黃海北部海域春季一次平流霧特征分析

梁 軍,馮呈呈,王 磊,張勝軍,張黎紅,常慧琳

(1.遼寧省大連市氣象局，遼寧 大連 116001；2.遼寧省長(zhǎng)海縣氣象局,遼寧 長(zhǎng)海 116001；3.中國(guó)氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

引 言

海霧主要生成于海上、島嶼或沿海地區(qū)。黃海是我國(guó)近海海霧發(fā)生最頻繁的區(qū)域，黃海北部沿岸站即山東半島東北部的成山頭更有“霧窟”之稱(chēng)。研究表明，黃海海霧多發(fā)于4—7月，8月后較少發(fā)生[1]。黃海春季海霧的多少與中緯度大氣環(huán)流密切相關(guān)。當(dāng)東亞大槽位置明顯偏西，黃海處于槽前，其邊界層以下為相對(duì)濕度大值區(qū)，黃海霧日較多；反之，東亞大槽位置明顯偏東，黃海處于槽后，水汽向北輸送受阻，相對(duì)濕度大值區(qū)多在長(zhǎng)江中下游以南地區(qū)，黃海霧日偏少[2-3]。海霧可分為平流霧、混合霧、輻射霧、地形霧等，黃海海霧多以平流冷卻霧為主[1]，美國(guó)氣象學(xué)者甚至把海霧直接定義為平流(冷卻)霧[4]。黃海平流霧多發(fā)生在特定的天氣系統(tǒng)下，當(dāng)?shù)孛媸⑿衅巷L(fēng)時(shí)[5-7]，有利于低層水汽不斷積累增多。暖濕氣流經(jīng)過(guò)冷下墊面冷卻凝結(jié)成霧，平流霧期間低層大氣總有逆(等)溫層存在，成霧期間氣溫高于水溫0～2 ℃，且霧區(qū)內(nèi)氣溫與水溫差較霧區(qū)外明顯偏小[8-11]。

近年來(lái)，隨著大霧監(jiān)測(cè)手段的提高，可從氣象鐵塔、微波輻射計(jì)、系留氣艇、激光云高儀等設(shè)備獲取溫度、濕度、液態(tài)水含量、霧滴數(shù)濃度和有效半徑觀測(cè)數(shù)據(jù)，有助于進(jìn)一步揭示霧的邊界層特征、高度和強(qiáng)度、變化過(guò)程及物理成因[12-17]；數(shù)值預(yù)報(bào)模式垂直分辨率和邊界層參數(shù)化方案等的改進(jìn)[18-19]，可提高平流霧的模擬能力。

黃海北部春季平流霧不同于內(nèi)陸，黃海北部春季平流霧成霧期間風(fēng)速較大，當(dāng)最大風(fēng)速超過(guò)17 m·s-1時(shí)霧仍可持續(xù)維持，并由高濕區(qū)向低濕區(qū)輸送[2,8]。數(shù)值預(yù)報(bào)模式預(yù)報(bào)此類(lèi)霧發(fā)生期間能見(jiàn)度變化趨勢(shì)與實(shí)況接近，但對(duì)最低能見(jiàn)度預(yù)報(bào)明顯偏大，而此類(lèi)霧生成、維持及傳播機(jī)制的研究較少，由于海上測(cè)站缺乏，很難真實(shí)反映海上能見(jiàn)度的變化，因此其監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)仍然是業(yè)務(wù)工作中的難點(diǎn)。

本文利用NCEP/NCAR 再分析資料(1°×1°)、FY-2E衛(wèi)星觀測(cè)資料、自動(dòng)氣象站資料和L波段加密探空資料，對(duì)2012年4月22—24日黃海北部春季一次偏南大風(fēng)期間的平流霧過(guò)程進(jìn)行分析，研究其環(huán)流背景、形成原因、維持和傳播機(jī)制，以期為該區(qū)域此類(lèi)霧的預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。

