广州市南沙区一次大雾天气过程分析

　　摘要 针对2010年2月26日出现在广州市南沙区的一次大雾天气进行了过程分析，结果表明：此次大雾天气属于平流雾的类型，低层偏南暖湿气流的移入是造成大雾天气的主要原因。在预报过程中，不仅要考虑湿度和风的条件，也要考虑前期地面至500 hPa相关的物理量场如逆温层等的变化对大雾天气的指示意义；另外，前期湿度的积累也为大雾的生成和发展提供重要条件。 　　关键词 大雾；天气分析；广东广州；南沙区 　　中图分类号 P468.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）10-0241-02 　　广州市南沙区位于珠江三角洲的几何中心，濒临珠江入海口，河网密集，是广州市大雾天气发生较多的区域之一。2010年2月26日4：30—9：30，广州市南沙区出现了一次大雾天气过程，此次罕见的大雾天气不仅给交通安全带来了严重威胁，也给大气环境和市民的工作生活带来一定的影响。2月26日5：00南沙区能见度仅为20 m，日出后随着气温上升，能见度才逐渐回升。笔者就此次大雾天气过程的环流形势、天气要素和物理量场等进行分析，以为此类大雾天气的预报预警工作积累经验。 　　1 前期背景条件 　　大雾天气发生前的2月中旬，强冷空气频繁入侵南沙区，降温幅度大、低温时间长，南沙区出现寒潮天气及低温阴雨，2月12—20日的日平均气温在12 ℃以下，过程最低气温出现在19日，为6.3 ℃。受扩散冷空气和高空短波槽共同影响，2月19日白天到夜间南沙区普降小雨。降雨过后，25日南沙区地面主要受位于贵州到广西境内的低值系统影响，等压线稀疏，大气层结稳定，风力较小，但蒙古地区有一高压系统逐渐影响我国南部[1-2]。同时，偏南暖湿气流带来充沛的水汽，使近地层湿度不断增大，随着气温的降低，结合其他有利的气象条件，导致了2月26日南沙区的大雾天气过程。 　　2 环流形势分析 　　2.1 高空形势 　　从2月25日8：00的500 hPa形势图（图1）可以看出，低纬地区为两槽一脊型，即河套地区到广西北部为一槽区，天山山脉到孟加拉湾东侧为一槽区，在这两槽之间为一浅脊，广州市南沙区处在槽前西南气流里，为稳定的偏西气流控制，高度场与温度场近乎重合，没有明显的冷暖平流。这种稳定的形势场有利于地面均压场的维持，系统内风速变化不大。从变温情况分析，500、700 hPa高空2月26日8：00 △T24分别为-2.0、-1.0 ℃，说明这次大雾过程受冷空气影响较弱。 　　2.2 低空及地面形势 　　从2月25日8：00 850 hPa形势图（图2）可以看出，南沙区处在低值系统底前部的偏西南气流里，并有弱温度脊相配合，伴随弱冷空气的入侵，水汽的凝结作用也加强，有利于雾的形成。地面图上南沙区2月24—25日一直处在广西北部低值气压场的底前部，稳定少动，等压线稀疏，风速　　3 过程特点分析 　　3.1 平流特点 　　广州市南沙区出现的雾主要分为2种：一种是辐射雾，多出现于晴朗少云的清晨；另一种则是在风速较小、层结稳定时，偏南暖湿气流移入造成的平流雾[4-6]。此次大雾属于后者。2月25日下午到夜间南沙区基本为阴天，不利于地面辐射降温，但气层稳定少动，利于水汽的堆积。 　　3.2 湿度特点 　　3.2.1 降水。大雾与降水有一定的关系，低层湿润的水汽有很大一部分来源于降水。由于2月25日0.3 mm的降水使地面湿度增大，云量较多使得辐射蒸发速度慢，在低层风力较小的情况下，水汽不易向四周扩散，同时偏南暖湿气流源源不断地补充并大量聚集在近地面层，使得低层大气的水汽含量迅速增加[7]。 　　3.2.2 相对湿度。2月25日南沙区观测站相对湿度变化显示，相对湿度均在85%以上，一直维持到2月26日中午，表明当时地面湿度较高。分析2月25日20：00南沙区各低层的相对湿度可以发现，800～1 000 hPa相对湿度都稳定在85%左右，但是700 hPa的相对湿度急剧减小到20%以下（图3），这也进一步说明这次影响南沙区的大雾过程主要是暖湿平流在低层堆积造成，低层与高层之间的水汽条件大不相同，值得预报员注意。 　　3.3 层结条件 　　分析2月25日20：00至26日8：00南沙测站的K指数，按照理论，K指数>20表示大气不稳定，值越大，大气越不稳定。