江苏沿海高速公路低能见度浓雾的气候特征和影响因子研究

文章对2012年6月至2014年6月期间发生于江苏省沿海高速公路的浓雾过程(能见度0.5 km)进行统计分析,探讨了低能见度浓雾的气候特征、气象要素变化以及主要环流形势背景。研究结果表明:(1)低能见度浓雾月分布次数有显著差异,3-6月、12月至次年2月雾发生次数最高,春、冬季高于夏、秋季;03:00-05:00为低能见度生成的高峰时段,08:00左右为消散峰值时段。(2)能见度低于0.5 km后,如果相对湿度继续增大到97%左右、温度处于0~4℃、风速在0~2 m·s~(-1)、风向在ENE-SSE,能见度可能继续下降到0.2 km以下。(3)对150366个样本的环流背景统计分析表明,中北部路段的低能见度天气大多数是由锋前雾引起的,主要出现在中低层暖区域内,地面为冷锋前部弱气压场的环流条件下。全路段大面积低能见度天气由辐射雾和平流雾造成,辐射雾天气形势主要是高层为下沉气流,配合地面受弱高压或高压南下;平流雾出现在中低层暖性系统,地面位于入海高压后部或低压倒槽东侧,低层盛行偏东风或东南风。(4)"象鼻型"先期振荡现象适用于沿海高速公路低能见度预报过程,尤其对能见度稳定维持0.2 km以下的浓雾过程有很好的预警和监测作用。     

安徽省区域性强浓雾气候特征及影响因子

根据强浓雾发生的同步性,可将安徽分为5个不同的区域。为了解安徽区域性强浓雾的演变规律及成因,首先利用1980—2019年安徽省68个资料完整的国家级气象观测站08时能见度、相对湿度和天气现象资料,探讨了各区域区域性强浓雾的判定标准,建立各区域40 a的区域性强浓雾日时序资料,分析了区域性强浓雾的年际和年代际变化趋势;然后利用2016—2019年77个国家级气象观测站逐时资料分析了不同区域区域性强浓雾的年变化、日变化及持续时间分布等特征;最后,探讨了冬季区域性强浓雾年际变化的成因。结果表明:（1）1980—2019年,沿淮淮北3个区域区域性强浓雾日数都有先升后降的变化趋势,转折点在2006/2007年;1980—2007年区域性强浓雾日数呈明显的上升趋势,应归因于气溶胶粒子浓度升高。年代际比较,各区域区域性强浓雾日数都是20世纪90年代或21世纪最初10年最多,21世纪第2个10年最少;各区域区域性强浓雾出现日数年际变化大,最少的年份0—1 d,最多年份可超过10 d。（2）2016—2019年,各区域年均区域性强浓雾日数14—17 d,主要集中在仲秋到仲春;持续1 h的强浓雾日占比最高,持续3 h的样本是另一个峰值;淮河以北2个区域年均区域性强浓雾日数最多、且持续时间达到3 h及以上的区域性强浓雾占比最高。（3）淮河以北冬季区域性强浓雾日数与降水日数、降水量、相对湿度和08时气温均呈较为显著的正相关,而与风速和小风日数相关不显著;沿江地区冬季区域性强浓雾日数主要受地面风速影响;而江南冬季强浓雾日数与各地面因子均不存在明显相关。（4）以1月为例,各区域区域性强浓雾日数都与纬向环流指数呈正相关,沿淮淮北3个区域区域性强浓雾日数都与东亚槽位置呈正相关,而与东亚槽强度相关不明显。说明纬向型环流、东亚槽位置偏东有助于安徽沿淮淮北形成强浓雾。进一步分析发现,雾多的1月海平面气压中40°N以北的1030 hPa等值线位置偏东（如在120°E以东）,近地层偏东风较强,地面湿度偏高。      

