黔東南地區(qū)霧的氣候特征

張錦勇，雷安林，宋小紅，顧 欣

(1.貴州省麻江縣氣象局，貴州麻江 557600;2.貴州省黔東南州氣象局，貴州凱里 556000)

大霧是黔東南州重要的災(zāi)害性天氣之一，其出現(xiàn)機率高、發(fā)生范圍廣、危害程度大。近年來黔東南州的經(jīng)濟、交通快速發(fā)展，大霧天氣對高速公路、航空、鐵路、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等的危害越來越明顯。霧天使能見度降低，常使飛機起降受阻，高速公路關(guān)閉，甚至還會發(fā)生交通事故，給國家財產(chǎn)和人民生命安全帶來嚴重損失。有很多學者對霧的成因、預報做了大量的研究［1－6］，如劉小寧等對我國霧的時空分布、氣候特征年際變化等進行了深入分析，結(jié)果表明，溫濕等氣候因子的變化以及人類活動引起的空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的改變，與區(qū)域性濃霧日數(shù)的變化密切相關(guān)［6－8］;張?zhí)熹h等就形成霧的原因和環(huán)流特征進行分析，歸納提出了輻射霧和平流霧分別對應(yīng)2種截然相反的天氣件，要根據(jù)形成霧的天氣系統(tǒng)環(huán)流典型場采取不同的預報思路，著重分析天氣系統(tǒng)的演變，還要分析當?shù)貪穸取囟群惋L向風速等氣象要素場的變化特征［9］;金秀珍等對貴州省一次大霧天氣過程進行分析，提出了大霧產(chǎn)生時，低層和近地層出現(xiàn)相對濕度很大、靜風與偏南氣流的特征［10］。筆者利用黔東南16個縣市氣象站1961～2010年的地面氣象資料對大霧天氣變化特征進行研究，掌握其變化特點及發(fā)生規(guī)律，對及時準確預報大霧天氣、提前預防、降低大霧天氣對社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生產(chǎn)生活的影響具有十分重要的意義。

1 資料與方法

根據(jù)氣象觀測規(guī)范［11］定義，霧是大量微小水滴或冰晶微粒浮游空中，常呈乳白色，使水平能見度＜1.0 km的天氣現(xiàn)象。所用資料為黔東南州16個氣象站1961～2010年的地面氣象觀測資料，主要包括風向、風速、氣溫、濕度等氣象要素資料。霧以觀測記錄為準，僅統(tǒng)計出現(xiàn)日數(shù)，不計次數(shù)，即1 d內(nèi)出現(xiàn)2次以上霧，僅按1個霧日統(tǒng)計，霧如果跨日(以20:00為界)，按2個霧日統(tǒng)計。

2 黔東南州大霧天氣的氣候特征

2.1 大霧天氣的地理分布 黔東南州地處云貴高原向湘西丘陵及廣西盆地過渡的斜坡上(25°19'20″～27°31'40″N、107°17'20″～109°35'24″E)，境內(nèi)為海拔落差較大的山區(qū)(海拔137～2 187 m)，中部苗嶺主峰雷公山(主峰海拔2179m)是珠江水系和長江水系的分水嶺，地形復雜，江河縱橫，清水江自西向東橫貫黔東南州中部地區(qū)，南部臨都柳江，北部又處于舞陽河與烏江、舞陽河與清水江分水嶺之間。黔東南州擁有如此獨特的地理分布，大霧日數(shù)也具有其顯著的地理分布特征。從1961～2010年黔東南州16個縣、市50年年平均大霧日數(shù)分布情況(圖1)可看出，出現(xiàn)大霧較多的地區(qū)是黔東南州北部的三穗至東部的錦屏一帶和西部的雷山、丹寨，形成2個高值區(qū)，年平均霧日為52.1～66.2 d;其次是兩高值區(qū)周邊區(qū)域的麻江、臺江、天柱、榕江、劍河，年平均霧日為30.1～49.9 d;較小的是西北部地區(qū)和東南部地區(qū)，形成2個低值區(qū)，年平均霧日為9.2～27.9 d;全州大霧年平均日數(shù)分布有2個高值區(qū)、2個低值區(qū)，呈“馬鞍場”形式;三穗的霧日最多(66.2 d)，黃平最低(9.2 d)，差值較大。

2.2 大霧日數(shù)的年際、年代際變化 從黔東南州16個站1961～2010年大霧年平均日數(shù)年際和年代際變化(圖2)可以看出，黔東南地區(qū)大霧日數(shù)為明顯的下降趨勢，平均以0.26 d/a的幅度下降，通過信度為0.05的顯著性檢驗。黔東南地區(qū)50年年平均霧日為波動變化，其中1961～1971年為上升趨勢，最大值出現(xiàn)在1971年，為53.1 d;1972～2010年為下降趨勢，最小值出現(xiàn)在1992年，為23.8 d。黔東南地區(qū)20世紀60年代平均大霧日數(shù)最多，70～80年代顯著下降，90年代略有上升;70年代～2010年大霧日數(shù)在低值區(qū)變化較小。

