全國50年視程障礙天氣現象變化分析

蔣柯

摘 要：為了探究視程障礙天氣現象的變化和分布，利用全國50年（1961年—2010年）的天氣現象統計資料，分別統計出霧、輕霧、吹雪、雪暴、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、霾這九種視程障礙天氣現象發生的次數，并對其進行分析。在年份變化分析中得到，吹雪、浮塵、沙塵暴、雪暴、煙幕、揚沙天氣隨著時間先增加后減少，霾隨時間變化一直呈增長趨勢，霧天氣則基本保持不變；在季節分布變化分析中得到吹雪、雪暴多出現于冬季，春季常發生的天氣是沙塵暴、浮塵、揚沙、煙幕、霾，霧和輕霧的發生與季節沒有關系；在空間分布變化分析中得到，西部偏西地區多發生浮塵、煙幕天氣，沙塵暴、雪暴、揚沙、吹雪天氣多發生在我國西北地區，霾、輕霧、霧多發生在東南地區，雪暴、煙幕、揚沙多發生在東北地區。

關鍵詞：視程障礙；變化分析；全國

1背景和意義

當今世界，災害天氣已成為突出問題，人們對災害天氣越來越重視。災害性天氣[1]是指對國民經濟和公眾生命財產安全帶來嚴重威脅和損失，或給群眾生產生活帶來嚴重影響，并造成一定社會影響的自然天氣事件。

視程障礙天氣現象會使空氣質量降低，是災害天氣之一，其中，當有霧、沙塵暴和雪暴出現時，能見度必須小于1.0 ，其余六種天氣現象出現時能見度在1.0—10.0 之間。它主要有四大類，即霧類、沙塵類、煙塵類、吹雪類，共九種（霧、輕霧、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、霾、吹雪、雪暴）。如果目標物的水平能見度降低到1000 以內，就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結（或凝華）物的天氣現象稱為霧；而將目標物的水平能見度在1000—10000 的現象稱為輕霧；吹雪是指由強風將地面積雪卷起，是水平能見度小于10 的天氣現象；雪暴是指伴有強降雪的風暴，在其過境時，由強吹雪，水平能見度小于1 的天氣現象；沙塵暴是指水平能見度小于1 的風沙天氣；揚沙是由于大風將地面塵沙吹起導致空氣變得渾濁，水平能見度在1.0—10.0 之間的天氣現象；浮塵是塵土、細沙等均勻的浮游在空中，使水平能見度小于10 的天氣現象；煙幕是指由煙造成的水平能見度小于10 且相對濕度小于80%的天氣現象；霾是因大量極細微的塵粒、煙粒、鹽粒等均勻浮游在空中，是水平能見度小于10.0 的空氣普遍渾濁現象。其中，輕霧、霧、霾主要區別在于它們形成時的相對濕度不同；沙塵暴、揚沙、浮塵的區別主要是沙塵暴與揚沙形成時具有相同的天氣條件，并且有明顯的地域性和季節性，一般在冷空氣過境或雷雨颮線影響，它們主要區別是形成時能見度不同，浮塵則是沙塵暴、揚沙的后續天氣現象；霾、煙幕的主要區別是霾在一天當中任何時間都可能出現，煙幕的最大特點是伴有很濃烈的嗆煙味。

隨著經濟的高速發展，視程障礙天氣越來越多，造成的損失也呈上升發展趨勢，較大范圍的影響著整個社會的經濟體系、交通運輸和人們日常生活。霧以及霧產生的霧凇，對電線和樹木有較大的破壞力；雪暴使能見度降低使得天空不可辨別以及毀壞道路、房屋等建筑，有時也會對西北牧區造成一定危害；沙塵暴對人民生命財產、生活和生產以及資源環境都有很大危害。研究這些災害天氣的變化規律，或是對災害天氣進行提前預報，早做預防災害天氣的措施。因此，災害天氣的研究是現在的一項熱門研究。

2視程障礙天氣現象研究現狀

研究人員對我國近年來的視程障礙天氣現象進行了很多的研究。例如：吳兌、吳曉京等利用1951-2005年中國大陸743個地面氣象站資料分析了霾的時空變化；廖衛江、孫蕾利用1961-2000年博爾塔拉蒙古自治州四個氣象站的資料分析了揚沙天氣的變化趨勢和突變分析；瑞強、王式功等人利用我國334個氣象站臺的資料分析了沙塵暴和揚沙的變化趨勢和突變原因。類似這種某一地區近年來的某一種視程障礙天氣的研究和全國范圍內某一種視程障礙天氣的研究舉不勝數，也取得了一定的研究成果。