2000年以来黑龙江省浓雾气候特征及秋季浓雾天气异常环流特征

探讨了黑龙江省2000年以来浓雾时空分布特征以及秋季浓雾异常环流特征和环流分型。结果表明：黑龙江省浓雾春季和冬季少,夏季最多,但多发生在山区,持续时间短,局地性强;范围大、持续时间长、灾害重的浓雾天气主要出现在秋季,其中10—11月持续性浓雾天气过程均发生在2010年以后。黑龙江省秋季浓雾多发生在暖湿空气较强的环境条件下,根据500 hPa高度场和距平场特征把秋季偏暖背景下浓雾发生的主要环流型分为西低东高型和纬向型,黑龙江省中低层正高度距平、850 hPa距平风场上反气旋环流以及西北太平洋副热带高压常偏北偏强等异常环流特征对浓雾中短期预报有较好的指示意义。     

四川高速公路封道强浓雾特征及其成因分析

利用2006—2013年四川高速公路强浓雾封道资料及气象资料,分析了造成四川高速公路封道的强浓雾特征,并通过天气环流条件和气象要素特征分析,研究了形成封道强浓雾的气象成因。结果表明:四川高速公路强浓雾封道主要出现在11月至次年1月,主要在清晨05:00—08:00开始,08:00—11:00结束,持续时间一般为0~9h。均压场是封道强浓雾的地面环流条件,低层为高压环流控制,高空环流条件为西北气流型和平直西风气流型。夜间辐射降温明显,地面到近地层风速弱、湿度大及存在逆温层,有利于封道强浓雾的出现。     

基于高速公路气象监测数据分析的浓雾预报指标

利用京秦高速公路沿线交通气象监测站实况资料,通过对84个站次的浓雾雾生和雾消各气象要素变化特征进行分析,归纳出高速公路沿线浓雾和强浓雾天气雾生雾消的预报指标。爆发性强浓雾期间能见度少波动,在能见度爆发下降前,温度下降过程中的小幅上升对能见度突然下降有很好的指示作用;相对湿度在能见度爆发下降前1 h内达到80%以上。一般性强浓雾大多数出现在温度波动之后继续直线下降期间;在500 m浓雾出现15 h之前空气相对湿度达90%以上,能见度达50 m之前相对湿度基本达饱和状态。浓雾消散主要有两个方面,因冷空气造成的雾消,预报应着眼于冷空气前锋影响高速公路所在区域的时间;而由辐射升温造成的雾消,预报应着眼于对天空状况和升温速度的判断。     

江苏省夏季浓雾的时空分布特征及气象影响因子分析

利用江苏省70个国家基本站逐10 min连续观测资料,对江苏省夏季浓雾的时空分布特征及影响因子进行分析研究。结果表明:(1)夏季浓雾易在气温小于29℃、风速低于3 m·s~(-1),且盛行偏东风的条件下形成;低温高湿的梅雨期是夏季浓雾在6月高发(42.4%)的可能原因。(2)夏季浓雾生消时间与秋、冬季显著不同,主要发生于00—06时,消散集中于05—08时,持续时间主要在6 h以内。(3)夏季浓雾以辐射雾为主,辐射雾、平流雾和锋面雾分别占58. 1%、35. 5%和6.4%。(4)夏季浓雾发生频次呈现从东北部沿海地区向西南部内陆地区递减的趋势,淮北地区夜间降温幅度高于苏南地区是出现这一现象的主要原因。(5)成雾前6～24 h出现的弱降水为近地层提供水汽,此后天气转晴,静稳的大气层结下有利于夏季浓雾的出现。     

西安咸阳国际机场专用高速公路雾的特征及影响因子

利用西安咸阳国际机场专用高速公路(以下简称西咸机场高速公路)段交通气象站及其10km范围内区(县)气象站的观测资料,以及MICAPS高空和地面资料,研究了西咸机场高速公路雾的变化特征、典型环流形势和气象影响因子。结果表明:雾主要发生在夜间至清晨,能见度越小的雾生成的时间越集中,2月、4月和10—12月出现的雾可持续较长的时间;典型雾日,500hPa陕西关中地区为一致的西北或偏西气流,850hPa陕西关中及其以南地区受弱暖脊控制且处于反气旋环流的底部,西咸机场高速公路及其周边地区近地面层有逆温形成,且风速小,湿度大;有利于雾发生的气象条件包括相对湿度≥80%、地面风速≤3m/s和地表温度与气温之差≥-3℃等,14时相对湿度、14时气温与未来时刻气温的差都与相应时刻能见度密切相关。     

