息烽縣1990—2020年大霧天氣氣候特征分析

袁海翔 呂靜 鄧楊 黃皓宇 黃海

摘要 選取息烽縣國家基本氣象觀測站1990—2020年期間地面觀測資料，對大霧天氣的年際變化、月際變化、日變化特征進行統計分析，并對大霧發生發展過程中的相關氣象要素如相對濕度、降雨量、風速的變化進行分析，結果表明，息烽縣大霧天氣年際變化呈現波動性，并具有明顯的季節變化特征，主要為冬季多夏季少，1月出現大霧最多，7月最少，夜間是大霧天氣生成的高發期；霧形成時往往濕度較大，當日有降水并出現大霧天氣的概率占73%，風速較小時更有利于大霧天氣生成。

關鍵詞 大霧天氣；變化特征；統計分析

中圖分類號：P426.4 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）02–0118-03

霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統，是近地層空氣中水汽凝結的產物，會嚴重降低空氣的透明度。當水平能見度≤1.0 km時定義為霧，1.0 km≤水平能見度≥10 km時，定義為輕霧，厚度一般在幾十到幾百米，厚度甚至可達1 km以上。大霧是一種常見的災害性天氣，具有發生范圍廣、危害程度較大的特征，對交通運輸和生產生活均有較大的影響。許多學者對大霧天氣進行了相關研究分析，如李越龍等[1]對我國大霧的氣候特征及預報方法進行了分析，提出大霧的氣候特征具有一定的空間性和時間性；楊守懋等[2]對四會霧的氣候特征及天氣成因進行了分析；崔庭

等[3]對滇黔準靜止鋒鋒面霧的結構及成因進行了分析，將滇黔準靜止鋒按照位置分為4種類型，并對霧形成時的相關要素進行物理量場分析；研究大霧天氣的氣候特征、變化規律、成因等對大霧的監測預報均有重要意義，更有利于提供有效的服務建議。

息烽縣位于貴陽市北部，屬北亞熱帶季風氣候，地勢南高北低，一般海拔為1 000～2 000 m，冬季大霧天氣頻繁，對息烽縣的交通運輸、市民出行均造成嚴重的影響[4-12]。旨在利用息烽縣國家基本氣象站1990—2020年30年地面觀測資料對息烽縣大霧天氣的氣候特征進行分析，總結息烽縣大霧天氣變化規律，如大霧天氣發生頻率較高的時段、季節等，更好地為息烽縣內大霧天氣的預警預報提供科學依據，為息烽市民出行提供相關服務。

1 資料與方法

（1）選取息烽國家基本氣象觀測站（27°06′N，106°43′E）1990—2020年30年地面觀測資料。

（2）四季劃分采用常規的劃分標準：3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月到翌年2月為冬季。采用數理統計、趨勢分析等方法，對息烽縣大霧天氣進行氣候特征分析，包括對息烽大霧天氣年際變化、季節變化、月際變化、日內出現時間的統計分析。

（3）研究發現，霧是在一定氣象要素條件下生成的，是局地特征十分明顯的現象，其形成是由多種天氣條件和環境因素決定的。天氣系統、氣溫、相對濕度、風向風速等諸多條件都會對大霧形成產生影響。為保證資料統一，選取1990—2020年逐日地面觀測資料，分析近30年間大霧天氣出現時的風向風速、相對濕度、降水等氣象要素特點。

2 結果與分析

2.1 年際變化

從1990—2020年息烽站大霧日數年際變化趨勢（圖1）可以看出，息烽縣大霧日數年際變化大，自2015年開始出現大霧日數陡增的趨勢，2015年大霧日數為25 d，2016年大霧日數為168 d。經過查證分析可知，這是由于2016年息烽縣國家基本氣象站正式啟用能見度觀測儀進行視程障礙現象判別，大霧天氣判別由人工觀測改為儀器自動觀測，而儀器可以實現全天候24 h連續觀測，對短時水平能見度數據獲取較人工來說更為敏感。且息烽縣國家基本站于2014年進行站點搬遷，新站址位于城郊，受地形影響，息烽縣大霧天氣局地性較強，新址大霧天氣出現概率高于舊址，造成數據波動較大。因此，針對息烽縣大霧日數的年際變化，將分2個時段進行分析，即1990—2015年（人工觀測）、2016—2020年（儀器自動觀測）。

