丹霞山云海氣象特征分析及其預(yù)報初探

付炳秀 賴燕冰 王文星

摘 要：本文利用氣象常規(guī)資料，對FY-2E云分類資料進行辨識處理，得到丹霞山云海資料，再對丹霞山云海的時空特征及其與氣象因子關(guān)系進行分析，發(fā)現(xiàn)丹霞山云海日數(shù)年變化成上升趨勢，云海主要出現(xiàn)在冬季和春季，其次是秋季，夏季最少;1—5月和11—12月的云海平均日數(shù)最多，6—9月的云海平均日數(shù)較少。通過對降水、相對濕度、風速、平均氣溫日較差4個要素的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，在有降水出現(xiàn)、相對濕度較大、風速較小，平均氣溫日較差高于0℃的條件下，丹霞山可觀賞性云海出現(xiàn)的概率較大。另外，本文還對丹霞山云海預(yù)報進行初步探究得出云海概率預(yù)報方程，但由于受資料辨識誤差所限，還需要在后期的云海預(yù)報服務(wù)中通過不斷的訂正來提高準確率。

關(guān)鍵詞：FY-2E;云分類;云海;丹霞山

中圖分類號：S161

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190815057

引言

丹霞山風景名勝區(qū)位于韶關(guān)市仁化縣境內(nèi)，景區(qū)面積292km2，是廣東省面積最大、以丹霞地貌景觀為主的世界地質(zhì)公園和世界自然遺產(chǎn)地，其旅游資源具有很大的價值。丹霞山作為廣東省內(nèi)為數(shù)不多的國家5A級風景名勝區(qū)，游客量逐年穩(wěn)步增長，達300萬人次/年以上，對旅游氣象服務(wù)的需求越來越大。

由于受觀測資料所限，國內(nèi)外對云海的研究并不多。Shan Q等[1]對雁蕩山云海的時空變化及其與氣象要素的關(guān)系進行了研究工作，單權(quán)等[2]利用地面觀測氣象要素資料分析了雁蕩山云海時空變化特征以及云海與氣象因子的關(guān)系，吳有訓(xùn)[3]等利用黃山氣象站地面氣象觀測資料分析了黃山云海天氣氣候，童永強[4]就百山祖云海的形成以及氣候變化作出了簡單的分析，他們的研究工作均使用了景區(qū)內(nèi)觀測站的云資料，結(jié)果一致表明，云海與降水、風等氣象因子關(guān)系密切。

云海作為一種山體景觀特有的旅游氣候資源，是丹霞山諸多景觀中的一絕，由于最近的仁化國家觀測站并不在丹霞山范圍內(nèi)，受云觀測資料所限，目前并沒有丹霞山云海與氣象因素方面的研究分析工作，本文利用氣象常規(guī)資料和衛(wèi)星資料，對丹霞山云海的時空特征及其與氣象因子關(guān)系進行分析，為丹霞山氣候資源的合理開發(fā)利用提供決策依據(jù)，為探索丹霞山景區(qū)特色氣象服務(wù)方面的工作提供借鑒，為地方政府加快以丹霞山為龍頭的全域旅游發(fā)展工作添加助力。

1 資料及來源

1.1 衛(wèi)星FY-2E云分類資料

喬舒婷、吳有訓(xùn)[5，6]等人在云海方面的研究中提到，云海出現(xiàn)時的云狀以層積云出現(xiàn)的頻次最多，胡禹賢[7]等在《風云二號衛(wèi)星云分類產(chǎn)品與信息數(shù)字化云分類對比》中提到，通過風云二號衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的云檢測方法能較好的判別層積云，而楊牧田等[8]在《利用黃山地區(qū)地基觀測對FY-2E云分類的檢驗和驗證》中也提到，在FY-2E云分類有云的5種衛(wèi)星產(chǎn)品中，風云衛(wèi)星對層積云/高級云的識別能力最強。因此，本文采用中國氣象局氣象數(shù)據(jù)中心提供的2012—2016年衛(wèi)星FY-2E逐小時全圓盤標稱云分類資料。