江苏省秋冬季强浓雾发展的一些特征

运用江苏省72个国家基本气象观测站和339个交通气象观测站资料,对2013年12月1-9日、2015年10月23日、12月22日及2016年2月12日出现的四次全省性的以辐射降温为主的强浓雾和特强浓雾过程进行分析,筛选出194个站例,对江苏省秋、冬季强浓雾生消的气候特征、雾爆发增强的微物理特征及雾爆发性增长的触发因子进行分析。结果表明:(1)雾爆发性增强的本质是雾在很短时间内雾滴增多增大,雾含水量呈几个数量级的增加,从而导致雾区能见度快速下降。(2)夜间辐射降温突然增强、底层弱冷空气入侵、日出后蒸发量加大及湖陆风效应是雾爆发性增长的触发因子。     

丹东地区沿海和山区降雪气候特征

利用丹东地区4个观测站1955—2010年逐年10月至翌年4月逐日降水量、天气现象、雪深等资料,对丹东地区南部沿海和北部山区降雪气候特征进行了分析,结果表明:丹东地区沿海和山区降雪初日、终日及初终日间隔日数、年降雪日数、年降雪量、降水相态、日最大降雪量、日最大积雪深度等平均特征不同。与山区相比,沿海降雪初期较晚,终期较早,初、终日间日数较短,年降雪日数和年降雪量相对较少。在丹东地区1955—2010年降雪时段平均气温升高趋势显著背景下,丹东地区降雪初期推迟、终期提前、初终日间隔日数缩短;降雪日数减少,其中雨夹雪日数所占百分比显著增多;降雪量减少,其中主要是纯雪量减少;日最大降雪量和积雪深度呈减小趋势;沿海和山区变化幅度不同。     

北京地区高速公路能见度气候特征

通过对交通管理部门的咨询，参考气象上对能见度的分级，将高速公路能见度分为7级。对1980－1998年北京地区20个地面气象观测站能见度资料和首都机场高速公路和八达岭高速公路经过的顺义、昌平两地能见度进行统计分析，结果表明北京地区低能见度的出现频率比两条高速公路低能见度的出现频率高，北京地区及两条高速公路的各级能见度的逐年、逐月变化趋势相同。     

1999—2018年锦州地区大雾气候特征及成因分析

应用常规气象观测资料、能见度仪观测资料,分析1999—2018年锦州地区大雾气候特征及成因。结果表明：锦州地区雾日年总频次多年平均为33次,存在12 a、6 a和3 a的变化周期。锦州地区典型大雾过程主要分为弱低压槽型、雨后弱高压型。大雾存在日变化。雾前T-T_d为4—14℃,风速为4 m·s^-1以下,偏南风占50%,偏北风占38%,静风占12%;雾发展阶段T-T_d为0—4℃,平均风速为2.2 m·s^-1,偏南风占58%,偏北风占42%;浓雾阶段T-T_d为0—2℃,平均风速为1.9 m·s^-1,偏南风占58%,偏北风占42%;雾减弱到消散阶段T-T_d逐渐升高,平均风速为3.3 m·s^-1,偏北风占58%。大雾期间,均出现逆温和湿层。     

2011年12月3-7日山东省连续大雾分析

利用2011年12月1-7日的常规探测资料和NCEP再分析资料,采取诊断分析的方法,分析了山东省大范围连续性大雾产生的天气背景、温湿条件和大气层结等特征。结果表明：此次连续大雾发生在稳定的大气层结下,高空中纬度环流平直,地面气压场上表现为从东西伯利亚到华南一个庞大的变性高压区（山东处于高压的中部）,天气形势稳定;在高分辨率可见光云图上,大雾图像顶部较光滑、边缘较清晰,在红外云图上特征不明显;近地面层是弱的东到东北风（风力在2 m·s^-1以下）,既有利于海洋上暖湿气流的平流输送,也为较冷的下垫面的建立创造了条件;大气边界层湍流活跃,湍流动力垂直输送明显;大雾初期低空有明显的逆温层,天气状况较好,辐射降温明显,大雾性质以辐射雾为主,中后期是暖湿空气平流到温度较低的下垫面上时冷却而形成,以平流雾为主。     

