四川盆地大雾天气与预报概要

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 第七章四川盆地大雾天气与预报268 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 7.1雾的定义及分类268 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 7.2 四川盆地大雾的分布特征269 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 7.3四川盆地大雾的主要形成机制270 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 7.4四川盆

2、地大雾的预报经验指标272 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 7.5四川盆地大雾的典型个例分析273第七章四川盆地大雾天气与预报雾对人类生活、生产建设都有诸多不利影响。随着现代化建设发展和城市规 模的扩大，雾的危害性更为显著。大雾对交通运输影响非常大，特别是对航空和 高速公路运输，经常引发严重交通事故。另外，被人类活动污染了的城市或工矿 区的雾中含有各种酸、碱、盐、胺、苯等重金属微粒以及灰尘和病源微生物，这 些物质可伤害树木和农作物，被吸入人体后可危害人们的健康。大雾还是输电网 络的破坏者，雾不仅因为潮湿，更因其中含有的多种化学腐蚀剂，易使输电

3、设备 绝缘性能下降，导致短路或跳闸，造成大面积停电。四川盆地由于特殊的地形原因及湿润的气候特征，成为了全国多雾区之一， 尤其是在冬季，成雾之后，有时经久不散，常给民航、高速公路、水运等交通运 输以及电力供应和市民的日常生活造成严重影响。7.1雾的定义及分类雾是指浮游在近地面空气中的大量微小水滴或冰晶，通常将水平能见度在 10千米到1千米的称为轻雾，水平能见度小于1千米的称为大雾，其中，水平 能见度在500到50米（含50米）的雾称浓雾，水平能见度小于50米的雾称为 强浓雾。雾的厚度一般在几十到几百米，厚的也可到1千米以上，厚度不到两米 的雾，叫做浅雾。雾按形成条件可分为辐射雾、平流雾、上坡雾、

4、蒸发雾、谷雾。 根据雾中温度高低，又可分为暖雾与冷雾。按物态分，有水雾、冰雾和水冰混合 雾三类。雾的天气学分类法将雾分成气团雾和锋面雾两类。此外，人们还常把发 生在海上的雾称为“海雾”。（1）辐射雾由于地表辐射冷却作用使近地面气层水汽凝结而形成的雾，称为辐射雾。一 般出现在晴朗、微风而近地面气层又比较潮湿的夜晚或清晨，在秋冬季比较容易 出现。（2）平流雾平流雾是暖而湿的空气流经冷的表面逐渐冷却而形成的。在我国沿海地区， 当海洋上的暖湿空气流向较冷的海面或地面时，常常形成平流雾。这种雾，在一 日之中任何时刻都可能出现，一般仍以夜间和清晨为多。（3）上坡雾空气沿山坡上升，由于绝热膨胀冷却而形成的雾

5、。上坡雾形成时，气层必须 是对流性稳定层结，雾出现在迎风坡上。（4）蒸发雾蒸发雾是冷空气流经暖水面上时，由于暖水面的蒸发，使得冷空气中的水汽 增加，造成饱和而产生凝结形成的雾。（5）混合雾两个接近饱和的气团在水平方向相互混合达到饱和发生凝结而形成的雾称 为混合雾。（6）锋面雾在冷暖空气的交界处也常有雾产生，称为锋面雾。锋面雾一般以暖锋附近居 多，锋前锋后都可能发生。锋前雾是由于锋面上暖空气内云层中的较暖雨滴落入 地面冷空气内，发生蒸发，使空气达到过饱和而凝结形成的；锋后雾则是暖湿空 气移至原来被暖锋前冷空气占据过的地区冷却达到过饱和而形成的。（7）谷雾通常发生在冬天的山谷里。当较重的冷空气移至

6、山谷里，暖空气同时亦在山 顶经过时产生温度逆增现象，结果生成谷雾，谷雾可以持续数天。四川盆地的大雾大部分都是辐射雾，在山区地带有上坡雾、谷雾等发生。7.2四川盆地大雾的分布特征四川盆地四周高山环绕，北面高大的秦岭山脉就像一道铁闸，挡住了南来北 往的水汽，将南海、孟加拉湾北上的大量水汽截留在四川盆地内，加上盆地境内 江河密布，岷江、沱江、嘉陵江、渠江、长江等河流贯穿其境，使得四川盆地近 地面层成为同纬度的长江流域湿度最大的地区。据统计，在每年10月至次年2 月期间，四川盆地在925hPa层的月平均温度露点差都小于3C，表明空气接近 准饱和状态的几率大。而长江中游的武汉和出海口的上海，近地面层92

