2014—2020年福州地區沿岸霧日特征分析

林麗萱 鄭中凱 鄭穎青 姚林塔

(1.福州市長樂區氣象局，福建 福州 350200；2.福州市氣象局，福建 福州 350000)

1 概述

海霧是直接受海洋影響，發生在海上或沿海地區上空，使大氣能見度小于1000m的天氣現象[1]。海霧的發生使沿海及近岸的水平能見度降低，對海上作業、航行及沿岸航空、公路交通等造成很大影響，是我國沿海地區重大的海洋氣象災害之一。福建沿海及臺灣海峽是一個海霧多發的要道，而福州地處福建省東部、閩江下游，處于臺灣海峽北出口西側，其地形復雜，山地、丘陵多，平原少，海岸線曲折，總長1137km，占福建省岸線總長的1/3。自2001年1月“兩馬”航線開通以來，其客運航線已成為兩岸同胞交流的便捷通道，在加強閩臺往來聯系中的作用日益顯著。港口出入、航線的運營與能見度關系密切，海霧的發生往往會造成停運或事故等。

福建海霧的天氣氣候學研究表明，臺灣海峽的霧主要集中于冬、春季，日變化表現為下半夜至上午前明顯[2]。馬治國等[3]對2000—2010年福建省沿海18個氣象站點的能見度資料進行分析發現，福建南部沿海海霧的發生頻率多于北部沿海，中南部沿海地區是多霧的區域。翁國玲等[4]探討了平潭春季多霧年的環流特征；張振順等[5]通過分析閩東地區三沙海霧的日變化、季節變化特征，對海霧生成、維持、消散的氣象條件做了初步總結?？傮w來說，臺灣海峽海霧的氣候統計分析已經取得了一些研究成果。李延江[6]指出，大霧發生發展始終粘附在海岸帶，霧區邊界與海岸線走向一致。福州作為重要的港口城市，其特殊的沿岸地形顯示沿岸霧有其區域性特征，但關于福州地區沿岸的大霧統計分析及其發生發展機制研究卻幾乎沒有。本文擬揭示福州地區沿岸霧特征，為海霧預報預警服務提供參考依據，為近海霧生成機制研究提供基本的數據支撐。

2 資料選取

本文資料選自福建省信息中心下發的逐小時地面觀測數據，考慮到能見度自動觀測的完整性以及資料的可用性和代表性，選取福州地區沿海國家站(羅源、連江、長樂、福清、平潭)，資料年限采用2014—2020年，單日≥1個國家站出現霧就統計為1個霧日，用統計分析等方法來研究福州地區沿岸霧的日變化特征、年際變化及其變化趨勢，沿岸霧空間分布特征等。其次，整理區域自動站2020年能見度資料，與國家站作同期差異性分析。

3 霧日時空特征分析

3.1 年際分布特征

從2014—2020年年霧日統計來看(圖略)，平均年霧日82.6天，2014年、2015年年霧日均在50天以下，2016年有個小峰值，為95天，2017—2018年略有減少，為70～80天，之后2019年達到近七年最大峰值，為130天，2020年雖有所減少，但也超過110天。從霧日分布年際趨勢線看，福州沿岸霧日呈逐年線性增加。

3.2 月際分布特征

圖1顯示了福州沿岸各月平均霧日分布情況。2014—2020年所有月份平均霧日為6.9天，1月接近平均線，2～6月均在平均線以上，3～6月月平均霧日均在10天以上，其中最大為3月份的11.4天，而7～12月均在平均線以下，最少為10月份，僅為2.4天。冬末至夏初的多霧日與暖濕氣流的活躍有很大關系，而秋季是最干燥少雨、沿海大風頻繁的季節，水汽不易凝結成霧。

圖1 2014—2020年福州地區沿岸霧日月際分布

3.3 霧日空間分布特征

3.3.1 霧日地域分布

從2014—2020年按地域分布統計數據來看(圖2)，最北的羅源站累年霧日最多，為468天，年均66.9天，最少的是長樂站，僅為55天，年均7.9天。連江、福清、平潭年均霧日在15天左右，與羅源差距很大，這可能與羅源站點的地形有很大關系，而長樂國家站點地理位置相對較靠近內陸，因而霧日也偏少。

