邢雅敏 高藝桐
摘要:本文利用常規氣象觀測資料,對2016年2月1112日日照機場一次平流霧過程產生的大尺度環流背景、地面要素進行分析,得出高空西南暖濕氣流配合地面東南偏東風和前期的低云降水為成霧提供了有利的水汽條件;高空環流形勢有效抑制對流發展,起霧前地面小股弱冷空氣形成近地層逆溫,為大霧提供了上暖下冷穩定層結。
關鍵詞:平流霧;環流背景;地面要素
平流霧多發生于冬春季的沿海地區,具有生消快、強度大、分布廣、持續時間長的特點。風向有利時可在幾分鐘內覆蓋整個機場,對航班的調控和飛機的起飛和降落階段的安全危害極大。本文利用常規氣象觀測資料,對2016年2月1112日日照機場一次平流霧過程產生的大尺度環流背景、地面要素進行分析。
1 大霧概況
11日入夜后,主導能見度從11(UTC)開始下降,至13(UTC)時能見度下降至600米,出現大霧,12日能見度最低為60米,04(UTC)時能見度上升至1000米,平流霧結束。
2016年2月1112日能見度分布圖
2 環流特征
2.1 高低空環流形勢
11日20(UTC)時對流層中高層中低緯四川中部——云南東部有一槽線,至12日20時該槽加深,日照機場中高層均受西南氣流控制,不利于高緯地區脊前冷空氣大舉南下,但中緯度115°N有弱槽攜帶弱冷空氣東移南下。溫度暖舌主要位于黃河以南地區。
低空850hPa11日20(UTC)時四川中部有一閉合低壓環流,冷舌位于山東西部,本場上空受西南暖濕氣流影響,12日氣旋東移,本場上空西南氣流加強,暖舌出現在本場上空,溫度在8℃左右。
本場高低空均受西南暖濕氣流控制,無強冷空氣,抑制對流向上發展,層結穩定。
2.2 地面天氣形勢
地面氣旋中心位于云貴交界一帶,緩慢東移;東北地區的弱冷鋒緩慢東移;本場位于氣旋頂前部,11日白天主要受東南偏東風影響,為近地層成霧提供了水汽條件。而從11日夜間從AWOS系統顯示,成霧前本場地面轉為弱西北風,09(UTC)時氣溫開始下降,有小股弱冷空氣滲透,形成了下冷上暖的穩定層結,有利于霧的形成和維持。
3 地面要素分析
由圖2的1112日溫濕分布來看,11日霧形成前期09(UTC)時地面氣溫和露點溫度差開始急劇下降,濕度明顯增大,由高空和地面形勢可知,對流層中低層暖濕氣流與冷地表有較大的溫差,近4°c,13時空氣接近飽和,水汽凝結成霧,能見度迅速下降,最低時降到60m以下。
11日多云轉陰,出現云高為90150的碎雨云和8個量層云,午后出現持續時間小雨5分鐘的小雨,全天相對濕度均在94%以上,空氣近飽和。整體來看,低云相當于暖蓋覆蓋在本場上空,使得下層水汽聚集,維持大氣層結的穩定,有利于平流霧的形成和維持。
日照機場受海陸風機制影響,夜晚12(UTC)時由東南風轉為西北風,為地面輸送了小股弱冷空氣,增大了暖濕空氣與近地面的溫差,同時增強了大氣層結穩定性,最終平流霧覆蓋過機場,有利于平流霧的形成和維持。
另外,基于日照機場地理位置,西北側有一大型水庫,受當日日間暖平流影響,夜間水體溫度高于空氣溫度,水庫上水蒸氣夜間遇冷凝結成霧。夜間西北風也可將水庫上方蒸發霧帶入機場上空。
4 形成機制
高空西南暖濕氣流配合地面東南偏東風和前期的陰天降水為成霧提供了有利的水汽條件。高空環流形勢有效抑制對流發展,同時起霧前地面小股弱冷空氣使得近地層逆溫形成,為霧的形成提供了上暖下冷的穩定層結條件,逆溫層形成的暖蓋使得下層水汽積聚,配合機場特殊的地理位置,促使低層空氣飽和成霧。
5 消散機制
此次平流霧的消散在于溫度的升高和風向的改變。西北風轉為偏東風,結束弱冷空氣的輸送,同時,溫度的升高使得露點溫度差加大,空氣不飽和,有利于霧的消散。但受高空槽影響,霧散后天空并未轉晴,本場上空仍為多云轉陰天氣,配合地面氣旋發展,后續出現降水。
6 小結
通過此次冬季平流霧分析,可以初步得出以下結論:
(1)平流霧特征是生消快、強度大、持續時間長。風向有利時可在幾分鐘內覆蓋整個機場,霧散后不一定轉晴。
(2)此次平流霧過程,高空西南暖濕氣流配合地面東南偏東風和前期的低云降水為成霧提供了有利的水汽條件。逆溫層形成的暖蓋也使得下層水汽積聚。
(3)高空環流形勢有效抑制對流發展,同時起霧前地面小股弱冷空氣使得近地層逆溫形成,為霧的形成提供了上暖下冷的穩定層結。
(4)受海陸風機制影響的大型水體為成霧起到一定促進作用。
(5)此次平流霧消散主要依賴于溫度升高和風向改變來降低空氣濕度,使空氣不飽和。
(6)預報角度,冬末春初,若日照機場東南風持續2~3日,高空均為西南暖濕氣流,晝夜溫差≥5°c,同時前一日濕度維持在95%左右,能見度<5000米,可以考慮夜間出霧。
參考文獻:
[1]嚴文蓮,濮梅娟,劉安寧,等.2009 年南京冬季一次平流霧成因分析.氣象科學,2012,32(1).
[2]林文樺,蔣靜,陳靜,孫小龍.2014年3月防城港市一次平流霧過程特征分析.氣象研究與應用,2014,35(Ⅱ).
[3]黃彬,高山紅,宋煜,張增海,趙偉,等.黃海平流海霧的觀測分析.海洋科學進展,2009,27(1).
作者簡介:邢雅敏(1991),女,漢族,山東淄博人,本科,助理工程師,從事民航氣象預報。