貴陽機場一次輻射大霧過程分析

尹小波

摘 要：利用常規地面探測資料、探空資料、水汽條件等再分析資料，對2016年11月27日貴陽市一次輻射大霧過程的環流背景、天氣要素、物理量等進行分析，揭示了輻射大霧從形成到消散的全部過程。結果表明：在水汽條件充足的條件下，中高層暖性高壓脊、地面弱氣壓場及穩定層結結構可以為輻射霧提供良好的環流背景；地面輻射冷卻效應對輻射霧有重要觸發作用，輻射霧的形成具有明顯的氣溫日較差，形成至消散階段因水汽釋放潛熱具有冷卻作用，溫度較低極易出現霜。

關鍵詞：輻射霧；輻射冷卻；能見度；溫度

1 概述

霧是懸浮于近地面層的大量水滴或者冰晶附著在凝結核上使水平能見度小于1KM的天氣現象。隨著民航業的快速發展，航班量不斷增多，大霧天氣造成的低云、低能見度天氣對航班飛行的影響越來越受到重視，因此霧的準確預報及大霧天氣的飛行保障對氣象從業人員提出了更高的要求。近年來國內不少專家學者從不同方面對大霧天氣進行了深入的研究和分析，并在大霧的氣候特征[1]、霧區邊界層結構的觀測分析[2]等方面取得了一定的成果。但由于大霧天氣形成機制復雜多變，受地形、熱力以及動力等多個方面的綜合影響，且總體對輻射霧的研究分析較少，因此本文從預報以及觀測的角度出發，利用地面觀測資料、高空探測資料、Micaps常規資料等對2016年11月27日貴陽機場大霧過程的環流背景、地形、氣象要素等進行分析，揭示本次大霧天氣造成大面積航班延誤的主要原因，并闡述觀測實時數據對預報的重要作用。

2 大霧天氣大尺度環流背景

從2016年11月27日00時（UTC）高空形勢可以看出，500hpa（圖1）高度場上高緯度大形勢為兩槽一脊，其中脊位于內蒙古中部一直延伸到四川、貴州，其中貴州地區處于脊前弱西北風控制。700hpa（圖2）高度場與500hpa（圖1）高度場配合的較好，貴州地區大部都屬于槽前弱的暖脊控制。中高空的這種環流形勢有利于夜間的輻射降溫，是出現輻射大霧天氣的重要天氣背景。850hpa（圖3）高度場可以看到貴州地區屬于高壓底部，弱的偏東氣流使得近地面相對濕度增大，有利于近地面水汽飽和。而地面貴陽地區氣壓場比較弱，屬于一個均壓場控制，風速很弱。近地面的這種環流形勢有利于逆溫層的形成，是輻射大霧出現的重要層結結構。

3 探空資料分析

霧主要出現在近地面層，主要與低空層結結構密切相關，這里通過選取貴陽機場27日00時（UTC）探空圖（圖4）進行分析。通過圖我們可以看到貴陽機場上空逆溫層從近地面一直延伸到了700Hpa高度層，說明逆溫層比較厚，輻射降溫冷卻作用非常明顯。而且近地面風向為偏南風，風速偏小有利于水汽輸送。

4 大霧天氣地面氣象要素變化特征

為準確分析此次大霧過程地面氣象要素隨時間的變化特征，我們這里通過對大霧天氣發生過程中觀測站點的實時觀測數據進行分析，詳細闡述大霧天氣發生時各個氣象要素的變化特征。

這次輻射霧從26日21：55（UTC）時開始（圖5），能見度從800米一直下降，到23：58（UTC）時能見度不足50m，而且整個過程中天空狀況不明，垂直能見度在30米到50米之間徘徊。從00：40（UTC）開始能見度逐步上升，一直到02：02（UTC）能見度上升到1000米，大霧天氣結束。通過對水平能見度的分析我們可以看到：大霧天氣發生時水平能見度是主要受影響的氣象要素。水平能見度隨著近地面霧的發展而逐漸變差 ，隨著霧的消散而逐漸轉好。水平能見度低航班在起飛或者著陸過程中就無法目視跑道面，因而航班正常飛行就會受到影響。

在輻射霧發展至消散的過程中，溫度是描述近地面冷卻作用的重要變量。通過（圖6）我們可以看到：大霧發生之前的17：00（UTC）時溫度為0.8攝氏度，隨著近地面輻射冷卻作用的增強，溫度也在一直降低，在輻射霧發展到最強時溫度為-1.9攝氏度，后隨著輻射霧的消散溫度逐漸上升。在輻射霧發生過程中近地面溫度的變化具有積極的指示意義，當溫度在逐漸下降時說明近地面輻射冷卻作用在增強，霧會逐漸發展旺盛；當溫度逐漸上升時說明地面輻射冷卻作用在減弱，霧會逐漸消散。通過分析我們發現：溫度的實時觀測數據對大霧天氣的預報具有積極的指示作用，溫度變化是霧發展或者消散的重要參考，通過溫度的變化及時修正預報思路，有利于預報準確性的提高。