1 霧過(guò)程天氣概況

2012年4月22—24日遼東半島和山東半島東部沿海地區(qū)及黃海海域出現(xiàn)大范圍強(qiáng)濃霧(50 m≤能見(jiàn)度<200 m)天氣。22日23:00(北京時(shí)，下同)沿岸地面氣象站，朝鮮半島西部海岸已出現(xiàn)輕霧(山東半島的濃霧是自江蘇東北部海面向北傳播擴(kuò)展的另一海霧區(qū)，持續(xù)至23日11:00，本文不做重點(diǎn)分析)， 23日08:00[圖1(a)]朝鮮半島西部海岸、黃海北部及遼東半島沿岸地區(qū)已出現(xiàn)灰白色云團(tuán)，其邊界較為清晰，紋理均勻，具有明顯的層狀云結(jié)構(gòu)，霧區(qū)厚薄不均勻，在朝鮮西部沿海有明顯的空心干區(qū)，此時(shí)霧區(qū)內(nèi)能見(jiàn)度多為200 m左右。之后，霧區(qū)向東北偏北方向移動(dòng)，至14:00[圖1(b)]霧區(qū)邊界更加清晰,云層結(jié)構(gòu)逐漸密實(shí)，空心干區(qū)范圍加大，分別在遼東半島東部和朝鮮半島西部海面及沿海地區(qū)形成2個(gè)濃霧區(qū)，2個(gè)濃霧區(qū)之間有一條西北—東南向的帶狀霧區(qū)相連接；遼東半島沿海氣象站的監(jiān)測(cè)表明該區(qū)域能見(jiàn)度仍不足400 m；14:00—17:00，朝鮮半島西部海面的霧區(qū)向西北移動(dòng)，西北—東南向的帶狀霧區(qū)寬度增加了3倍(圖略)，17:00后霧區(qū)繼續(xù)向西北移至遼東半島東部海面及沿岸，該區(qū)域能見(jiàn)度持續(xù)下降，低于100 m的能見(jiàn)度維持至24日08:00[圖1(c)]。4月22日23:00至24日08:00是此次平流霧的第一階段。

圖1 2012年4月23—24日地面風(fēng)(風(fēng)向桿，單位：m·s-1)、能見(jiàn)度(紅色數(shù)值，單位：km)和FY-2E衛(wèi)星可見(jiàn)光監(jiān)測(cè)云圖疊加(a)23日08:00，(b) 23日14:00，(c)24日08:00，(d)24日14:00Fig.1 The surface wind field (wind stem, Unit: m·s-1) and visibility (red value, Unit: km) and visible imageries from FY-2E satellite from April 23 to 24, 2012(a) 08:00 BST on 23, (b) 14:00 BST on 23, (c) 08:00 BST on 24, (d) 14:00 BST on 24

與此同時(shí)，山東半島東部沿海已觀測(cè)到有輕霧，其東北部沿海成山頭站(37.4°N、122.68°E)出現(xiàn)了能見(jiàn)度低于100 m的強(qiáng)濃霧，但霧區(qū)較零散(圖略)；至24日08:00山東半島東部沿海地區(qū)自南向北有成片的帶狀霧區(qū)，大部分地區(qū)能見(jiàn)度低于500 m，該霧區(qū)向東北移動(dòng)，與自朝鮮半島西部海面向西北移至遼東半島東部海面的霧區(qū)疊置，致使遼東半島東部海面和沿海地區(qū)能見(jiàn)度低于500 m 的濃霧(200 m≤能見(jiàn)度<500 m)持續(xù)[圖1(d)]，成山頭100 m的低能見(jiàn)度持續(xù)近30 h，黃海北部靠近遼東半島沿海能見(jiàn)度低于200 m 的強(qiáng)濃霧維持近50 h；4月24日08:00—20:00是此次平流霧的第二階段，其間黃海北部個(gè)別沿岸站有持續(xù)不足1 h的微量降水。24日20:00后，山東半島、遼東半島和黃海北部濃霧區(qū)自南向北由雨區(qū)取代。分析遼東半島和山東半島沿海地區(qū)霧生成前和發(fā)展維持期間的溫度變化發(fā)現(xiàn)，霧發(fā)生前的最高氣溫沒(méi)有明顯升高，霧加強(qiáng)階段的最低氣溫在夜間沒(méi)有降低，有些地區(qū)反而略有升高。 大霧是由暖濕空氣移至溫度較低的黃海北部海面冷卻凝結(jié)飽和所致，具有明顯的平流霧特征。此次平流霧過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、濃度強(qiáng)，4月23—24日大連機(jī)場(chǎng)航班取消、備降和返航共422架次，遼東半島和山東半島地區(qū)多條高速公路先后封閉。

