空氣活動較弱。 如2014年10月、11月份綏化市即為緯向環流，500 hPa 平均高度距平為正值區，10月中旬至11月下旬綏化市氣溫連續偏高，特別是11月份綏化市全市月平均氣溫為-3.1 ℃比歷年均值-7.1 ℃偏高4.0 ℃。 綏化市于10月24日、10月29日、11月01日、11月11日先后4 次出現霧霾天氣過程，為歷年同期少見。

與之對應， 霧霾天氣出現較多的2014年11月份綏化市海平面氣壓場上形勢較為穩定， 氣壓梯度小，并處于負距平區。 大氣層結比較穩定，有利于夜間逆溫形成為霧霾天氣的出現提供了靜穩條件。

5 氣象要素特征

綏化市大霧天氣的形成主要有以下三個條件：（1）充足的水汽條件：水汽條件是近地層空氣中水汽凝結（或凝華）的產生成霧的關鍵因素，所以當大霧天氣形成時綏化市基本上是處于高濕區中， 有較好的水汽積累或水汽輸送。 ⑵層結穩定：邊界層內維持穩定的層結條件，多有逆溫層存在，有利于近地面層水汽的累積。；⑶冷卻條件：當氣溫接近露點溫度，水汽才能凝結成霧。綏化市大霧天氣多為輻射霧。一般在晴朗微風的夜晚， 近地面層比較潮濕的情況下地表輻射冷卻作用使氣層水汽凝結形成霧。 這也是秋冬季大霧天氣易發的原因之一。

為此， 當綏化市大霧天氣發生時低層風的垂直切變小，在對流層低層風速偏小，近地面低空為靜風或微風，大氣穩定度加強，空氣水平擴散條件差。 天氣晴朗少云，有利于夜間輻射降溫。 近地面逆溫層為氣團罩上了暖蓋，從而抑制垂直上升運動的擴散。 弱冷空氣活動降溫同時增大氣團濕度， 相對溫度多在90%以上，有利于空氣達到飽和。 這些氣象要素變化是綏化市霧霾天氣產生其維持的關鍵。

逆溫層的存在是綏化市霧霾天氣發生的預報著眼點。 當環流形勢相對穩定時，層結處于穩定，近地層風速很小，大氣層會形成上暖下冷的逆溫形勢。 逆溫層中的暖空氣相對下層較冷空氣密度較輕， 在下層冷空氣上形成一種極其穩定暖蓋籠罩在近地層上空,嚴重地阻礙了空氣對流運動,導致近地層有害氣體只能飄浮在逆溫層以下, 無法進行垂直和水平擴散，有利于霧霾天氣的產生。 逆溫層越厚，霧霾的強度越強，能見度也越差，持續時間越長。

另外， 綏化市霾出現時相對濕度較小多為80%以下， 當風速雖有增大時如上游仍有霾維持時綏化市霾也不會減弱，但當風向轉為西北風時霾將結束。綏化市南部為霾易發區域， 主要是由于工業企業相對北部明顯偏多。 生產排出的氣溶膠顆粒明顯多于北部，使南部霾天氣出現較多。

6 小結

（1）綏化近年大霧天氣呈減少趨勢；霾天氣增多且影響范圍呈擴大趨勢。

（2）霧霾天氣多出現在環流形勢較為穩定的環流背景下， 冷空氣活動較弱的年份霧霾天氣出現較多。

（3）綏化市東北部為大霧天氣易發區；霾則呈現南多北少，南強北弱的分布趨勢。

（4）逆溫是綏化市霧霾天氣的重要預報指標。

（5）霧出現時相對濕度多在90%以上，而霾出現時相對濕度多在80%以下。