鲁海宁
江苏省东海县气象局 222300
摘要:本文利用地面观测资料、NCEP再分析资料、卫星云图等资料,对2016年2月12日东海县一次大范围强浓雾天气过程进行分析。结果表明:高空500hPa处受到弱脊的控制,再加上西南暖湿气流的持续作用和暖脊的配合,使得地面始终位于低压倒槽前部的均压场中,上下层之间的密切配合,有利于夜间低层逆温层的建立和维持,这种天气背景有利于区域雾的出现和维持;这次强浓雾影响范围广,具有爆发性特征,形成时间相对较短,且大部分强浓雾站点能见度直接从1000 m以上快速下降;出现在东海县的这次强浓雾天气的形成及爆发性特征的重要原因是夜间天空云散以及辐射降温增强引起的;雾前的降水和充足的水汽条件为这次东海县大范围强浓雾天气的出现提供了基础条件。
关键词:强浓雾 天气背景 成因 东海县
引言
雾是边界层的一种凝结现象,是在近地面层悬浮的大量微小水滴组成,在很大程度上影响大气水平能见度,气象上将水平能见度不足1000m的雾称之为大雾,能见度在50~200m间的雾称之为强浓雾,能见度小于50m的雾称之为特强浓雾。随着城市化进程不断加快和工业的高速发展,大气中的气溶胶粒子浓度不断上升,低能见度天气也开始增多,雾霾天气也呈现出逐年增加的趋势,尤其是雾霾对我国中东部地区造成了严重影响,在危害人们日常生活的同时,还造成了严重的经济损失。大范围持续性的大雾天气对交通运输、人体健康、供电、军事活动等产生了不同程度的影响,已经引起了社会各界的高度关注。本文利用地面观测资料、NCEP再分析资料、卫星云图等资料,对2016年2月12日东海县一次大范围强浓雾天气过程进行分析,以期为今后大雾天气预报提供参考借鉴。
1、天气背景
2016年2月11日08时500hPa中高纬度地区呈现出“两槽一脊”的环流形势,有一西风槽出现在河套地区东部且有明显的东移趋势,此时的槽前西南气流几乎控制整个江苏省,700hPa和850hPa高度处主要表现为一致的西南风,且最大风速达到了18m/s,西南急流不断向江苏和安徽交界处输送源源不断的水汽,此时的风速辐合区内分布有江苏地区,使得在大雾天气出现前期东海县出现小雨天气,此时的地表相对湿度较大;11日20时到12日08时这段时间,越来越多的短波槽在中低纬地区活动,此时东海县上空500hPa由低槽前逐渐转为弱的高压脊控制,再加上西南暖湿气流的持续影响,使得东海县850hPa低空处继续有较强的暖脊维持,且稳定少动。在925hPa超低空处,此时的东海县位于入海高压后部,以西南风为主,结合温度场不难发现江苏省中南部分布有暖脊,此时暖平流有明显的发展过程,对于低空逆温的形成和维持提供了有利条件。
结合地面天气图,在11日20时到12日08时这段时间内,河套北部地区以冷空气为主,西南地区始终有低压系统维持,此时的东海县位于低压倒槽前部的均压场中,风向为偏东风且强度相对较小,进一步促进了雾的形成和发展。
2、浓雾天气特点
2.1强浓雾影响范围广
2016年2月11日08时,江苏省中东部地区开始有雾出现,并逐渐向周边城市进行蔓延且随着时间的推移强度增加;11日22时,部分地区开始出现了能见度不足200m的强浓雾天气;到了12日03~04时前后,扬州、泰州、淮安西部和宿迁南部地区有强浓雾天气出现,西南部地区在06时左右雾强度增加,且东部有个别城市的雾再次加强。中东部地区先后出现强浓雾天气,之后逐渐向西南和西北部地区扩散,有很多地方的强浓雾天气持续时间超过了6h,最多的则超过11h;整个大雾天气出现时,除了江苏省西北部和西南部地区的雾开始时间晚且出现强度较弱外,其他地区几乎都出现了强浓雾天气,尤其是沿江北部地区还有特强浓雾天气出现,03~05时大部分站点还是以特强浓雾为主,只有极个别站点在07时左右出现了特强浓雾天气,持续时间在16min~8h之间。由此不难看出,这次雾过程属于全省性的强浓雾天气过程。
2.2大范围爆发性增强特征
