凌源地区低能见度特征分析与预报

摘要 通过统计2005―2014年凌源地区的气候资料，系统分析了凌源地区低能见度天气的年际变化、年变化和日变化特点，归纳出了低能见度天气地面、高空形势特点，提出了出现低能见度的预报指标，并对预报效果进行了检验。

关键词 低能见度；特征；天气形势；预报指标；凌源地区

中图分类号 P427.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）18-0240-02

凌源市地处辽西低山与丘陵地形区的中部，与河谷盆地相间排列，具有平行岭谷地貌特征。城市工业发达，采矿、冶炼、轧材等每年产生大量的工业废气，另受汽车尾气排放、居民用煤取暖等因素的影响，城市能见度的整体水平与其他城市相比明显偏差。特别是近2年，雾霾天气频发，城市整体低能见度日数明显增加，原来能见度在9：00就能达到2 km以上的天气形势，现在有时到12：00还达不到，以往好用的一些预报指标指导意义下降。该文通过对2005―2014年凌源地区近10年各类气象资料的统计，分≤1 km和1～2 km 2个层次详细分析了其变化特征，总结归纳出现低能见度天气的典型天气形势，提出新的预报着眼点与预报指标。

1 统计特征分析

低能见度天气是指由于近地面大气中悬浮的冰晶和水滴大量堆积而造成的水平能见度低于2 km的一种比较特殊的灾害性天气[1]。低能见度天气对人们出行、日常生活及经济生产都产生了严重的影响，许多气象工作者已经开始对低能见度的成因进行分析。王淑英等[2]分析了北京地区低能见度的气候特征；焦建丽等[3]分析了郑州市能见度的分布特征、变化规律及引起低能见度的气象因子；周巧兰等[4]分析了上海地区低能见度的季节、日变化特征以及影响低能见度的大气因子。这些研究成果对于分析凌源地区低能见度天气气候规律，做好低能见度预报具有很强的指导意义。为准确分析其特征，该文在资料统计时将低能见度又划分为 ≤1 km和1～2 km 2个层次。

1.1 年际变化

1.1.1 ≤1 km能见度的年际变化。≤1 km的能见度近10年共出现296 d，出现的总概率为8.2%，其中前5年共出现134 d，占45.3%，后5年共出现162 d，占54.7%，后5年比前5年增加了约9.4%。

1.1.2 1～2 km能见度的年际变化。1～2 km的能见度近10年共出现445 d，出现的总概率为12.2%。其中，前5年共出现191 d，占42.9%；后5年共出现254 d，占57.1%，后5年比前5年增加了约14.2%。

1.2 年变化

1.2.1 ≤1 km能见度的年变化。从图1可以看出，≤1 km能见度12月和翌年1月出现较多，其中1月出现最多，达到65 d，12月次之。11月至翌年3月出现日数占全年出现总日数的73.9%，4―10月出现相对较少。

1.2.2 1～2 km能见度的年变化。从图2可以看出，1～2 km低能见度12月和翌年1月仍然出现较多，其中1月出现最多，10年共出现86 d。11月至翌年3月出现日数占全年出现总日数的63.9%，其中4―6月出现最少。

1.3 日变化特征

依据逐时段观测记录统计表明：出现≤2 km低能见度时∞，能见度的日变化非常明显，呈现两峰两谷型，6：00―9：00与17：00―19：00为波谷，23：00至翌日2：00与14：00―16：00为波峰（图3）。一般情况下，≤2 km低能见度多出现在5：00―6：00前后，日出后7：00―8：00能见度达到最低，在日出后辐射增温和大气湍流作用的影响下，逆温层易遭到破坏，造成风向变化和风速增大，雾霾逐渐消散，且大多消散于10：00前后，在当日入夜前后又出现2次上烟雾情况。

2 低能见度天气形势

2.1 高空形势

西伯利亚及蒙古上空常受高压脊控制，库页岛及日本海的上空则为低压槽，同时，在威海至乌拉尔山一带始终维持着一个较深厚的低压槽并伴有冷中心。辽西地区高空受东亚大槽后部和贝加尔湖高压脊前部的西北气流控制，时常受冷空气侵袭，而这些冷空气的存在恰恰为本站低能见度的出现提供了充足的冷却条件。

2.2 地面形势

通过近10年的资料统计发现，在≤2 km能见度条件下，主要有以下5类典型天气形势：移动性高压型、均压场型、长白山小高压型、地形槽型和气旋前部型[1]。其中移动性高压型出现最多，占29.5%，均压场型出现次之，占21.1%，气旋前部型出现最少，仅占14.7%。

2.2.1 移动性高压型。在地面天气图上40°N以北为高压，高压中心位于内蒙附近的45°N地区，未来向偏东方向移动，一般会到达长白山或中朝边境地区。在该种天气形势下，凌源地区一般处于高压中心或底部，维持风速较小的东南风或偏东风，致使生成的雾霾浓度较大，夜间能见度转坏的时间较早，ง但持续时间不长。