2.3 大霧日數(shù)的月際變化 由圖3可知，黔東南州一年四季各月均有霧出現(xiàn)，霧天氣出現(xiàn)日數(shù)為上半年少、下半年多，1月和7月為過渡階段，2～6月為少霧階段，月平均霧日數(shù)占全年的32.2%;8～12月為多霧階段，月平均霧日數(shù)占全年的51.1%。月平均霧日數(shù)11月最多，占全年11.5%;2月最少，占全年的5.6%，約為最多月的1/2。黔東南州霧日的月變化呈三峰三谷型，第1個峰值出現(xiàn)在4月，為2.6 d/月;第2個峰值出現(xiàn)在8月，為3.7 d/月;第3個峰值出現(xiàn)在11月，為4.1 d/月;峰/谷值逐個增大，然后由最大值降至最小值(表1)。

表1 1961～2010年黔東南州霧日的月變化峰/谷出現(xiàn)情況

3 霧與氣象要素的關(guān)系

3.1 霧與風場的關(guān)系 風對霧的形成具有重要的作用［12］。風有利于水汽的輸送，使空氣中有充足的水汽，形成霧;風速大時也會帶走空氣中的水汽，甚至把霧抬升成云，阻礙霧的形成和發(fā)展。適宜的風對霧的形成、霧的濃度、霧的厚度有重要影響。由于黔東南州為海拔落差較大的山區(qū)，各縣市形成霧的風向風速各不相同。大部分縣成霧時風的共同點就是出現(xiàn)靜風概率大(表2)。靜風時空氣中凝結(jié)的小水滴不易被吹散，使懸浮與近地面的小水滴累積得越來越多，所以只要有足夠的水汽就易形成霧。

表2 1961～2010年黔東南州各縣霧日氣象要素的臨界值

從表2可以看出，劍河、施秉和從江形成霧的最大風速為3.0 m/s，而丹寨形成霧的最大風速可達10.0 m/s;全州各縣成霧時的風速臨界值相差較大，盛行的風向也各不相同，在各個風向均可能有霧的生成。這與黔東南州地形地貌復雜、各縣市氣象站所處的周邊地形地貌不一有關(guān)。成霧時靜風概率最高的為天柱(85.4%)，在55%以上的有凱里、岑鞏、三穗等12個縣市，＜55%的只有丹寨、麻江、黃平和施秉4個縣。

3.2 霧與濕度場的關(guān)系 濕度是霧形成的必要條件之一，因為霧是由近地層空氣中的水汽凝結(jié)形成，近地層空氣中的濕度越大，越有利于霧的形成［13］。從表2可看出，黔東南州各地形成霧的相對濕度臨界值均在60%以上。圖4顯示，黔東南州霧日相對濕度臨界值較低(60% ～70%)的區(qū)域為州西部到南部區(qū)域，霧日相對濕度臨界值較高(80%以上)的區(qū)域為州的東北部和西北部，其他區(qū)域霧日相對濕度臨界值為70% ～80%。

3.3 霧與溫度場的關(guān)系 由表2可見，黔東南州霧形成時溫度的臨界值各不相同，對溫度的要求并不高。氣溫在－8.1～27.8℃均可有霧生成。但當溫度過高時，不利于輻射冷卻或冷卻不到水汽凝結(jié)的溫度;當溫度過低時也不利于霧的形成，這可能是水汽凝華成小冰粒所致［14］。對霧生成起決定作用的是溫度露點差，而非氣溫絕對值［15］。

3.4 霧與氣壓場的關(guān)系 氣壓過低，天氣形勢上表現(xiàn)為暖低壓控制，或具有強烈的上升運動，大氣層結(jié)不穩(wěn)定，不利于霧的形成，即使有霧生成也可能被氣流的上升運動抬升為云;當氣壓過高時，一般為強冷空氣過境，地面圖上表現(xiàn)為有強大的冷高壓控制，也不利于霧形成［14］。因此，氣流強烈的上升或下沉運動均不利于霧的形成，均壓場則有利于霧的形成。黔東南州各站形成霧時的氣壓臨界值各不相同，且變化范圍大，最大與最小臨界值差值基本上在30～40 hPa(表2)。

