安徽省沿江地區一次持續性大霧過程分析

周宗圣 胡星月 王卉

摘要：針對2018年11月26～30日安徽省出現的一次大范圍的持續性大霧天氣過程，利用地面常規氣象觀測資料、探空資料和NCEP再分析資料對此次大霧天氣過程的能見度、溫度、濕度、風場以及探空數據進行了仔細分析。結果表明：此次大霧過程應為輻射霧;500hPa位于槽后西北氣流控制，期間有弱槽出現，總體天氣晴好;850、925hPa上為弱的反氣旋結構，主要為偏北風;海平面氣壓場上安徽省處于弱高壓或均壓場上，北方弱冷空氣南下，有利于形成大范圍多日的大霧天氣;另外，925hPa上存在明顯逆溫，逆溫層的建立和近地面較合適的風速以及垂直風切變配合有利于大霧的形成;相對濕度對霧的形成有一定的指示作用。本次過程中，夜間晴空輻射降溫是產生霧的直接原因，由于逆溫層和良好的濕度條件使近地面水汽凝結作用明顯。在出現霧的過程中，部分臺站溫度上升可能與水汽凝結放熱有關。從霧的預報角度考慮，需關注夜間低云量變化，是否有逆溫層建立并且有較合適的風速。

關鍵詞：持續性大霧;逆溫層;地面風速;相對濕度

中圖分類號：P426文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0040-02

1引言

霧是近地面大氣中的凝結現象，從霧的成因來說，一般可分為輻射霧、平流霧和蒸發霧3個類別。安徽省全省性的霧包括輻射霧和平流霧，其中又以輻射霧為主，大范圍的平流霧非常少見。付偉等運用雷達數據和高速公路氣象站觀測數據，對2012年安徽省沿江地區一次大范圍的大霧天氣過程進行了分析，發現地面風速在1～3m/s時且逆溫層抬升有利于霧的形成與發展。

2環流形勢

2.1高空形勢

500hPa高空圖上能看到過程期間槽前主要為偏西氣流，安徽省總體氣流較平緩，天氣形勢比較晴好，利于輻射降溫形成霧。總的來說500hPa表現為兩個特點：①有小槽波動，高緯度以西北氣流為主，中低緯受南支槽影響，槽前在安徽省維持偏西氣流。②27日后安徽省全省都受到槽后西北氣流控制。700hPa和850hPa上主要受到偏北風控制，有弱的反氣旋結構，層結穩定且有弱的下沉氣流，可以很好地阻止湍流擴散，有利于水汽在近地層的聚集。

2.2地面形勢

從26日20時到27日20時海平面氣壓場上來看蒙古地區存在弱的高壓區，安徽省整體處于均壓區內，海平面氣壓約為1020～1025hPa，整個海平面氣壓場上高壓不強，隨高壓移動安徽省受弱高壓控制，等壓線稀疏，北方有弱冷空氣南下影響全省，并且風速較小有利于霧的形成。

3層結條件

27日夜間觀測站的地溫與氣溫差出現負值，這種差值形成了地氣之間的感熱交換。負值說明熱量由空氣向下墊面傳導，空氣損失更多熱量而冷卻。但觀測站氣溫偶爾會出現不降反升的情況可能和空氣中水汽凝結釋放潛熱加熱空氣有關。中午觀測站的霧基本消散主要是因為太陽出來后對地面進行加熱，在溫度升高后，近地面的逆溫層遭到破壞，水汽和能量直接向上傳輸，從而使大霧逐漸消散。

4能見度與風速變化

研究表明，當近地面風速偏大時，湍流運動會有所加強，不利于氣溫的持續下降，但完全靜風條件又會使近地面湍流運動很弱，從而水汽不能向上擴散，對霧的形成有不利影響，因此，風速為1.0～4.0m/s時對霧形成和發展最有利。本文選取了安徽省3個地區的國家級觀測站26日20時到27日10時的數據進行對比分析。

由于在未形成霧的時候能見度差別較大，為作圖方便將能見度上限定為1200.0m。由圖1可知，在觀測站出現濃霧時，各氣象站近地面風速都維持在0.5～4m/s之間。銅陵站風速在大霧開始前到霧維持期間，直至霧天氣結束，整個風速呈現先增后減的趨勢，而肥西站則是呈現先減后增;宿州站在27日7時霧維持期間，能見度出現增加，轉為輕霧，此時也出現了風速的增加;其他觀測站風速基本處于穩定波動狀態。

5能見度與相對濕度變化

霧的形成本質上是水汽的凝結現象，因此水汽條件十分必要，相對濕度的演變對霧的形成至關重要。由圖2可以看到26日20時至27日10時之間當霧出現時各觀測站的相對濕度均在95%以上，而霧形成前1h大部分觀測站的相對濕度均在90%～95%之間，銅陵在霧形成前1h相對濕度達到96%，在霧形成前各觀測站的相對濕度均呈現持續增大的趨勢，95%的相對濕度在本次過程中是霧形成的臨界值，可作為閾值指示霧的形成。但從圖2中大霧結束后相對濕度的變化可以看出霧在消散時相對濕度并沒有立刻下降，而是在霧消散后幾個小時內逐漸下降，多數站點在霧消散后2h相對濕度下降至90%以下，只有天長站霧消散后2h相對濕度仍保持在95%以上。相對濕度在霧消散后仍然保持較高水平主要是因為近地面附近水汽凝結的液態水開始蒸發有利于保持較高的相對濕度。

綜上所述，相對濕度的增加在霧形成之前，對霧的預報起到一定的指示作用;而對于霧的消散，相對濕度的變化具有滯后性，在霧消散一段時間后數值仍然保持較高。

6結語

（1）地面輻射降溫大，高壓控制前期有短波槽波動，近地層有足夠的水汽。中層一直受到反氣旋控制有下沉氣流，地面處于弱高壓區內，形成低空下沉逆溫，有利于近地層保持較厚的潮濕氣層，這也是霧持續多日的重要條件。

（2）過程中近地面風速維持在0.5～4m/s之間，低層有弱的垂直風切變有利于近地面的湍流運動的發展和水汽的聚集。相對濕度先于霧的形成而增加，對霧的預報有指示作用，高的相對濕度對應厚的濕層與低能見度配合較好。在霧形成期間，觀測站氣溫下降緩慢主要與水汽凝結時釋放潛熱有關。

（3）此次過程晴空輻射降溫是霧形成的主要原因，近地層的逆溫層和濕層有利于霧的增強和維持，對于本次安徽大部分地區而言，霧的性質主要是輻射霧。