7、5hPa的 月平均温度露点差就要大得多，基本上都大于6C，空气的饱和状态比四川盆地 差得多。特殊的地理环境因素使得四川盆地成为全国多雾区之一。7.2.1四川盆地大雾的空间分布特征根据1980年至2001年共22年的资料统计，四川盆地全年大雾出现日数的 地域分布特征为：盆地中、东部多于西部，盆地南部最少。盆地中东部大雾天气 年平均在50天以上，盆地西部、南部年平均小于50天，其中盆地南部年平均在 30天以下。除高山站峨眉山年平均大雾日数达到310天以外，青神、邻水、大图7.1四川盆地年累计大雾天气日数沿江分布竹I、温江、广安、武胜、双流、中江、广汉、资中、威远等11县（市）年|大雾 日数也都达到

8、了 80天以上，其中青神多达142天。而平武、叙永、筠连、荣经、 雅安、马边、北川、古蔺、天全、峨眉、江油、广元、江安、琪县、芦山、名山 等位于盆西北、盆西南和盆地南部边缘的县市年大雾日数均不足10天。总体来 看，盆地大雾日数较多的地区主要分布在沿江一线（见图7.1），沿江年平均大雾 日数大多达到5080天，年平均大雾日数达142天的青神位于岷江中下游，而 渠江中下游的广安年平均大雾日数也达103天。7.2.2四川盆地大雾的时间分布特征从四川盆地1-12月大雾平均日数变化趋势可看出（图7.2）： 1到12月平均 大雾日数呈“U”形分布，大雾天气主要出现在11月、12月和1月，三个月大 雾的累计

9、日数占全年大雾总日数的50%左右，其次为10月和2月。最多的12 月月平均大雾日数有7天；最少的月份是5月，月平均大雾日数只有1天。图7.2四川盆地1-12月大雾日数变化趋势据盆地内1980年到2001年有地面连续观测资料的国家基准站资料统计，成 雾时间在前半夜的（00点至3点半）占16.3%，在后半夜的（3点半至5点半） 占16.5%，凌晨（5点半至8点半）占48.5%，上午（8点半至11点半）占5.5%， 中午（11点半至14点半）占0.8%，下午（14点半至18点半）占0.8%，傍晚 及入夜时分（18点半至24点）占11.7%。消雾时间在前半夜的（00点至3点 半）占1.2%，在后半夜的

10、（3点半至5点半）占1.4%，凌晨（5点半至8点半） 占17.5%，上午（8点半至11点半）占50.3%，中午（11点半至14点半）占 21.7%，下午（14点半至18点半）占3.6%，傍晚及入夜时分（18点半至24 点）占5.2%。统计结果表明，四川盆地大雾天气成雾时间频次最大的是在每日 凌晨，雾消时间频次最大的是在每日的上午。7.3四川盆地大雾的主要形成机制雾的形成机制方面国内已做了许多工作。毛冬艳等统计表明：当近地面水平 风很弱，相对湿度为8090%、温度露点差在24C、饱和湿空气层处于稳定 或者弱不稳定状态以及近地面气温在39C时发生雾的频率最高。陈瑞敏等指 出充足的水汽和近地面明显的

11、水汽饱和是大雾发生的重要原因之一。何立富等的 研究表明：地表净辐射引起的近地层冷却是大雾过程的触发和加强机制，低层暖 平流的输入和边界层的浅层抬升是大雾长时间持续的原因。夏立新等指出逆温层 的不断重建是大雾得以维持的关键所在，近地面层充沛的水汽是大雾形成和维持 的必要条件之一。濮梅娟等对南京市雾的发展过程和爆发性增强的物理特征进行 了研究探讨，指出夜间长波辐射增强或近地层出现冷平流造成气温急剧下降，日 出后地表水分蒸发或西南湿平流增强造成的湿度明显增大以及湍流混合作用，都 能导致雾体爆发性增强。伊球等采用数值模拟方法得出风速大，不利于雾的形成 发展，而有利于消雾；云层对雾生消的影响不能一概而论