2 環(huán)流形勢(shì)和水汽來(lái)源

2.1 環(huán)流形勢(shì)

2012年4月23日14:00 500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)，華北地區(qū)高空槽經(jīng)黃海北部東移至朝鮮半島，華北地區(qū)和東北南部地區(qū)處于高壓脊前，該區(qū)域及黃海盛行西北風(fēng)[圖2(a)]；與此同時(shí)， 850 hPa黃河下游以南地區(qū)偏南風(fēng)低空急流建立，將暖濕空氣向北輸送至山東半島及黃海；山東半島南部的高壓脊向北加強(qiáng)伸展，與華北高壓脊合并形成近南北向高壓脊，24日08:00該系統(tǒng)東移至黃海上空[圖2(b)]，25日08:00移至日本海(圖略)，其間遼東半島、山東半島及黃海由西北偏西風(fēng)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，既阻擋了自貝加爾湖東南下冷空氣的進(jìn)一步南侵，又利于水汽的向北輸送，為黃海北部平流霧的形成和持續(xù)提供了有利的大尺度環(huán)流條件。

平流霧的平均霧頂高度多低于1 km[6,11,20]，平流霧的形成、發(fā)展和維持與對(duì)流層低層以下的溫度和濕度密切相關(guān)。4月23日14:00 ，925 hPa溫度脊自江淮地區(qū)向北伸展，在遼東半島東部和朝鮮西部形成西北—東南向的等溫線密集帶，具有明顯的暖鋒特征，鋒區(qū)內(nèi)溫度露點(diǎn)差多低于2 ℃，鋒區(qū)北側(cè)地面為東北風(fēng)[圖2(c)]，致使該區(qū)域地面溫度持續(xù)下降，這既易于低層逆溫層的形成和維持，又利于濕空氣飽和凝結(jié)； 4月24日08:00 ，對(duì)流層低層暖濕空氣自華南向北輸送至山東半島，在山東半島東部也形成近東西向的暖鋒帶，鋒區(qū)內(nèi)溫度露點(diǎn)差低于1 ℃，鋒區(qū)北側(cè)地面對(duì)應(yīng)東北風(fēng)或東北偏東風(fēng)，在黃海北部有明顯的風(fēng)向輻合[圖2(d)]。一方面暖濕空氣經(jīng)過(guò)下游地區(qū)相對(duì)冷的下墊面，且在低層逆溫結(jié)構(gòu)維持的條件下，有利于平流霧的生成；另一方面水汽在該區(qū)域輻合，易于平流霧長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)或發(fā)展[21]。

圖2 2012年4月23日14:00(a、c)和24日08:00(b、d)500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(等值線，單位：gpm)和風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)向桿，單位：m·s-1)(a、b)，925 hPa溫度場(chǎng)(等值線，單位：℃)、溫度露點(diǎn)差<6 ℃區(qū)域(陰影，單位：℃)和1000 hPa風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)向桿，單位：m·s-1)(c、d)Fig.2 The geopotential height (isoline, Unit: gpm) and wind field (wind stem, Unit: m·s-1) on 500 hPa (a, b), temperature (isoline, Unit: ℃) and the areas with difference between temperature and dew-point temperature less than 6 ℃ (shaded, Unit: ℃) on 925 hPa, wind field (wind stem, Unit: m·s-1) on 1000 hPa (c, d) at 14:00 BST 23 (a, c) and 08:00 BST 24 (b, d) April 2012