圖2 福州地區沿岸各站年均霧日分布

3.3.2 霧日出現范圍特征分布

統計霧日出現的范圍發現，2014—2020年期間福州地區沿岸單站出現霧的個例達到386天，占所有霧日的2/3，而大范圍(≥3站)霧日的個例僅為68個，占11.8%。說明福州地區沿岸霧日的局地性較強，這給霧的預警預報增加了極大難度。

4 霧日分型特征

本文主要從霧日出現時間、持續時長、霧的生成機制來進一步研究福州地區沿岸霧。

4.1 霧日出現時間

在分析夜間出現大霧的時間點上，發現并沒有哪個時間點特別凸顯，因而將霧出現時間點按兩時段劃分，即夜間(20時～08時)、白天(08時～20時)。結果表明，白天出現霧的概率為17.0%，且常伴有降水現象；夜間出現霧的概率為83.0%，但夜間霧對航運、高速交通影響很大，這是預報預警需特別關注的重點。

4.2 持續時長

以持續時長≤2h和>2h進行分型(圖略)，發現霧出現持續時間≤2h的霧日和>2h的霧日平分秋色，而在持續時間>2h的霧日中有一半持續時間超過6h，且單站現象比較明顯，主要出現在霧日較多的羅源。

4.3 生成機制類型

為更深入了解福州地區沿岸霧，從大霧的生成機制作進一步探討，將大霧以平流冷卻霧和輻射霧、暖季混合霧和鋒面霧及平流蒸發霧這三種類型來進行分型，發現福州地區沿岸出現最多的是暖季混合霧和鋒面霧，有426例，占74.2%，而霧出現時段常常伴隨降水現象(即所謂的雨霧天氣)，當降水現象停止，霧也隨之消散。其次是平流冷卻霧和輻射霧，占20.6%，出現在冬季和初春比較多。最少的是蒸發霧，多出現在降水之后水汽蒸發而形成，個例較少，僅占5.2%。因此，福州地區沿岸在霧日預報方面應多關注降水的因素。

5 國家站與區域站霧日特征差異分析

區域站由于要素布設、分布地域問題，能見度要素年限并不長，只是近兩年能見度資料比較完整。本文選取2020年福州地區沿岸有代表性區域站點(圖3)，將這些區域站點跟國家站霧日進行比對，以期進一步剖析福州地區沿岸霧日特征。

5.1 區域差異

從圖4可見，2020年福州地區沿岸霧日有兩個強中心，一個是北部的羅源灣，另一個是長樂、福清、平潭交界海域處，這與圖2存在差異性，顯然圖2反映不出第2個強中心。

圖3 福州地區沿岸區域站點 圖4 2020年福州地區沿岸霧日分布圖

5.2 各站霧日特征差異

羅源站年霧日明顯比區域站偏多，可能是羅源站址偏山區，降水的加持很容易造成霧日的增多。福清站比區域站略多，表現不太明顯。而連江、長樂、平潭年霧日均比區域站明顯偏少。連江區域站霧日均為連江大監站的兩倍以上，長樂由于區域站能見度數據少，目前僅北部有站點，顯示潭頭站霧日數比長樂站多接近一倍。而平潭是島嶼，周邊的小島嶼也較多，能見度更為復雜，差異性尤其明顯，位于大列島的楊坪頂年霧日達到151天，為平潭國家站的9.4倍，與它相距4.2km的蘇澳村相比，也是其的2.6倍。分析表明，福州地區沿岸霧局地性強，而島嶼處霧更為復雜，因此在能見度上也需要像溫濕、雨量、風等要素一樣構筑3km網格預警監測，才能實現沿海的大霧監測與預報服務。

6 結論

①福州地區沿海霧日年際分布呈線性增加，月際分布上冬春霧日多，夏秋少。

②福州地區沿岸霧日呈北多中間少，以北部羅源最多，中部長樂最少。局地性強，單站占2/3，3站以上同時出現霧的僅占11.8%。

③大部分霧出現時間在夜間(20時～08時)，白天出現的霧常伴有降水現象；持續時間不超過2h的霧占半數以上，超過6h的占1/4。

④混合霧和鋒面霧占74.2%，且常伴有降水現象，其次是平流冷卻霧和輻射霧，占20.6%。

⑤島嶼霧特征明顯，特別是長樂、福清、平潭交界處小島嶼存在一個霧的高發區。