在1990—2015年期間，息烽大霧平均日數為13.2 d，大霧天氣呈現較大的波動性，25年內，大霧日數最多的年份為2015年25 d，大霧日數次多的年份為1991年21 d，最少的為2011年3 d，最多年與最少年相差22 d。20世紀90年代初期，息烽縣大霧天氣呈下降趨勢，后期出現波動，21世紀00年代，大霧天氣總體呈逐年下降趨勢，10年代以后，大霧日數呈上升趨勢。2016—2020年期間大霧天氣總體呈現波動性，2019年大霧天氣最多，大霧日數193 d。自1990年以來隨著經濟不斷發展，城鎮化腳步增快，息烽極端大霧天氣增多，大霧日數年際變化也較大。

2.2 月變化

圖2為1990—2020年間息烽縣逐月大霧累積日數分布，從圖2中可以看出，息烽各月均有大霧天氣出現，只是出現頻次存在差異，總體呈現兩邊高、中間低的趨勢。其中，7月出現大霧天氣的頻次最少，共出現52 d，1月出現大霧天氣的頻次最多，累積霧日數達到144 d，12月次之，霧日數達137 d，最多值與最少值之間相差92 d；3—7月息烽霧日數總體呈現下降趨勢，8—12月逐步遞增，大霧天氣季節變化較明顯；多出現在秋、冬2季，冬季12—翌年2月期間大霧天氣占全年的33.6%，夏季6—8月最少，占16%。其主要原因在于冬季，貴陽—昆明常有準靜止鋒維持，息烽縣處于貴陽市北部，冬季在靜止鋒的影響下，常出現持續性連陰雨天氣，并伴有鋒面霧發生。

2.3 日變化

為了更好進行統計分析，將大霧天氣日變化特征分為2個階段進行統計，分別為夜間和白天。其中，20：00至翌日08：00代表夜間，白天分為9：00～20：00 12個時次，某時次（00：00～00：59分）出現霧，則記為該時次出現1次，如某日大霧持續時間為08：10～09：10，則該日09：00和10：00分別記大霧1次。

通過對1990—2020近30年間大霧天氣生成、持續、消散時間分析（圖3）可以看出，息烽縣各時段均有大霧產生，夜間是大霧天氣生成的主要時段，共出現1 047次，占大霧出現總次數的57.1%；白天大霧出現頻次從09：00～17：00呈現下降趨勢，其中，09：00出現次數為617次，10：00出現484次，至17：00僅為108次，18：00～20：00，大霧出現頻次呈逐步上升趨勢。由此可以看出，夜間是息烽縣大霧天氣生成的高峰期，大霧持續到翌日午后開始減弱消散。對大霧天氣持續時間進行統計分析發現，息烽大霧最長持續時間超過12 h，一般出現在冬季，秋季次之，夏季大霧持續時間最短。

3 大霧天氣氣象要素分析

3.1 相對濕度和降水

霧的形成是在近地層濕度較大，空氣產生冷卻作用，使空氣溫度降到露點以下達到飽和時出現凝結或凝華的水相變現象，需要滿足一定的氣象條件。通過對1990—2020年有大霧天氣發生時當日平均相對濕度統計分析發現，息烽縣大霧天氣產生時的相對濕度一般在75%～100%之間，其中，相對濕度大于90%的大霧天氣占65%，相對濕度在90%以下的大霧天氣占35%。由表1可以看出，息烽縣大霧天氣產生時當日有降水的情況占73%，無降水占27%，因此，較大的相對濕度，近地層有充足的水汽條件更有利于形成大霧天氣，且大霧天氣發生時往往也伴隨降水產生。

