日照機場大霧氣候特征及氣象條件分析

陳玉雪

（山東省機場集團日照山字河機場，山東 日照276800)

主導能見度是確定飛行天氣狀況的重要標準之一，也是確定機場是接收還是釋放飛機的重要依據。能見度決定飛機起降的安全，當機場的能見度降＜1 000 m時被稱為“低能見度現象”，會嚴重影響航空和正常飛行的安全。如果機場有低能見度的現象，該天將被視為“低能見度日”[1]。

本文利用日照機場2016年—2020年5年的地面自動氣象觀測數據，分析了霧引起的低能見度現象的氣候特征，以期為天氣預報員準確預報氣象發生以及低能見度氣象現象的消散提供依據。

1 資料及處理方法

本文資料取自日照山字河機場2016年—2020年逐日地面氣象自動觀測資料。

霧是靠近地面的空氣中的水蒸氣會凝結或凝華現象，導致主要能見度＜1 000 m[2]。大霧日統計：以16時UTC為限，1 d中只要有1次或多次大霧記錄，將被計為1個大霧日。跨越16時UTC的濃霧，將其計算為2個大霧日。大霧持續時間的計算方法：1 d中大霧的間隔是在4 h內的，則將其計算為1次大霧并持續累積時間；當1 d大霧間隔＞4 h時，則定義為另一次大霧；同時，通過16時UTC的同一場大霧作為1次連續大霧的過程處理；每個時次大霧的產生和消散頻率基于大霧的開始和結束時間。

2 大霧的氣候特征分析

2.1 大霧的日變化規律

由圖1可知，日照機場大霧天氣的生成主要集中發生在協調世界時20時—21時和協調世界時21時—22時，分別占大霧生成時間的19.6%和13.3%，這主要是由于這2個時段是日最低氣溫出現的時間，氣溫的降低有利于近地層的水汽凝結達到飽和而形成霧，特別是輻射霧的生成。根據數據顯示，協調世界時2時—3時和7時—8時，本場未曾生成過大霧天氣，生成頻率最小，為0.0%；而大霧的消散時段主要集中在協調世界時23時—次日0時，占大霧消散時間的19.6%，其次協調世界時0時—1時和22時—23時，分別占大霧消散時間段的16.1%和14.7%。

圖1 大霧生成、消散時間段百分率Fig.1 The percentage of fog generation and dissipation time period

根據統計發現，本場各月大霧消散時間早晚也有所不同：春夏季節，消散時間大多數在協調世界時22時—次日0時；秋冬季節，消散時間則大多在協調世界時2時—4時。大霧消散時間早晚的不同，主要取決于日出后本場地面氣溫的回升情況：春夏季節，日出時間較早，太陽輻射蒸發促使了大霧的快速消散，地面迅速回溫會引起局地對流不穩定能量的增長，使近地面層的不穩定性增加，破壞近地面的逆溫層，降低了有利于輻射霧形成的層結穩定性。

同樣由圖1可知，協調世界時12時—13時，本場大霧出現頻率開始增加，協調世界時22時始大霧消散頻率增加。由此可見，本場能見度具有明顯的“日出則升，日落則降”的日變化特點。

圖2 大霧持續時間頻率統計Fig.2 The fog duration frequency statistics

由表1可見，大霧生成后，大霧維持時間多為0～3 h，占總數的58.0%；3～6 h占22.4%；6～9 h占13%；維持時間在9～12 h和12～24 h的總計10次，分別占比4.2%和2.8%。根據本場地面氣象自動觀測資料和例行觀測記錄本紀要欄資料統計，大霧維持時間6 h以上的總計28次，其中協調世界時13時即出現大霧過程15次，占比53.6%，以平流霧為主，持續時間長，影響范圍大。如果把連續霧日看作一個霧過程，大霧過程最長為16時，出現在2016年2月11日13時（UTC）—2016年2月12日4時（UTC）。

表1 日照機場2016年—2020年大霧持續時間統計表Tab.1 The statistics of heavy fog duration of Rizhao airport from 2016 to 2020

2.2 大霧的年變化規律

日照機場2016年—2020年，年平均大霧日為30.8 d，以輻射霧為主。一年中每月均有大霧出現，其中以6月最多，月平均大霧日為4.2 d，其次是7月和5月，月平均大霧日分別為3.6 d和3.2 d；出現最少的是9月，月平均大霧日僅為0.8 d，其次是10月和8月，月平均大霧日分別為1.4 d和1.8 d。2016年—2020年最多大霧日數在6月，其次是7月；大霧產生這種月分布的主要原因是由于本場夏季盛行東南風，受海面洋流影響，6月—7月地面濕度條件較好，而近地面層充沛的水汽是大霧形成和維持的必要條件之一，因此出現6月—7月大霧日數較多的月分布特點；而8月，雖然水汽也很充沛，但地面氣溫偏高，太陽輻射蒸發作用顯著，對近地層的水汽凝結有顯著的消極作用，不利于大霧的形成。對各月大霧平均持續時間進行統計可見，全年以2月大霧的持續時間最長，月平均持續時間為16.2 h；其次是6月，月平均持續時間為15.4 h；持續時間最短的是9月，月平均持續時長3 h。

3 大霧天氣與氣象要素的關系

大霧的形成主要取決于4個條件[1]，即冷卻條件、水汽條件、風的條件和層結條件。而風和水汽條件在大霧的形成和維持過程中起著至關重要的作用，現通過統計2016年—2020年日照機場21：00（UTC）的地面風場和大霧前日12：00（UTC）的相對濕度進行統計分析。

根據歷史資料統計，2016年—2020年日照機場本場共出現大霧日154個，由于本場大霧的出現具有明顯的日變化特征，以20時—22時（UTC）為最多，而21時（UTC）有霧就有84 d，占總數的54.5%，因而本文對日照機場21時（UTC）自動觀測的風向方位頻率進行了統計。統計結果發現（如圖3所示），大霧過程風一共出現7個方位，其中VRB（風向不定)出現的頻率最大，占67.83%，其次為東北風，出現頻率為45.45%，南風出現的頻率最小，僅占0.70%。統計發現，在2016年—2020年5年中，大霧日21時（UTC）平均風速為0～3 m/s的日數占95.1%，由此可推斷出平均風速在0～3 m/s范圍內是本場大霧產生和維持的有利條件。

圖3 大霧日21時（UTC）地面風向Fig.3 The ground wind direction at 21:00(UTC)on foggy day

4 結論

①日照機場本場能見度具有明顯的“日出則升，日落則降”的日變化特點，其生成主要集中發生在協調世界時20時—22時時段，占大霧生成時間的32.9%；消散頻率最高時段出現在協調世界時23時—次日0時，占大霧消散時間的19.6%；大霧持續時間以3 h內為多，占58.0%。②日照機場2016年—2020年，年平均大霧日為30.8 d，以輻射霧為主；一年中每月均有大霧出現，其中以6月最多，9月最少。③大霧日VRB（風向不定）出現的頻率最大，占比67.83%，其次為東北風，出現頻率為45.45%，南風出現的頻率最小，僅占0.70%；大霧日21時（UTC）平均風速為0～3 m/s的日數占95.1%，可見平均風速為0～3 m/s是本場大霧產生和維持的有利條件。