沪宁高速公路团雾发生规律及局地性分析

为探索高速公路团雾天气的发生规律和局地性特征,根据布设于中国沪宁高速公路沿线的AWMS系统实测资料,对2006—2009年期间该公路上发生的团雾和大雾过程进行了统计分析,探讨了团雾发生的气象和地形、地貌条件,并对临湖环境的公路东部路段和临江环境的中西部路段的团雾特征作了比较。研究表明：（1）沪宁高速公路上团雾和大雾的季节变化有着相似的季节分布,都是秋、冬、春季发生频率高,夏季发生频率低。（2）团雾和大雾因路段和站点不同而差异较大,大雾的分布是东少西多,团雾的分布趋势则是东部的临湖路段中有4个站点发生频率高,其余站点低,西部的临江路段则发生频率普遍高。（3）一般,团雾发生的气象条件是温度在-4~30℃,相对湿度在85%~95%,风速在3 m·s^-1以内;团雾的主要发生时段在00—06时之间,通常在生成后的4 h内消散。（4）东部路段中的临湖环境,提供了团雾形成的有利条件,中西部的临江路段,则由于丘陵地形作用和水汽及气溶胶输送通道而成为团雾高发的区域。（5）在夏季大气对流运动频繁,城市近地层污染物易于扩散,雾和霾都不易形成;而冬季近地层大气对流不活跃,常不利于污染物扩散,这使得城市雾和霾的容易形成且不易消散。     

安徽省不同等级雾和重度霾时空分布特征及地面气象条件比较

雾和霾都是低能见度天气,生成条件相似。利用安徽78个地面站逐时观测资料,基于雾、霾发生物理条件,建立了不同等级雾日和重度霾日的观测诊断方法,重建了不同等级雾和重度霾的时序资料。根据各站强浓雾发生的同步性,将安徽分为5个雾、霾分布特征不同的区域,探讨了各区域不同等级雾及重度霾出现时地面气象条件的异同。结果表明:（1）安徽省强浓雾主要是辐射雾。强浓雾、浓雾和大雾空间分布形势大体一致,淮河以北东、西部和江南都属于强浓雾高发区,但各地强浓雾的时、空分布特征和影响系统不同;重度霾有明显的北多、南少、山区最少的分布特征。（2）强浓雾年变化呈双峰型分布,峰值在1月和4月,日变化为单峰型,峰值在06时;而重度霾年变化为单峰型,峰值在1月,日变化为双峰型。（3）在强浓雾的高发时段（02—08时）,强浓雾时降温幅度最大,比重度霾平均高1℃,风速显著偏低,超过75%的样本风速低于1.5 m/s,且无明显主导风向;而重度霾时,风速比雾时明显要大,个别区域有超过75%的样本风速大于1.5 m/s,且以西北风到东北风为主。说明重度霾能否演变为强浓雾的关键地面气象因子是风速、风向和降温幅度。      

沈大高速公路两侧土壤重金属污染分布特征研究

对沈大高速公路沈阳、辽阳、鞍山、营口和大连段两侧土壤中铅、镉、锌、铬、镍和铜的含量进行测定。结果表明:在距路肩250 m范围内,各段土壤中铅、镉均有不同程度的累积,锌、铬、镍、铜污染不显著。土壤中铅、镉最大污染指数为3.34和2.42,污染较高值出现在距路肩50 m内,尤以20—40 m为高,除铅外其余重金属含量在距路肩150 m以外趋于背景值,但土壤中铅污染为250 m以外。     

辽西地区区域性大雾气候统计特征及预报

利用1995～2004年辽西地区4个代表站的大雾观测资料,分析了区域性大雾天气的气候统计特征,统计出易产生大雾天气的地面和高空形势场及出现频率,并从大雾产生的条件和形成机制入手,提出判别大雾出现的预报指标,并结合近10 a的历史资料对预报指标进行了验证,平均历史概括率为81.0%。选取2004年7月1日—12月31日单站历史资料进行抽样预报效果检验,总空报率为22.2%,漏报率为5.1%,检验效果较好。     