2.2.2 均压场型。辽西地区的气压场呈鞍型，地面天气图上本站处于均压场中，周围气压梯度较弱，地面风速小，风向不固定，在此种形势下，本站最有利于上烟，如果入夜后相对湿度大于80%，22：00后出现辐射雾的可能性非常大。

2.2.3 长白山小高压型。地面图上蒙古地区为一完整高压，松辽平原为地形槽。在入夜后，由于山地的辐射冷却作用，长白山小高压形成，本站风向多为偏东或东南，且风速多在1～3 m/s，雾霾天气随之出现，能见度在1～2 h后会迅速降低。

2.2.4 地形槽型。地面图上蒙古高压脊伸向辽西地区，但并未分裂成小高压中心，松辽平原形成地形槽。由于梯度较弱，长白山虽无小高压存在，但亦为相对脊区，本站易吹地方性东风或东南风，特别有利于雾霾生成，造成低能见度天气。

2.2.5 气旋前部型。在欧亚地面天气图上，高压中心在蒙古西部，河套及其西北地区为高压。低压带自东北或华北向西延伸，气旋中心在内蒙以东、45°N以北，本区处在低压带中，地面到高空以偏南气流为主，有利于暖湿空气的输送。此时，无论是锋后的高压，还是与冷锋配合的低压都比较弱，锋后3 h变压常小于2 hPa，当锋面逼近时，本站受锋面逆温影响，常产生锋前大雾。 3 低能见度出现的条件及预报指标

3.1 出现条件

3.1.1 风的条件。微风（1～3 m/s）或者弱的偏南风、偏东风为雾霾的形成提供了有利条件，尤其是针对本站所处独特的地理位置，风的条件往往成为出现低能见度天气的决定因素。

3.1.2 层结条件。大气层结稳定程度的重要特征表现为雾霾天气。当近地面层结稳定或有逆温层存在时，对尘埃杂质或水汽的聚集有利，易形成雾霾。

3.1.3 水汽条件。当空气湿度越大，水汽充足或湿度层较厚时对低能见度天气的形成非常有利。

3.1.4 冷却条件。晴空辐射冷却或弱冷空气影响是形成低能见度天气的必要条件。

3.2 预报指标

3.2.1 大气稳定度。大气稳定度是预报低能见度首先要考虑的因子。当温度对数压力图上表现为低空（一般在1 000 m以下）出现逆温层，且2：00气温t02与低空（以850 hPa为准）气温t850满足t02-t850≤-1.5 ℃时，可预报有雾生成。逆温层的存在直接决定着雾霾的生成与消散，逆温层越厚，雾霾持续时间越长，越不易消散，当逆温层遭到破坏1～2 h后，雾霾才逐渐消散。

3.2.2 风向风速。从地面控制系统来看，出现低能见度时，地面多为偏东或东南风，风速一般为1～3 m/s。当本站风向转为偏西或偏北，风速大于4 m/s且有持续增加的趋势时即表明此次天气过程即将结束。而从高空风场来看，在500、700 hPa高度上，当高空垂直风切变较大时，由于高空动量下传的影响，地面风速逐渐加大，也预示着低能见度天气的结束。

3.2.3 水汽和湿度条件。一般14：00后相对湿度大于60%，则易在次日凌晨形成辐射雾，但持续时间短，浓度较小。18：00后相对湿度大于80%且有持续增大趋势时，则未来24 h内形成浓雾的可能性较大。高空形势方面，当预报无降水且高空（700、500 hPa）相对湿度大于25%、低空（850 hPa）相对湿度大于35%时，易出现轻雾天气；而当预报有降水且高空相对湿度大于30%、低空相对湿度大于60%时，易出现大雾天气。

4 结论

利用近10年本站观测资料对上述预报指标进行检验，结果表明：大气稳定度预报指标的历史概括率为78.3%，水汽与湿度预报指标的历史概括率为85.2%，而风向风速预报指标的历史概括率最高，达到86.9%，10年平均历史概括率为83.5%。由此可见，依据以上确立的预报指标对低能见度预报的可操作性较强[5-7]。

5 参考文献

[1] 盛裴轩，毛节泰，李建国，等.大气物理学[M].北京：北京大学出版社，2003.

[2] 王淑英，徐晓峰.北京地区低能见度的气候特征及影响因素[J].气象科技，2001（4）：23-26.

[3] 焦建丽，周志刚，王军.郑州市低能见度的统计分析[C]//中国气象学会，2008年年会：城市气象与城市可持续发展分会场论文集，北京：[出版者不详]，2008：194-197.

[4] 周巧兰，束炯，王坚捍.上海地区低能见度特征分析[J].气象与环境科学，2009，32（2）：26-29.

[5] 曹祥村，邵利民，王绪翔.大连低能见度气候特征及影响因素分析[J].海洋预报，2011（5）：44-49.

[6유] 王淑英，徐晓峰.北京地区低能见度的气候特征及影响因素[❤J].气象科技，2001（4）：23-26.

[7] 袁成松，梁敬东，焦圣明，等.低能见度浓雾监测、临近预报的实例分析与认识[J].气象科学，2007（6）：☿661-665.