3.2 風速

表2為息烽出現大霧天氣時對應的風速情況，由表2可知，風速的大小對大霧天氣形成有很大的影響。其中，有大霧時風速在0～2 m/s之間的次數為846次，占總的霧出現次數的71%（風速為0～0.2 m/s出現次數68次），風速在2～4 m/s之間的次數為338次，占總的霧出現次數的28%。而當有大霧時風速大于4 m/s的次數僅為8次，占不到1%，這是因為風速過大時，亂流混合高度增加，使近地層降溫緩慢，同時使水汽大量向上擴散，不利于大霧天氣的形成。而當近地層無風時，地面輻射冷卻作用只能影響貼近地面很薄的氣層，有利于形成露、霜、淺霧，但不利形成大霧；較小的風速對霧的形成最為有利，在微風的情況下，能使輻射冷卻作用擴散至適當的高度，使水汽垂直輸送至一定高度，有利于形成一定厚度的霧。

4 結論

通過對1990—2020年30年間息烽縣國家級地面觀測站大霧觀測資料進行統計分析，以及對30年間大霧發生時的相關氣象要素進行分析，可以得出以下結論：

（1）1990—2015年間，息烽縣大霧天氣年際變化呈現較大波動性，最多年與最少年相差22 d，2016—2020年期間大霧天氣差異較大，2019年大霧天氣出現頻率最高，一年內達193 d，2017年大霧天氣出現153 d，二者相差40 d。

（2）息烽縣大霧天氣季節性變化明顯，多出現在秋、冬2季。其中，冬季由于受準靜止鋒系統影響，縣內經常出現持續時間長、不易消散的雨霧天氣；相反，夏季出現大霧天氣的頻率最低，1990—2020 年間7月累積霧日數僅有52 d。

（3）從日變化特征來看，息烽縣1 d內各時段均有大霧天氣產生，其中，夜間是大霧天氣生成的主要時間段，白天大霧出現頻率逐步降低。

（4）大霧天氣生成時往往相對濕度也較大，當日有降水并有大霧天氣生成占總霧日的73%，因此，較大的相對濕度更有利于大霧天氣的生成。

（5）統計發現，息烽縣大霧天氣發生時近地面風速多在0～2 m/s之間，風速大于4 m/s時生成大霧天氣的概率低于1%。因此，較大的風速不利于大霧天氣生成，相反，較小的風速使輻射冷卻作用擴散至適當的高度，使水汽垂直輸送至一定高度，有利于形成大霧天氣。

參考文獻

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責任編輯：黃艷飛

Analysis on Climate Characteristics of Foggy Weather in Xifeng County from 1990 to 2020

Yuan Hai-xiang et al（Xifeng Meteorological Bureau， Xifeng， Guizhou 551100）

Abstract Based on the ground observation data of National Basic Meteorological Observation Station in Xifeng County from 1990 to 2020， the paper makes a statistical analysis of the characteristics of the inter-annual， inter-monthly and diurnal variations of the foggy weather， and analyzes the changes of the relevant meteorological elements such as relative humidity， rainfall and wind speed during the occurrence and development of fog. The results show that： The inter-annual variation of fog weather in Xifeng County shows fluctuation， and has obvious seasonal variation characteristics， mainly winter more than summer， the fog in January is the most， the least in July， the night is the peak period of fog weather. When fog is formed， humidity is usually high， and the probability of precipitation and foggy weather on that day accounts for 73%. The smaller wind speed is more conducive to the generation of foggy weather.

Key words Fog; Characteristics of change; Statistical analysis

基金項目 貴州省氣象局科研業務項目“息烽縣1990—2020年大霧天氣氣候特征分析”（黔氣科登[2021]12-02號）。

作者簡介 袁海翔（1995—），女，貴州息烽人，助理工程師，主要從事縣級綜合氣象業務。

收稿日期 2022-12-05