FY-2E的云分類數(shù)據(jù)將層積云和高積云歸為一類，而丹霞山景區(qū)海拔最高的地方僅達408m，存在有低云完全高于丹霞山山頂?shù)那闆r。因此，根據(jù)云和霧僅距地高度不同這一特點，本文采用了仁化國家觀測站的霧資料，根據(jù)丹霞山旅游景區(qū)的特性，設(shè)定有霧時，F(xiàn)Y-2E云分類資料中的層積云或高積云1類全作層積云的處理規(guī)則，對FY-2E云分類資料中的層積云、高積云進行辨識處理，得到丹霞山低云面積百分比資料。

本文將衛(wèi)星資料判識出來的丹霞山低云面積百分比大于0%的日子定義為云海日，由于云海面積高于或等于50%時，云海的觀賞性最好，故本文將低云面積百分比高于或等于50%的日子定義為可觀賞性云海日。

1.2 常規(guī)氣象資料

丹霞山景區(qū)內(nèi)周邊最近的國家氣象觀測站為仁化國家氣象觀測站。本文采用了2012—2016年丹霞山風景管理區(qū)自動站和仁化國家氣象觀測站的常規(guī)氣象資料。

2 丹霞山云海的時空變化特征

2.1 云海日的年變化

采用線性趨勢分析、多項式擬合方法分析丹霞山云海日的年變化，結(jié)果表明，丹霞山年均云海日數(shù)為17d，最多年份50d（2016年），最少年份6d（2013年）。2012—2016年，丹霞山云海日數(shù)成上升趨勢，上升速率為8.2d/a，2012—2015年期間的變化趨勢較為平緩，2016年較2015年多了40d，上升趨勢最為明顯。

根據(jù)中國氣象局綜合觀測司2016年2月下發(fā)的《地面氣象觀測業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定》（2016版）文件[9]規(guī)定，自2016年3月1日開始，仁化國家氣象觀測站實現(xiàn)了對霧的自動觀測判識。觀測技術(shù)的提高，使得2016年云海觀測記錄更為完整，因此在2012—2016年期間，2016年丹霞山云海日數(shù)較上1a上升速度最為明顯。

2.2 云海日的季節(jié)變化

從丹霞山云海各季云海平均日數(shù)分布表可知，丹霞山云海主要出現(xiàn)在冬季和春季，其次是秋季，夏季最少。冬季（12月—次年2月）的云海平均日數(shù)為7.6d，可觀賞性云海平均日數(shù)為6.2d;春季（3—5月）的云海平均日數(shù)分別為7.0d，可觀賞性云海平均日數(shù)為6.6d;秋季（9—11月）的云海平均日為1.8d，可觀賞性云海平均日數(shù)為1.4d;夏季（6—8月）的云海平均日數(shù)為0.6d，可觀賞性云海平均日數(shù)為0.6d。

可觀賞性云海日占所有云海日的87.06%，可觀賞性云海日數(shù)則春季最多，冬季次之，秋季和夏季緊隨其后。4個季節(jié)中，春季可觀賞性云海日數(shù)占云海平均日數(shù)的94.29%，冬季為81.58%，秋季為77.78%，夏季為100%。春夏季出現(xiàn)大面積云海的概率較高，冬季和秋季相對較低。

2.3 云海日的月變化

從丹霞山各月云海平均日數(shù)分布圖可見，1—5月和11—12月的云海平均日數(shù)最多，6—9月的云海平均日數(shù)較少。云海平均日最多的月份可達到3.4d（3月），最少的月份只有0.0d（7月）。可觀賞性云海占云海平均日數(shù)百分比最高的是4月、6月、8月和9月，占比高達100%，最低的是10月，占比為67%。1a中可觀賞性云海占云海平均日數(shù)百分比高于70.00%的共有10個月。