12、，低云阻止雾的形成， 促进雾的消散，高云则可能非但阻止不了雾的形成，反而妨碍了雾的消散。四川盆地大雾天气以辐射雾为主，辐射雾的形成需要具备以下四个条件：（1） 辐射冷却条件：晴朗少云的夜间，地面有效辐射强、散热迅速，使近地面气层降 温多，有利于水汽凝结成雾；（2）水汽条件：湿度越大和湿层越厚，就越有利于 形成雾；（3）风力条件：微风有利于雾的形成，风力过大，不利于雾的形成；（4） 层结条件：近地面层比较稳定或有逆温层存在时，有利于雾的形成。根据四川盆地以辐射雾为主的特征及辐射雾形成的四个客观条件，选取 1980年到2000年所有大雾个例中的秋季大雾、冬季大雾和春季大雾各10个个 例进行了统计分

13、析，得出了有利于四川盆地大雾形成的主要天气形势及热力学特征。7.3.1四川盆地大雾的天气形势统计分析表明（表7.1）,四川盆地大雾天气的环流形势多为青藏高脊型和 平直西风型，有利于四川盆地辐射雾形成的主要天气形势是：（1）青藏高原高压 脊或西风平直；（2）地面弱高压或均压；（3）近地面层微风；（4）外围无冷平流 入侵。表7.1盆地大雾天气形势要素资料统计分析要素值比例青藏高原低槽8/30(27%)14/30 (46%)青藏高原系统青藏高原气流平直青藏高原高脊8/30 (27%)500hPa西北风14/30 (46%)盆地风西南风16/30 (34%)东风0/30 (0%)52区冷平流有冷平流7

14、/30 (23%)无冷平流23/30 (77%)风速风速6m/s2/30(6%)风速W6m/s28/30 (94%)925hPa风向北风13/30 (43%)南风17/30 (57%)气压差（盆地内最高W8hPa28/30(93%)气压-最低气压）8hPa2/30 (7%)地面N1030hPa2/30 (7%)气压1015hPaP6C： 55/30 (17%)3WT-T W6C： 5 d5/30 (17%)T-T.V3C： 2020/30 (66%)逆温有逆温：2020/30 (66%)无逆温：1010/30 (34%)图7.3 2001年12月27日到2002年1月4日成都站探空资料时间剖面

15、图7.4四川盆地大雾的预报经验指标根据四川盆地辐射雾形成的有利天气形势及热力学特征，四川盆地大雾预报 主要考虑以下四个因素：（1）近地面层辐射冷却状况，（2）近地面层饱和状态，（3）近地面层风力状况，（4）近地面层层结稳定状况。特别是在秋冬季节雨转 晴的形势下，更有利于四川盆地出现大雾天气。围绕上述四个主要因素，依据实况观测资料和数值预报产品，总结了如下预 报有雾的客观指标：1实况图上：（1）月平均雾日k（单站）k0（2）日平均气温距平丁（同旬平均气温比）（单站）TW3C（3）日平均气压距平P（14点气压与旬平均气压之比）（单站）PN-1毫巴（4）天空状况N（当日14时、17时天空云量N）（单

16、站）NW914点或17点地面温度露点差Td0(单站)Td0W8C08点(或20点)850、925hPa两层中任意一层盆地四站中的两站或以上 的温度露点差Td1 Td1W6C08点(或20点)500hPa在东经90105度，北纬2745度范围内无明 显低槽500、700、850hPa三层中任意两层在东经95105度，北纬3545 度范围内有3站的 T24V0C500hPa(08点或20点)在东经100110度，北纬2738度范围内风 向一致(只允许少于3站的其它风向)500hPa(08点或20点)在东经90105度，北纬2735度范围内有 三站或以上的 H24N-2位势什米 700hPa(或85

17、0hPa)盆地四站中有两站以上的风V3 (北风分量)-10 米/秒VV3 V0米/秒卫星云图上在东经90105度，北纬2540度范围内无明显降水云 系2数值预报场预报次日08点的要素场相对湿度(q1、q2和q3分别为925hPa、700hPa、850hPa上的相对湿 度)(点上)q1 q2 q3中任意有两个满足N80%700、850、925hPa三层在东经102109度，北纬2633度范围内风 向为北向气流(v0)的格点数N (面上)NN4700、850hPa两层在东经102109度，北纬2633度范围内风速v 有10个格点以上满足|v|8米/秒500、700、850hPa三层在东经10210