对于本次雾过程,大部分站点强浓雾的形成均具有爆发性的特征,这些站点形成强浓雾的速度较快,最短的只有几分钟,最多的则有半个小时左右,多数站点爆发增强的起点能见度超过1000m,之后随着时间的推移直接形成强浓雾,中间并没有经过大雾和浓雾阶段。
3、雾过程爆发性增强的原因
3.1夜间辐射降温作用
结合2月11日夜间到12日卫星云图的演变情况,由于高空浅槽逐渐向东移动,在入夜后江苏上空有较多云系且变化迅速。通过分析雾区和云图,雾区的发展同晴空和少云区的变化较为一致。11日19时到22时,中部地区的云团不断向东移动,在这个过程中江苏中东部地区出现了晴空和少云天气,但持续时间较为短暂,随之则开始起雾;因云团逐渐向东移动,22~23时,扬州—泰州—盐城南部—南通上空的云层打开,同时开始出现雾过程中且随着时间的推移加强。到了12日01时前后,全省云系继续增加,由于500hPa处转为槽后偏西北气流控制,使得江苏上空云量减少幅度明显;04~06时因晴空或少云区域进一步扩大,使得雾过程影响范围加大,此时东海县开始出现强浓雾天气,对当地交通运输等造成了严重影响。
为了探讨夜间长波辐射变化的过程中对上空云系影响,这里探讨长波辐射降温作用对东海县雾的形成和加强产生的影响。东海县雾过程未出现前,地面以长波辐射为主;因夜间不同地区上空云系存在差异,使得净辐射差异也较为明显,对近地层气温的影响不尽相同。夜间地面长波辐射加强,使得辐射降温增加,空气趋于饱和,能见度下降幅度极大。对于东海县的这次强浓雾天气过程中,夜间以偏东风为主,且风速较小,大都在1.0m/s左右,有利于雾滴核化及凝结增长较为有利。综上所述,出现在东海县的这次强浓雾天气的形成及爆发性特征的重要原因是夜间天空云散以及辐射降温增强引起的。
3.2地面雨水蒸发
水汽蒸发作用也是东海县这次雾过程爆发性增强的重要原因之一。在雾过程前,因地面倒槽和高空短波槽的共同作用,11日江苏省大部分地区均出现了小雨天气,东海县也不例外,11日10时左右降水天气基本结束。由于前期的降水天气为这次雾的形成和加强提供了较为充足的水汽条件,也就是降水天气结束后,近地层的相对湿度较大,由于东海县的相对湿度条件略差,再加上夜间天空云系移出速度万,使得成雾时间推迟;另外,在太阳升起后,地表不断吸收太阳辐射,此时地面气温增加,因地表水汽蒸发速率加快,使得露点温度也有不同程度的增加。结合2月12日东海县06时~08时露点变化,在日出前后2h左右,东海县露点温度增加,同前期降水保持一致。露点增加的过程中,空气始终维持饱和状态,如东海县能见度快速下降,直至发展成为强浓雾天气。这种现象是因前期降水天气的出现增加了地面相对湿度,再加上蒸发作用为近地层雾体的出现提供了充足的水汽,进而导致东海县出现爆发性发展。由此可以看出,雾前的降水和充足的水汽条件为这次东海县大范围强浓雾天气的出现提供了基础条件。
结论:
(1)高空500hPa处受到弱脊的控制,再加上西南暖湿气流的持续作用和暖脊的配合,使得地面始终位于低压倒槽前部的均压场中,上下层之间的密切配合,有利于夜间低层逆温层的建立和维持,这种天气背景有利于区域雾的出现和维持。
(2)这次强浓雾影响范围广,且具有爆发性特征,形成时间相对较短,且大部分强浓雾站点能见度直接从1000 m以上快速下降。
(3)出现在东海县的这次强浓雾天气的形成及爆发性特征的重要原因是夜间天空云散以及辐射降温增强引起的。
(4)雾前的降水和充足的水汽条件为这次东海县大范围强浓雾天气的出现提供了基础条件。
参考文献:
[1]马明明,潘婧茹,张雪蓉,等.江苏一次冬季强浓雾天气持续和消散诊断分析[J].气象科学,2016,36(3):396-402.
[2] 严文莲,朱承瑛,朱毓颖,等.江苏一次大范围的爆发性强浓雾过程研究[J].气象,2018,44(7):892-901.
作者简介:鲁海宁(1977.11),男,汉族,江苏东海人,本科,工程师,从事综合气象业务工作。