2.2 水汽來(lái)源

圖3為2012年4月24日02:00和24日14:00黃海中北部(35°N—40°N、122°E—125°E)上空4個(gè)邊界水汽通量平均值的垂直變化。可以看出， 4月24日02:00，東邊界、北邊界1000～500 hPa的整層水汽通量為負(fù)值，說(shuō)明這兩個(gè)邊界有水汽流出，西邊界、南邊界1000～500 hPa為正值，表明有水汽流入，特別是南邊界850 hPa以下始終維持較強(qiáng)的水汽流入，霧最濃時(shí)925 hPa的水汽流入量較成霧初期增加了3倍，由此可見(jiàn)此階段霧的水汽主要來(lái)源于南邊界，850 hPa以下的西南偏南風(fēng)對(duì)霧區(qū)起了主要的水汽輸送作用。4日14:00，西邊界、北邊界1000～500 hPa的整層水汽通量為負(fù)值，東邊界、南邊界兩側(cè)1000～500 hPa為正值，表明東邊界、南邊界有水汽流入，水汽流入量明顯多于24日02:00，這是由于低層?xùn)|南風(fēng)明顯增強(qiáng)，隨之輸送的水汽顯著增大。

圖3 2012年4月24日02:00(a)和24日14:00(b)黃海中北部4個(gè)邊界水汽通量平均值的垂直變化Fig.3 Vertical profiles of the moisture fluxes across four boundaries over the northern and central Yellow Sea at 02:00 BST (a) and 14:00 BST (b) on 24 April 2012

3 平流霧的特征

3.1 近地面氣象要素特征

長(zhǎng)海站和成山頭站均伸入黃海北部，可作為黃海北部平流霧的代表站。圖4為2012年4月22—24日長(zhǎng)海和成山頭地面氣象要素變化。可以看出，第一階段濃霧期間，長(zhǎng)海站風(fēng)向介于ESE和ENE之間，風(fēng)速多為3～7 m·s-1，相對(duì)濕度大于93%，低于100 m的能見(jiàn)度維持至24日08:00；第二階段濃霧期間，成山頭站盛行SE風(fēng)，風(fēng)速為10～12 m·s-1，其間近10 h極大風(fēng)速超過(guò)15 m·s-1，相對(duì)濕度大于96%，能見(jiàn)度多為0～100 m。兩個(gè)階段平流霧期間，氣溫變化不明顯，夜間的氣溫反而略有升高；能見(jiàn)度由500 m逐漸下降至100 m，下降趨勢(shì)較為平緩；但成山頭風(fēng)向?yàn)槟系綎|南風(fēng)，風(fēng)速為6～12 m·s-1，另外，4月黃海海表溫度自南向北逐漸降低，黃海北部和朝鮮西海岸為冷水域[22-23]，較大的偏南風(fēng)有利于黃海中南部的暖濕空氣輸送至黃海北部冷水區(qū)，易冷卻凝結(jié)飽和成霧。4月23—24日遼東半島東部海島氣象站長(zhǎng)海站(39.2°N、122.5°E)和成山頭站大霧期間海表溫度比氣溫低0～2 ℃，強(qiáng)濃霧期間海表溫度比氣溫低0～0.7 ℃，這與黃海平流霧的研究成果“平流霧期間氣溫高于海溫”基本一致[6,8,19]。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，黃海北部春夏季平流霧發(fā)展維持階段，有少部分的氣溫比海溫低-1～0 ℃。一方面，霧出現(xiàn)時(shí)遼東半島東北部和朝鮮半島西北部區(qū)域地面多為弱的冷高壓，盛行東北偏東風(fēng)，冷空氣向黃海北部輸送，利于氣溫下降；一方面由于霧頂長(zhǎng)波輻射增強(qiáng)，降溫幅度增大，云水含量增多，在湍流作用下，霧頂溫度較低的云水含量大值區(qū)向下穿過(guò)霧體，導(dǎo)致霧體氣溫下降[16]。

圖4 2012年4月22—24日長(zhǎng)海(a、c)和成山頭(b、d)地面氣象要素變化Fig.4 Variation of surface meteorological elements at Changhai (a, c) and Chengshantou (b, d) stations from April 22 to 24, 2012