3數據處理

3.1天氣現象數據資料

資料為1951年—2010年60年全國各地756個臺站的地面觀測的日值數據資料，共720個文件。每個文本中包涵48列，各要素之間用TAB鍵作為間隔符，文本中48列依次代表：區站號、年、月、日、雨、出現時間、雪、出現時間、冰雹、出現時間、霧、出現時間、輕霧、露、霜、雨凇、出現時間、霧凇、出現時間、吹雪、出現時間、雪暴、出現時間、龍卷、出現時間、積雪、結冰、沙塵暴、出現時間、揚沙、出現時間、浮塵、出現時間、煙、霾、塵卷風、冰針、雷暴、出現時間、閃電、極光、出現時間、大風、出現時間、颮、出現時間、天氣現象編碼、天氣現象記錄，其中日天氣現象編碼由該日所有天氣現象編碼組成。

統計記錄時，氣象日界為20時，在統計霧、輕霧、吹雪、雪暴、沙塵暴、浮塵、揚沙、煙幕、霾出現的日數時，若某次天氣跨越20時，則按2個出現日計算；若某天氣一天內出現兩次或兩次以上，則按一個出現日計算。例如，在1965年8月16日只有在23點15分出現一次霧天氣，記錄時則按8月17日出現，8月16日沒有出現記錄；在1965年8月12日的5點11分與7點10分都出現了霧天氣，當日記錄時按一次霧天氣出現記錄。

3.2資料的預處理

大部分臺站是在1951年到1960年間陸續建立的。經分析認為：六十年的資料中，有的臺站建立較晚，統計資料少于六十年，同時，有的臺站在使用期間，六十年資料不完整，為了得到較為準確的平均數據，本文剔除了前十年的數據資料并刪除了有缺測情況的站臺以及后來停用的站臺的資料，因此，本文最終是利用1961-2010年這五十年全國550個臺站的資料來對視程障礙天氣現象變化進行分析，同時緯度、經度、拔海高度均取最近年份的相關信息。

從1961年到1980年，全國各臺站平均記錄的煙幕的次數呈上升趨勢，但是在1967年到1969年，增長趨勢有所減緩甚至降低，1977年全國發生煙幕天氣次數達到五十年來最大值，各臺站平均達到22.60次，從1978年到2010年，煙幕天氣隨年限增加而逐年減少且減少趨勢明顯，并在2010年達到新低，各臺站平均記錄僅6.26次。1961年到2010年，全國發生煙幕的次數先增加后減少。

4結論

利用1961—2010年年全國550個臺站的天氣現象資料，分別對九種視程障礙天氣進行了年變化分析、季節變化分析、空間變化分析，可以得到：

（1）1961年到2010年間，霧、輕霧的年均次數沒有太大的變化；在60、70年代，吹雪、雪暴、沙塵暴、浮塵、揚沙頻繁發生，且每年發生次數的起伏較大，煙幕年均次數呈上升趨勢，霾年均次數較少，且緩慢增長。80年代后，吹雪、雪暴、沙塵暴、浮塵、揚沙年均次數減少，且下降趨勢明顯，煙幕年均次數減少，下降趨勢不明顯，霾年均次數增多，且增長趨勢明顯。

（2）每個月發生霧、輕霧的次數相差不大，說明霧和輕霧天氣與季節的關系不大，而吹雪、雪暴、沙塵暴、浮塵、揚沙、煙幕、霾都有明顯的季節性，多發生在冬季，深秋和初春次之，夏季最少。

（3）霧、輕霧、霾多發生在我國東南地區，吹雪、雪暴多發生在我國北方地區，煙幕多發生在西北和東北地區，沙塵暴、浮塵、揚沙多發生在我國西北地區。

（4）在1961年到1985年的空間分布圖和1986年到2010年的空間分布圖對比中，后二十五年里，霧、輕霧、霾現象在東南地區增多，吹雪在西北地區減少，東北地區增多，雪暴、沙塵暴北方地區增多，揚沙北方地區減少，浮塵在西北地區減少，煙幕在北方地區增多。

參考文獻：

[1] 趙玉春，王仁橋.災害性天氣總結中存在的問題和關鍵要點分析.暴雨災害，2008，27（1）：87—93