18、9度，北纬2633度范围内有 10个格点以上满足 T24N-4C500hPa在东经95109度，北纬2835度范围内有15个格点以上满 赴 H24N-2位势什米地面在东经102109度，北纬2633度范围内有10个网格点满足 P24N0毫巴850、925hPa两层相对湿度变量 q24N10%地面夜间辐射降温TX (TX =T当日14时-丁次日08时)(点上)，TXN 3C。7.5四川盆地大雾的典型个例分析2004年12月上中旬，四川盆地多日出现30站以上大雾天气错误！未找到 引用源。，交通运输受到严重影响。其中12-16日连续5天大雾站数都在45站以 上，12日、14日和15日能见度在100米

19、以下浓雾的站数均在20站以上，12日 浓雾站数达到了 40站。(见图7.4)，7.5.1地面实况和云图分析从地面气压、风场来看，12月中旬盆地为均压场控制，无冷空气影响，北 部到南部气压差一般不超过2.5hPa，盆地风力不超过2m/s，出现雾时盆地大部 分站点为静风，少数站点为不超过2m/s的微风。21日由于冷空气的影响，盆地 内气压梯度加大，风力达到46m/s，并且出现降水，以后几天盆地没有再出现 连续性、区域性雾。图7.5a双流地面气温、露点折线图，12-15日08时能见度分别为0.1、1.0、0、0千米OOOOO 0.5.0.5.0. 211图7.5b资中地面气温、露点折线图，12-15

20、日08时能见度分别为0、0.1、0.2、0千米图7.5c岳池地面气温、露点折线图，12-15日08时能见度分别为0、0.4、0.6、0千米图7.6 12月12日至15日逐日08时4张红外云图在此次过程的前期，12月上旬四川盆地已维持多雾天气，只是雾的强度和 范围有波动，11日是一个相对的低值，从盆地西部、南部、东部三个站的11日 15日地面气温、露点折线图来看（见图7.5a），白天露点温度均在710C，水 汽含量高，盆地的水汽始终较充足，在连续出现雾后无明显耗散。另外从这三张 图可看出，西部双流的温度露点差的变率较大，东部岳池的变率最小，无雾时的 西部温度露点差在整个过程中均比东部、南部的大，

21、而露点温度一般又更低，说 明东部、南部水汽条件好于西部，西部成雾时气温更低，降温也更明显。11日白天天气晴好，气温较高，盆地内11日20时气温已比14时有明显下 降，但露点温度并未下降，资中反而有所升高，说明地面有增湿（图7.6a），结 合云图分析，11日白天到12日早晨均是晴空少云，12日雾的出现有很好的水汽 和辐射条件，20时到08时降温强，因而出现了全盆地的强浓雾天气。12日白天到上半夜盆地天气均较好，白天气温较高，傍晚开始有较快降温， 20点气温与露点温度接近，盆地部分地方已出现雾，雾形成较早，以后盆地大 部为低云影响（图7.6b），气温未能继续下降，气温较高，只有盆地南部包括资 中在

22、内的内江附近天空状况较好，夜晚降温明显，雾较强。这使得13日早晨盆 地虽然普遍出现了雾，但能见度低于100米的站数较少。13日白天盆地西北部多云间阴，气温有所上升，入夜后天气逐渐转晴，气 温明显下降，造成盆地西北部强浓雾天气。而南部、东部13日白天以阴为主， 气温无明显上升，20时气温与露点温度接近，地面水汽已达准饱和。13日夜晚 西北部天气晴好（图7.6c），降温明显，出现了很强的雾，双流能见度在100米 以下，而东部、南部为较薄的低云控制，西部夜晚降温较小，仍起了雾，但能见 度较大。14日白天到晚上上半夜盆地均为晴空，14日白天气温上升明显，露点温度 较高，水汽充足，特别是东南部的温度露点

23、差更小，上半夜全盆地降温均较明显， 盆地南部、东部已出现雾，西北部和南部云较弱，盆地东部起雾早。23时后， 有一带状云系东移，盆地东部达州、广安等地自东向西地面气温不降反升（7.6d）， 温度露点差增大，雾也自东向西减弱消失，南部雾维持，西北部雾增强，15日 08时100米以下浓雾主要出现在盆地北部和盆地南部。从以上分析可看出，此次全盆地的连续区域性大雾发生时，盆地为均压场控 制，盆地大部分站点为静风或微风，过程中盆地无雨；水汽是雾形成的重要条件 和影响因子，整个过程中空气水汽含量都很高，雾发生后水汽无明显耗散，在水 汽充分的条件下，略有降温就会形成雾;辐射降温是雾形成的另一重要影响因素， 同