溫度露點差也是輻射霧發生時一個重要參數變量。通過（圖6）我們可以看到在整個輻射霧發生發展的過程中，溫度露點差一直非常小保持在0.3攝氏度左右，這表明近地面相對濕度很大，這為輻射霧的發展提供了充足的水汽條件；在輻射霧開始消散時，溫度露點差開始逐漸增大，這表明近地面水汽條件正在被破壞逐漸減小。溫度露點差的實時觀測數據對預報輻射霧的變化趨勢也是一個重要的參考，有利于及時修訂氣象報文，提高預報的準確性。

風是輻射霧發展乃至消散過程中的重要氣象要素，在輻射霧發生過程中根據觀測的實時地面觀測數據圖（圖7）我們可以看出：在近地面有逆溫層存在的條件下，地面的風速很小，湍流作用比較弱，而且由于輻射霧的發展有靜風的趨勢；當地面風速開始增大湍流作用開始逐漸增強，輻射霧開始消散。因而我們可以得出結論：當風速很弱甚至靜風時有利于輻射霧的發生和發展，當風速開始增大時輻射霧開始逐漸消散。因此在輻射霧發生過程中風速對輻射霧預報具有積極意義，風速的變化有利于我們實時掌握近地面溫度層節的變化，有利于預報準確率的提高。

通過上述對近地面氣象要素的分析我們可以得出結論：在輻射霧發生發展至消散的過程中，氣象觀測的實時地面數據對天氣的預報有積極的指導意義。當風、溫度、相對濕度等與輻射霧相關的氣象要素觀測到有變化時，氣象預報員就要分析這些實時數據變化的原因，及時修正自己的預報思路，這能有效提高輻射霧天氣的預報準確性，減少因天氣原因對航班延誤造成的影響。

5 結束語

本文通過對2016年11月27日貴陽機場一次輻射大霧天氣進行了詳細分析，分析表明：

（1）貴陽機場地處山地地區，潮濕的下墊面為輻射霧的產生提供了有利的地理條件。

（2）中高層暖性高壓脊為輻射霧的產生提供良好的環流背景條件。500Hpa及700Hpa上為偏西氣流，近地面為均壓場有弱的偏南或者偏東氣流輸送水汽。

（3）輻射霧的形成有明顯的日較差，在輻射霧的發生和發展階段由于輻射降溫溫度有下降趨勢，隨著輻射霧的消散又開始逐漸回升；相對濕度在霧的發生發展階段較大，而消散階段相對濕度迅速減小，風速在整個霧的發生過程中一直比較小，因輻射冷卻作用具有一定的起伏變化，消散階段風速明顯增大。

（4）輻射霧產生時多出現在晴朗或者少云的夜間或早晨，地面散熱迅速，時近地面降溫迅速，對輻射霧產生具有重要觸發作用。當低空有逆溫層或穩定的層結存在時，有利于輻射霧的形成。

（5）大霧天氣發生時水平能見度是主要受影響的氣象要素。水平能見度隨著近地面霧的發展而逐漸變差，隨著霧的消散而逐漸轉好。

（6）在輻射霧發生過程中近地面溫度的變化具有積極的指示意義，當溫度在逐漸下降時說明近地面輻射冷卻作用在增強，霧會逐漸發展旺盛；當溫度逐漸上升時說明地面輻射冷卻作用在減弱，霧會逐漸消散。

（7）輻射霧發生發展的過程中，溫度露點差一直非常小這表明近地面相對濕度很大，這為輻射霧的發展提供了充足的水汽條件；在輻射霧開始消散時，溫度露點差開始逐漸增大，這表明近地面水汽條件正在被破壞逐漸減小。

（8）在近地面有逆溫層存在的條件下，地面的風速很小，湍流作用比較弱；當地面風速開始增大湍流作用開始逐漸增強，輻射霧開始消散。

（9）在輻射霧發生發展至消散的過程中，氣象觀測的實時地面數據對天氣的預報遇有積極的指導意義。當風、溫度、相對濕度等與輻射霧相關的氣象要素觀測到有變化時，氣象預報員就要分析這些實時數據變化的原因，及時修正自己的預報思路，這能有效提高輻射霧天氣的預報準確性，減少因天氣原因對航班延誤造成的影響。

參考文獻

[1]劉小寧、張洪正、李慶詳，等.我國大霧的氣候特征及變化初步解釋[J].應用氣象學報，2005，16（2）：220-229.

[2]黃建平，朱詩武，朱斌.輻射霧的大氣邊界層特征[J].南京氣象學院學報，1998，21（2）：258-265.