3.2 平流霧形成前特征

圖5為大霧區(qū)域(37°N—40°N、 122°E —125°E)平均風(fēng)場(chǎng)和相對(duì)濕度，溫度平流和垂直速度時(shí)間-高度剖面。可以看出，平流霧生成前，950 hPa以下為西南或偏南風(fēng)，將南部海上的水汽輸送至黃海北部，且堆積在975 hPa以下的低層大氣中，為大霧的形成提供充足的水汽。與此同時(shí)，對(duì)流層中層相對(duì)干冷的空氣下沉壓縮增溫，在850 hPa以下已有逆溫結(jié)構(gòu)，暖濕氣流經(jīng)過(guò)較冷的下墊面有利于平流霧的產(chǎn)生。進(jìn)一步分析遼東半島南部沿海大連站(38.9°N、121.6°E)L波段加密探空資料發(fā)現(xiàn)(圖略)，22日20:00逆溫層高度在500 m(950 hPa)以下，逆溫梯度為2 ℃，相對(duì)濕度超過(guò)85%的大氣高度低于100 m(985 hPa)，濕層淺薄，黃海北部及其沿岸地區(qū)為輕霧。

圖5 大霧區(qū)域(37°N—40°N、 122°E—125°E)平均風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)向桿，單位：m·s-1)和相對(duì)濕度(等值線，單位：%)(a)，溫度平流(b，單位：10-5 K·s-1)和垂直速度(c，單位：Pa·s-1)時(shí)間-高度剖面(橫坐標(biāo)上的粗線段為平流霧時(shí)間，下同)Fig.5 The time-height cross section of mean wind(wind stem, Unit: m·s-1)and relative humidity (isoline, Unit: %) (a), temperature advection (b, Unit: 10-5 K·s-1) and vertical velocity (c, Unit: Pa·s-1) over the region of fog (37°N-40°N, 122°E-125°E)(The bold line on the abscissa indicates the time of advection fog, the same as below)

3.3 平流霧發(fā)展維持特征

2012年4月23日08:00[圖6(a)]至4月24日08:00[圖6(b)]大連站850 hPa以下偏南氣流長(zhǎng)時(shí)間維持，24日08:00相對(duì)濕度大于90%的濕層高度增至925 hPa，逆溫層高度上升至1000 m，逆溫層厚度增至800 m，逆溫層內(nèi)溫度差增高至10 ℃，最大逆溫強(qiáng)度超過(guò)4 ℃·(100 m)-1，23日20:00至24日08:00 925 hPa以上有暖干空氣，穩(wěn)定的大氣層結(jié)阻止了低層飽和水汽向上擴(kuò)散及湍流的加強(qiáng)，水平能見(jiàn)度降至100 m以下(成山頭能見(jiàn)度降至0 m)，霧發(fā)展至最強(qiáng)盛階段；在此期間，相對(duì)濕度為91%的濕層高度最高為650 m，此高度層以下的溫度露點(diǎn)差低于1.5 ℃，650 m以上的溫度露點(diǎn)差多大于4 ℃，相對(duì)濕度不足80%，平流霧的最高霧頂高度為650m左右。24日08:00—20:00，冷空氣東移至華北地區(qū)，大連和成山頭850 hPa偏南風(fēng)由14～16 m·s-1增至18～22 m·s-1，輻合抬升和水汽輸送明顯加強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)抬升至對(duì)流層中上層，90%的濕層高度向上伸展至700 hPa附近，逆溫層高度下降至400 m[圖6(c)]，逆溫層內(nèi)溫度差減小至6 ℃，霧層上的暖干層減弱，低層水汽凝結(jié)物向上擴(kuò)散，濕層厚度增加，霧的強(qiáng)度減弱，黃海北部沿海最低能見(jiàn)度上升至100～200 m，濃霧期間黃海北部沿岸站伴有微量降水。

圖6 2012年4月23日08:00(a)、24日08:00(b)和20:00(c)大連站探空廓線Fig.6 The sounding curves at Dalian station at 08:00 BST 23 (a), 08:00 BST 24 (b) and 20:00 BST 24 (c) April 2012