4 影響大霧的天氣形勢

大霧的形成是在特定的天氣環(huán)流形勢下產(chǎn)生的［16］。通過對黔東南州2008～2010年(一天內(nèi)有3個縣、市出現(xiàn)大霧天氣)181個大霧日的前一天20:00 500 hPa天氣形勢分析，有利于大霧天氣形成的主要天氣環(huán)流形勢為移動性槽脊型(112次)、副熱帶高壓型(45次)以及阻塞高壓和橫槽型(9次)等。

4.1 移動性槽脊型 移動性槽脊型分為兩槽一脊型和多槽脊型2種情況影響大霧天氣。兩槽一脊型，在巴爾喀什湖到貝加爾湖之間為一高壓脊，兩側(cè)各為一低壓槽，主要鋒區(qū)處于105°E以東;東亞經(jīng)向環(huán)流較明顯，黔東南地區(qū)受冷空氣影響，地面有冷鋒或靜止鋒活動，但天氣演變比較和緩，天氣表現(xiàn)為多云或晴，偏南風。黔東南地區(qū)50%的大霧天氣就在此型控制下產(chǎn)生，是冬季和春季大霧主要天氣的形勢。多槽脊型，一般屬于短波系統(tǒng)，在40°～140°E范圍內(nèi)有5個左右的槽脊，槽脊系統(tǒng)以≥10個經(jīng)度/d的速度東移，冷空氣活動周期短，一般有3～5 d。天氣反映與青藏高原東部的槽脊系統(tǒng)有關(guān)，常是晴雨相間，變化不定，易出現(xiàn)降溫、降水、霜凍和霧天氣，13%的大霧天氣就在此型控制下產(chǎn)生，此型影響大霧天氣是在秋春季節(jié)。

4.2 副熱帶高壓型 副熱帶高壓型也主要分為2種形勢影響大霧天氣。一種是西槽脊型，西太平洋高壓脊由海上西伸，控制貴州省大部分地區(qū)，脊線在25°N附近，高壓西側(cè)有冷槽或南北向切變線，影響貴州省西部地區(qū);在副高西伸、東退過程中，會給黔東南地區(qū)帶來降水，出現(xiàn)雨后霧的天氣;此型影響下產(chǎn)生霧天氣占14%，多出現(xiàn)在夏季和秋初。另一種是青藏高壓型，青藏高壓東移，控制貴州省，西太平洋高壓位置偏東，在我國大陸東部有南北向低壓帶;該型控制前期，貴州省上空為偏西北氣流，天氣晴朗，晝暖夜涼，易形成霧;此型影響下產(chǎn)生霧天氣占9%，多出現(xiàn)在秋季。

4.3 阻塞高壓和橫槽型 此型一般出現(xiàn)在冬季，表現(xiàn)為烏拉爾地區(qū)為一阻塞高壓或較穩(wěn)定的脊，亞洲西部或新疆、蒙古一帶有橫槽或低中心，亞洲地區(qū)環(huán)流平直。此型在橫槽內(nèi)有冷空氣醞釀過程，由于阻塞高壓的穩(wěn)定維持，冷空氣在槽中逐漸堆積，形成較強的冷中心。地面靜止鋒結(jié)合青藏高原上小波動不斷東移，常形成黔東南持續(xù)陰寒降水天氣。此型影響下產(chǎn)生霧天氣占5%，多出現(xiàn)在冬季。

5 小結(jié)

(1)黔東南各地均有大霧出現(xiàn)，出現(xiàn)霧日較多的區(qū)域是北部的三穗至東部的錦屏一帶和西部的雷山、丹寨，形成2個高值區(qū);其次是兩高值區(qū)周邊區(qū)域的麻江、臺江、天柱、榕江、劍河;較小的是西北部地區(qū)和東南部地區(qū)，形成2個低值區(qū)。

(2)1961～2010年黔東南地區(qū)霧日數(shù)為明顯的下降趨勢，平均以0.26 d/a的幅度下降。其中1961～1971年為上升趨勢，1972～2010年為下降趨勢。黔東南州一年四季各月均有霧出現(xiàn)，但季節(jié)變化明顯，為上半年(春夏季)少、下半年(秋冬季)多，1月和7月為過渡階段。

(3)成霧時大部分縣市靜風概率在55%以上，＜55%的只有丹寨、麻江、黃平和施秉4個縣。大部分縣(市)相對濕度＞60%，就可能有霧形成;黃平、施秉、鎮(zhèn)遠和天柱四縣形成霧時要求濕度條件較高，相對濕度需在80%以上。

(4)有利于黔東南地區(qū)大霧天氣形成的主要天氣環(huán)流形勢為移動性槽脊型(冬春季)、副熱帶高壓型(夏季和秋初)以及阻塞高壓和橫槽型(冬季)等。

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