24、时也是雾强度的决定因子之一，云层的分布决定辐射降温强度，夜晚天空状况 越好，辐射越强，降温越强，雾越浓。同时，雾的形成会减弱辐射降温强度，如 果雾形成较早，中高层又有云生成，会由于地面长波辐射和雾滴的凝结潜热释放 使得近地层增温，雾会较快消散，雾的维持时间较短。7.5.2高空要素和形势分析图7.7是成都探空站的温度露点差随时间的演变情况，从中可以看出： 500hPa温度露点差大部分时间在10C以上，高空湿度较小，而且11日晚和14 日晚700hPa湿度也较小，不利于中高层云的生成，因此利于地面形成辐射降温， 相应12、14、15日的雾较强，能见度低。30.025.020.015.010.0 ,

25、 、入 j一一 V 1 l,-0.011日08时11日20时搭08时12日20时13 008时13 022时14 008时14 022时15008时15 022时16 008时500hPa12.016.022.019.017.013.020.013.015.08.07.0* 700hPa3.09.02.43.71.31.222.025.011.06.01.3850hPa2.73.77.01.51.27.03.96.03.93.95.0925hPa2.77.05.04.51.52.23.45.022.01.41.2图7.7成都高空温度露点差（单位：。C）时间曲线图图7.8是2004年12月11日

26、至16日期间逐日500hPa流场图。11日08时 开始到12日，500hPa盆地均受高压脊前较强的西北气流控制，700hPa也由10 日20时的较强西南气流自西向东转为偏北气流，11日20时盆地700hPa为一反 气旋流场，同时次925hPa至500hPa盆地温度露点差较大，湿度较小，这使得 11日晚盆地上空晴空少云，具备了辐射降温的条件，11日20时地面气温下降较 快，成都上空925hPa温度已高于地面3度，逆温已经形成，逆温的形成有利于 低层水汽的保持。12日08时盆地700和850hPa均为明显的反气旋流场，说明 雾发生前和发生时中低层均为反气旋辐散流场，到12日白天盆地中低层反气旋 流

27、场则有所减弱，700hPa逐渐转为西南气流。12日晚到13日白天500hPa略有波动，700hPa转为较强西南气流，提供了 雾发生后的水汽补充，使得温度露点差减小，湿度增大。13日晚500hPa盆地为脊前西北气流影响，700hPa盆地为一低槽，盆地东南 部为西南气流，西北部为西北气流影响，盆地湿度增大，850hPa湿度减小。14 日08时500hPa和700hPa的西北气流加强，湿度减小，不利于中高云的生成。14日晚500hPa为强的西北气流，中低层为反气旋流场。15日08时到20 时500hPa转为槽前西南气流，但中亚仍为一高脊，850hPa和925hPa盆地均维 持反气旋流场，也即低层仍为

28、下沉辐散流场，08时700hPa在盆地北部、盆地南 部到贵州分别为一反气旋流场，20时盆地西南为辐合流场，盆地中部和东部为 两高之间的辐合带，这也是中东部带状云系夜晚形成，致使雾较弱的重要成因。16日后500hPa仍为脊前西北气流控制，但中低层多为辐合流场，雾站数逐 日减小，强度也减弱。以上高空形势结合雾的强度和发生范围分析可看出，盆地受高空脊前西北气 流控制时有利雾的发生，中低层的反气旋下沉气流有利于雾的形成，反气旋下沉 气流强弱与雾的强弱是正相关关系，高层和中低层流场配置的不同变化会影响云 的形成和水汽条件，进而影响雾的形成时间早晚、强弱及维持时间长短，中低层 由西南气流转为西北气流利于雾的增强，由西北气流转为西南气流雾将减弱。图7.8 2004年12月11日至16日500hPa流场参考文献徐会明等，四川省大雾天气的气候特征，四川气象，2004,3： 34-36郝丽萍，周莉蓉等.低通见度新等级划分标准的确定.四川气象，2004,2： 62-63夏立新，黄石璞.河南省