3.4 霧轉(zhuǎn)雨特征

24日20:00后，冷鋒東移，山東半島西部逐漸轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，日本海附近高壓穩(wěn)定少動(dòng)，黃海北部上空850 hPa以下東南風(fēng)增大，暖濕氣流輸送增強(qiáng)，此時(shí)東北地區(qū)高空槽后冷空氣向西南移至黃海北部，850 hPa以上冷平流加強(qiáng)，低層對(duì)流不穩(wěn)定度加大，輻合抬升作用加強(qiáng)，對(duì)流層中高層均轉(zhuǎn)為上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，相對(duì)濕度超過(guò)90%的濕層高度由700 hPa繼續(xù)向上伸展至500 hPa附近，濃霧逐漸消散，霧區(qū)范圍縮小，黃海北部沿岸即遼東半島和山東半島地區(qū)轉(zhuǎn)為強(qiáng)降水天氣。

綜上所述，平流霧形成、發(fā)展和維持階段，低層均有明顯的逆溫層，逆溫層厚度多低于1000 m ，相對(duì)濕度超過(guò)90%的濕層高度不超過(guò)700 hPa，霧層上有明顯的“暖干層”；濕層高度伸展至700 hPa以上，霧層上的“暖干層”消失，低層的逆溫層不明顯，霧則減弱消散或轉(zhuǎn)為陰雨天氣。

4 平流霧的傳播

低層水汽的輸送路徑和強(qiáng)弱變化與霧區(qū)的傳播方向和霧的生消密切相關(guān)。圖7為122°E—125°E平均1000 hPa相對(duì)濕度和風(fēng)場(chǎng)、水汽通量散度、溫度平流和濕度平流的時(shí)間-緯度剖面。可以看出，第一階段大霧前期暖濕氣流隨偏南氣流自黃海中部(35°N附近)向北輸送至黃海北部(39°N附近)。22日23:00至23日08:00在35°N—40°N形成一條帶狀水汽輻合區(qū)，該區(qū)域與黃海北部霧區(qū)范圍一致。23日08:00—14:00，相對(duì)濕度85%以上的濕區(qū)向北推進(jìn)，相應(yīng)地西南風(fēng)與東南風(fēng)的風(fēng)向輻合帶也由37°N逐漸北移至40°N附近后穩(wěn)定少動(dòng)；23日14:00后40°N南側(cè)的水汽持續(xù)向北輸送，沿風(fēng)向輻合區(qū)水汽不斷積聚，24日02:00在40°N附近相對(duì)濕度增至95%以上，并形成明顯的水汽輻合中心，而近地層冷平流的加強(qiáng)和維持促使其與上部暖平流間的逆溫梯度加大，大氣層結(jié)更加穩(wěn)定，朝鮮半島西部海面的霧區(qū)北移至遼東半島東部海面上空后，該區(qū)域能見(jiàn)度降至不足100 m，與此同時(shí)朝鮮半島西南部沿海霧區(qū)自南向北逐漸消散。

圖7 122°E—125°E平均1000 hPa相對(duì)濕度(等值線，單位：%)和風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)向桿，單位：m·s-1)(a),水汽通量散度(b，單位：10-8 g·hPa-1·cm-2·s-1)、溫度平流(等值線，單位：10-5 K·s-1)和濕度平流(陰影為濕度平流≥0.01×10-5 g·kg-1·s-1的區(qū)域)(c)的時(shí)間-緯度剖面Fig.7 The time-latitude cross section of averaged relative humidity (isoline, Unit: %) and wind (wind stem, Unit: m·s-1) (a), vapor flux divergence(b, Unit: 10-8 g·hPa-1·cm-2·s-1), temperature advection (isoline, Unit: 10-5 K·s-1) and humidity advection (shaded areas for humidity advection more than and equal to 0.01×10-5 g·kg-1·s-1)(c)on 1000 hPa over the area from 122°E to 125°E