2月25日20：00南沙区的K指数在10以下，表明大气非常稳定，在大雾过后的26日8：00，K指数已经上升到15以上，说明气层逐渐变得不稳定，有利于对流作用，这和观测到的能见度好转时间基本一致。 　　在2月25日20：00至26日8：00南沙测站的温度廓线上可看出，在地面至950 hPa有浅薄的逆温层存在，其形成的原因主要是平流逆温，当低层较暖的空气流经相对冷的地面上，上层的空气温度就会比低层温度高，在冬季沿海地区经常出现这种逆温。T地面-T950值为-0.5 ℃，说明当时低层的大气层结是绝对稳定的，当近地面层比较稳定或有逆温存在时，能对上下空气的对流起到抑制削弱作用，利于水汽和尘埃杂质的聚集，从而有利于雾的形成；而层结不稳定，会导致上下层热量交换和水汽的扩散，不利于雾的形成[8]。 　　3.4 风力条件 　　由图4可知，2月26日0：00前地面风速仍维持在4 m/s以上，但0：00后风速大大减小。风速在4 m/s以下时，偏南暖湿气流对平流雾的形成最为有利。静风时，暖湿气流无法流动到较冷的陆面上；风力过大，乱流混合层过厚，使近地面层升温缓慢，妨碍近地面层的饱和水汽凝结，同时水汽和动量上传，低层水汽减少，不利于雾的形成。微风一方面起到输送水汽的作用，另一方面则会加强近地面层乱流的作用，使水汽可以输送到一定高度，有利于形成一定厚度的雾。此外，近地层风向以偏南或偏东风为主，表明近地层还有来自南部的暖湿气流输送[9]。 　　3.5 地理条件特点 　　南沙区位于珠江入海口水域，水体资源丰富，其近地面层空气中的水汽含量也比广州市区更充沛，加强了这次大雾天气的水汽条件。由此可见，特殊的地理条件对大雾天气的形成也有一定的影响。大雾过程于26日9：22结束。13：00以前风速仍小于4 m/s，但日出后气温明显上升，可见日出后造成的地面增温是大雾消散的主要原因。 　　4 结论与讨论 　　（1）广州市南沙区的这次大雾天气过程属于平流雾。大雾前期到2月26日的全部过程中，天气形势比较稳定。南沙区处于地面低值系统的底前部，无明显冷空气活动，低层偏南暖湿气流的北向输送，为南沙区提供了充足的水汽条件。 　　（2）对大气层结的分析说明，大雾发生前和发生中的时候，大气低层存在逆温现象，这样的大气没有较大的垂直运动，层结稳定。 　　（3）要使发生大雾的能见度很低，也就是厚度很厚，低层一定的风速是必要的。风速>4 m/s，容易形成湍流，导致大气不稳定；如果完全静风，暖湿气流无法流动到较冷的陆面上，也不利于加强近地面层的乱流[10]。 　　（4）南沙区平流雾预报预警需要注意的一些问题：一是500 hPa高空以偏西南气流为主，纬向度较小；二是近地面层存在水汽的输送和逆温层，有时逆温层非常浅薄，如此次大雾过程，仅有数百米的厚度，如预报员不够小心很容易忽视；三是地面弱气压场，不足以破坏大气的稳定；四是低层有不>4 m/s的微风；五是日出后，地面增温会导致浓雾的消散，需要及时解除大雾预警信号。 　　5 参考文献 　　[1] 章国材，矫梅燕，李延香.现代天气预报技术和方法[M].北京：气象出版社，2007. 　　[2] 吴彬贵，张宏升，汪靖，等.一次持续性浓雾天气过程的水汽输送及逆温特征分析[J].高原气象，2009，28（2）：258-267. 　　[3] 刘熙明，全利红，姜金华，等.北京地区一次强沙尘天气过程的中尺度通量特征[J].气候与环境研究，2007，12（3）：296-301. 　　[4] 周翠芳，张广平，杨海山，等.宁夏北部地区一次大雾天气分析[J].安徽农业科学，2012，40（14）：8242-8244，8283. 　　[5] 焦素菊.温州机场静止锋前暖区平流雾天气分析[J].空中交通管理，2002（2）：45. 　　[6] 陈静.洛阳机场辐射雾的预报[J].河南气象，2002（2）：10-11. 　　[7] 黄艳芳.武汉机场辐射雾的逐时能见度预报[J].民航科技，2001（1）：51-52. 　　[8] 王正旺，庞转棠，张磊等.长治市大雾气候特征及预报研究[J].自然灾害学报，2009，18（3）：79-86. 　　[9] 林良勋，黄忠，冯业荣.广东省天气预报技术手册[M].北京：气象出版社，2006：249. 　　[10] 樊琦，吴兑，范绍佳，等.广州地区冬季一次大雾的三维数值模拟研究[J].中山大学学报：自然科学版，2003，42（1）：87-90.