咸陽機場一次持續性大霧天氣分析

杜陽

摘 要：本文對咸陽機場一次持續性大霧天氣的大氣環流形勢及相關氣象要素進行了綜合分析。研究表明，大霧過程期間，機場上空以緯向環流為主，沒有明顯冷空氣活動，低層存在暖平流，地面處于弱氣壓場，風速小、相對濕度大，大氣層結構穩定，逆溫層穩定，上述形勢既不利于空氣污染物的擴散或垂直運動，造成嚴重的低能見度天氣。

關鍵詞：咸陽機場；持續性大霧天氣

1 概述

2015年11月30日至12月1日，西安咸陽國際機場出現了一次持續性大霧天氣，共造成超過500架次的航班延誤或取消，高峰時航站樓滯留旅客近萬人。

近地面空氣中懸浮的大量微小水滴或冰晶使水平能見度在500-1000m時稱為為大霧，介于50-500m時稱為濃霧，小于50m時稱為強濃霧。

由圖表1可以看出，29日8∶32-10∶00時機場出現了600-800米的大霧，隨后的13個小時，能見度維持在1000-1500米。持續性大霧主體出現在11月30日凌晨1時至12月1日11時，共持續35個小時，期間能見度最差為30米。自29日起，咸陽空氣質量與前一周相比有明顯下降。

2 環流形勢

分析29日08時和20時的高低空天氣圖可以發現，咸陽上空500hPa為有弱波動的西北氣流，700hPa亦為偏西氣流，且處于暖脊前部，有暖平流。850hPa至地面，陜西及其東部，包括華東、長江中下游廣大地區處于大范圍均壓場內，風力很弱。

上述地區多個城市在29日已出現輕霧或大霧天氣。當日咸陽市平均AQI為178，屬于中度污染。分析同時段咸陽市的T-LogP圖可以看出，29日08時咸陽上空已形成了厚達1000米的逆溫層，至20時，雖然隨著地面溫度的升高，逆溫層上下溫差有所減小，但逆溫層厚度已增至1500米。低層大氣處于穩定的狀態，不利于污染物的擴散，為霧霾的形成和加重創造了有利條件。

分析30日08時各層次天氣圖，700hPa圖上可以發現308高度線在過去12小時內從榆林南壓至延安，向南移動了200公里，延安轉為偏西風且風速明顯增大（圖2）。但其他層次變化不明顯。從30日20時500hPa至850hPa的各層天氣圖均可明顯看出高度線南壓，指示冷空氣正在南下，其中700hPa高度處冷空氣前鋒已到達陜西中北部。

從30日08時和20時的T-LogP圖來看，雖然30日白天逆溫層斷裂成兩個薄逆溫層，但到夜間隨著地面溫度下降，又形成了厚達1500米的逆溫層。30日全國東部出現大霧的城市比前一日有所增多。咸陽機場仍處于為0-2m/s的弱風場內，相對濕度超過95%。當日咸陽市平均AQI為301，屬重度污染，能見度進一步下降，30日夜間23時以后，咸陽機場相對濕度高達97%，能見度下降至不足100m。

研究表明，微風、高濕、穩定的邊界層結構對霧的形成和氣溶膠的生成增長均有利。空氣中污染物微粒的消光作用，又會導致能見度下降和霧霾天氣的維持。穩定的邊界層結構與近地層污染物濃度及霧霾之間存在正反饋機制，理想的狀態下三者可以長久地持續存在，直到外界因素（大風，降水等）打破這種平衡。

陜西省局自動站監測資料顯示，長武縣（咸陽機場西北120公里）在12月1日05時吹東南風，風速2.3m/s，06時轉為西北風，風速增大到6.3m/s。由此可以判斷近地面冷空氣約在06時到達長武。

按風速推算，冷空氣到達咸陽機場將在11時左右。據咸陽機場觀測資料顯示，機場能見度10∶40開始快速上升，12時能見度突破1000米，大霧天氣結束。

3 小結

大氣底層暖平流，大氣層結穩定和較高濕度對大霧形成具有重要作用。咸陽機場此次大霧出現之前和大霧持續過程中，環流形勢恰好完全滿足了這三個要求。

低層暖平流和近地面弱風場，是大范圍霧天持續出現的主要背景。高于90%的相對濕度和高濃度污染物顆粒，為大范圍霧提供了物質條件?？諝庵械奈廴疚锖退奂趯α鲗拥撞?，使能見度下降，太陽輻射減弱，光照對近地面溫度變化的影響降低，逆溫層更加深厚，而逆溫層的存在又使得大氣更加的穩定，污染物繼續累積，能見度進一步下降，在理想的狀態下三者可以長久地持續存在，直到外界因素（大風，降水等）打破這種平衡，霧方得消散。

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