第二階段大霧期間，黃海上空850 hPa風(fēng)速增至18～22 m·s-1，暖濕氣流自黃海中南沿海向北輸送至黃海北部，風(fēng)向輻合區(qū)南側(cè)由偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為東南風(fēng)，風(fēng)速明顯增大，24日11:00—20:00，37°N—39°N范圍內(nèi)的地面風(fēng)速增至8～12 m·s-1，水汽輻合中心和暖平流大值區(qū)北移至40°N附近，山東半島東部沿海(35°N—38°N)由弱冷平流轉(zhuǎn)為暖平流控制，對(duì)流不穩(wěn)定度加大，上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，其東北部沿海榮成的探空?qǐng)D顯示，飽和層的高度由24日08:00的981 hPa抬升至24日20:00的691 hPa(圖略)，逆溫層仍存在，但逆溫上部由暖干層轉(zhuǎn)為冷干層，濃霧維持，但霧區(qū)內(nèi)已出現(xiàn)分散的小雨；遼東半島東部沿海(38°N—40°N)由暖平流區(qū)逐漸過(guò)渡為弱的冷平流區(qū)，輻合抬升作用加強(qiáng)，飽和層的高度由950 hPa(450 m)抬升至780 hPa(2000 m)，飽和層上部仍有淺薄的暖干層，濃霧維持期間伴有毛毛雨；24日20:00后，暖濕氣流和風(fēng)向輻合區(qū)繼續(xù)北移，山東半島和遼東半島對(duì)流不穩(wěn)定度進(jìn)一步加大，925 hPa以下的逆溫層結(jié)消失，霧區(qū)自南向北轉(zhuǎn)為雨區(qū)。

綜上所述，黃海北部的平流霧是暖濕氣流隨偏南風(fēng)自黃海中南部向北輸送傳播的結(jié)果。霧區(qū)北側(cè)空氣相對(duì)干冷，南側(cè)暖濕特征顯著，濃霧區(qū)與近地層的冷平流區(qū)和水汽輻合區(qū)相對(duì)應(yīng)，冷暖平流交匯之處易發(fā)生平流霧，這也揭示了平流霧在暖鋒帶的一定區(qū)域出現(xiàn)。

5 結(jié) 論

(1)黃海北部春季霧的生消與大氣環(huán)流密切相關(guān)。黃渤海上空500 hPa為高壓脊，阻擋了北方強(qiáng)冷空氣的南下；對(duì)流層中下層盛行偏南風(fēng)，暖濕氣流持續(xù)向北輸送至黃海北部冷水域，該區(qū)域水汽充沛，低層大氣層結(jié)趨于穩(wěn)定，有利于霧的形成和發(fā)展。黃渤海上空明顯的冷空氣南下導(dǎo)致了霧的消散。

(2)黃海北部春季霧的形成、發(fā)展和維持是暖濕氣流與其下墊面冷水域相互作用所致，屬于平流冷卻霧。水汽主要來(lái)源于我國(guó)東部低緯度對(duì)流層低層。平流霧形成、發(fā)展階段，低層有顯著的逆溫結(jié)構(gòu)，霧層上有明顯的“暖干層”；霧的維持階段，逆溫層厚度減小，逆溫強(qiáng)度減弱，其上的“暖干層”不明顯；相對(duì)濕度超過(guò)90%的濕層高度伸展至700 hPa以上，霧頂高度下的逆溫層和霧層上的“暖干層”消失，霧則減弱消散或轉(zhuǎn)為陰雨天氣。

(3)黃海低空持續(xù)的偏南大風(fēng)將黃海中南部水汽向北輸送，霧區(qū)隨水汽大值區(qū)和輻合中心向北擴(kuò)展。霧區(qū)北側(cè)空氣相對(duì)干冷，南側(cè)暖濕特征顯著，濃霧區(qū)與近地層的冷平流區(qū)和水汽輻合區(qū)相對(duì)應(yīng)，冷暖平流交匯之處?kù)F區(qū)易發(fā)生平流霧。低層大氣層結(jié)穩(wěn)定，黃海北部偏南風(fēng)風(fēng)速的增大并不影響平流霧的維持，這一特點(diǎn)明顯區(qū)別于輻射霧。