沈大高速公路雾气候特征与气象要素分析

利用1958—2007年沈大高速公路沿线6站雾日资料对沈大高速公路雾的气候特征及气象要素进行分析。结果表明：沿海地区雾日偏多,且总体呈上升趋势,内陆地区雾日偏少,且呈下降趋势。内陆地区雾多出现在秋冬季,沿海地区多出现在夏季。雾多在凌晨至日出前后时段生成,日出后逐渐消散,持续时间多为1—3 h。相对湿度、气温、风速和风向对雾的预报有较好指示意义：当相对湿度在90%—100%时,春季气温为-5—15 ℃、夏季为16—24 ℃、秋季为-3~19℃、内陆冬季为-20~2 ℃,沿海冬季为-7~4 ℃范围内,内陆风速为0—3 m•s-1,沿海风速为0—6 m•s-1,且沿海地区为偏南风时,雾易发生。     

济南冬季雾微物理结构特征

2016年12月19日—2017年1月9日,受静稳天气影响,济南接连出现了10次大雾天气过程,期间最低能见度不足50 m。利用10次冬季雾过程收集的雾滴谱资料、自动气象观测站加密资料、NCEP/NCAR再分析资料以及常规气象资料,分析了济南冬季雾期间的环流背景、雾类型以及微物理结构特征等。结果表明：济南冬季雾中以小滴为主,直径8 μm以下的小滴占总数的88%以上,小滴数与数浓度具有较好的线性关系;谱型有“单峰窄谱”和“多峰宽谱”之分,“单峰窄谱”雾谱宽不超过13 μm,小雾滴所占比例很高,液态含水量与数浓度具有较好的线性关系,各微物理量较小,“多峰宽谱”雾平均谱宽在34 μm以上,液态含水量与直径12 μm以上的大滴数具有较好的线性关系,各微物理量较大;平流辐射雾的数浓度和液态含水量最大,辐射雾次之,蒸发雾最小;冬季雾具有明显的地域性特征,与南京和上海相比,济南冬季雾数浓度明显偏小;辐射雾和平流辐射雾中液态含水量偏小1～2个数量级,且谱宽明显偏窄。     

梅州城区雾和霾的气候特征分析

为了研究本地区雾和霾的规律和趋势,利用梅州市气象局1990-2008年近20a的雾日和霾日统计资料,通过线性回归分析的方法从年、季和持续时间上分析了梅州城区的雾、霾气候特征.结果表明：1990-2008年期间梅州城区雾日数呈逐渐显著性减少的趋势,年雾日数减少幅度为0.4561d/a,霾日数从2005年之后开始呈明显增加趋势;雾在冬季最多,秋季和夏季最少,霾在冬季最多,夏季最少.另外,霾一年四季均有出现,且出现的几率不断增加,持续时间也不断增长.     

山东区域性辐射雾时空分布及地面气象要素特征分析

选取2016—2019年共61次山东区域性辐射雾天气过程,利用山东122个国家级气象观测站逐小时观测资料,对其时空分布及地面气象要素特征进行分析。结果表明：1）山东辐射雾具有显著的季节和日变化特征,主要发生在10月—次年2月,持续性大雾主要发生在1月和12月,一天中20时以后大雾频次增加,02—08时为雾最集中的时段,07时前后达到峰值,下午一般无强浓雾出现。2）辐射雾空间分布呈现明显“西多东少”格局,主要出现在鲁西北和鲁西南地区,山区和半岛沿海地区较少,强浓雾和特强浓雾主要分布在德州、聊城及菏泽等地。3）区域性辐射雾发生时,地面无突出风向,北风略占优势,风速多在3 m·s-1以下;各等级雾形成前气温和露点温度均存在不同程度的下降,20时气温与次日最低气温温差在2～6 ℃、14时地面露点与最低能见度时刻地面露点的温差在1～5 ℃时最有利于辐射雾的发生;随着辐射雾强度的增强,对温度露点差和地面相对湿度的要求越来越高,出现大雾时的温度露点差主要在2 ℃以下,相对湿度大于90%;出现浓雾、强浓雾和特强浓雾时的温度露点差小于1 ℃,相对湿度大于95%。