1.66350部队,河北保定071000
2.河北省气象局,河北石家庄050021
摘要利用常规气象资料、自动站气象监测资料,对2013年1月11-14日和22-24日保定两次大雾过程天气形势及层结结构进行分析,发现强浓雾出现(VV<200米)时,逆温层较低、较浅,绝大部分在925hPa以下且逆温值强大,高湿度区(相对湿度大于90%)多集中在200m以下近地层;地面饱和(T-Td<0.5),有弱风向辐合。对大雾出现的波动分析,发现冷空气及其路径、中高云对雾的强度变化有一定关联。
关键词强浓雾、逆温、湿度
1引言
保定机场地处河北中部太行山东麓,东临渤海,独特地理位置决定了保定冬季大雾易发多发。在大雾预报中,对强度及持续时间难以判断,对弱冷空气、高云、冷空气扩散等因素对雾的影响程度较难把握。本文对2013年1月11-14日和22-24日保定机场两次大雾过程进行分析,以了解强浓雾时段的环流形势、结构特点及弱冷空气及其路径、中高云对雾的影响,为做好大雾天气预报提供参考。
2大雾天气概述
2013年1月11-14日和22-24日,保定出现两次大雾天气过程,影响范围大,维持时间长,影响了飞行训练和市民生活。大雾期间12日、22日为强浓雾时段,全天能见度在300米以下,22日早晨最小能见度仅有5米且维持时间达5小时(图1)。13日白天、15日凌晨和24日中午是大雾减弱和消散阶段。
图2,1月12日08时500hPa高空图上,保定为西偏北气流控制,风速28米/秒,气温-29℃,高度场与温度场基本平行,无明显冷空气,环流形势稳定。850hPa为弱暖脊控制,风向西偏北,风速5m/s,气温-5℃,弱暖脊的存在有利于出雾。地面图上,蒙古国有一气压中心为1038hPa的冷高压,保定处在冷锋前部均压场中,偏南风2米/秒,温度露点差0.4,河北中南部有大范围雾区。北京T-logp图上,从1005hPa至966hPa有8℃逆温,1000hPa以下相对湿度大于90%,温度露点差为1℃,饱和,风速小于2米/秒,850百帕以上相对湿度小于30%,沙氏指数12.19,说明近地层湿度条件好,风速小,中上层干,大气层结稳定。
1月22日08时500hPa图上,保定为西偏北气流控制,风速14米/秒,气温-29℃。850hPa保定处在高压脊中,风向西北偏西,风速7m/s,暖脊利于近地层逆温生成与维持。地面图上,内蒙古中东部有一气压值为1040hPa的高压中心,保定处在冷高压前沿相对弱气压场中,西南风2米/秒,温度露点差为0.9℃,河北中南部有大范围雾区。北京T-logp图上,1027hPa至1000hPa有6℃的逆温,1027hPa以下相对湿度大于90%,温度露点差为1,饱和,风速小于2米/秒,850百帕以上相对湿度小于30%,沙氏指数15.71,较12日08时逆温层更低、更浅,湿度层更薄。(图略)
3弱冷空气、冷空气路径及中高云对雾的影响
3.1弱冷空气影响(1月12-13日)
图3,1月12日20时500hPa图上,河套地区有一短波槽,保定为偏西气流控制,13日08时,短波槽移过保定,保定转为西北气流控制,24小时变温-1℃,说明高空北部有弱冷空气侵入。1月12日20时和13日08时850hPa高空图上,保定受西南气流控制,风速5米/秒,有暖湿平流存在,13日08时850hPa出现-4℃的24小时变温。高空形势已不利于大雾维持和加强。
12日20时地面图上,内蒙古北部边界有一高压中心为1035hPa冷高压,13日08时,冷高压中心东移减弱为1030hPa,在华北形成南高北低的气压场形势,地面北风4米/秒,轻雾,能见度转为600米以上,说明弱冷空气已扩散到地面。12日20时北京T-logp图上,逆温层抬升至925hPa,湿度层增厚至996hPa,13日08时,逆温层抬升至850hPa以上,近地层逆温消失,湿层厚度增至850hPa。逆温层抬高和湿层增厚利于大雾减弱,但不会彻底消散。实况13日9:30分以后,大雾减弱,能见度转1km以上,但在夜间大雾又重新生成。(图略)
3.2中高云影响(1月14-15日)
图4,14日20时500hPa图上,河套地区有西来槽,保定由槽前西偏南气流控制,风速28米/秒;15日08时,西来槽移至保定,保定转为西北偏西气流控制,风速27米/秒,24小时变温-3℃。14日20时850hPa图上,在保定西侧有西来槽,保定处在槽前偏南气流中,有暖湿平流,风速9米/秒,到15日08时,西来槽移过保定,保定转为西北偏西气流控制,风速9米/秒,并出现-9℃的24小时变温,同时,天空状况转为中低云,云量不断增厚,在北京以北出现降雪天气。14日20时和15日08时北京T-logp图上(图略),逆温层在850hPa以上,湿度层也增厚至850hPa。云和降雪利于雾减弱和消散。实况15日凌晨大雾减弱消散。
图5,24日08时500hPa图上,东北地区有一冷涡,保定处在冷涡后部西北气流中,气温-32℃,24小时无变温。850hPa保定为西北气流,风速18米/秒,较23日08时增大10米/秒,气温-12℃,有-9℃的24小时变温,等温线与等高线近乎垂直,冷平流明显,说明在中低层有较强冷空气侵入。24日08时地面图上,西北偏西方向有气压中心为1040hPa冷高压沿西北偏西路径向东南移动,受太行山阻挡,等压线转为南北向。24日08时北京T-logp图上,逆温层基本消失,近地层无湿层,整层相对湿度在30%以下。逆温层和湿度层的消失,预示大雾将消散。实况14日12:30以后大雾消散。
4结论
(1)稳定的大气环流形势是出现大雾的天气背景,地面弱气压场有利于出雾;
(2)逆温层在925hPa以下或更低、更浅且逆温幅度强大(河北冬季平均逆温值在4.1-6.4℃之间【1】),湿度层厚度(温度露点差≤3℃)在200m(1000hPa)以下,湿层相对湿度在90%以上,中高层(850hPa以上)较干时,会导致大雾进一步维持或加强【2】;
(3)地面处在冷锋前或补充南下冷空气前相对弱气压场内,湿度大,饱和(T-Td<0.5),有风向辐合,易出现能见度很低的雾,但不是充要条件;
(4)高空北部有弱冷空气,低层有暖湿平流,地面北高南低形势,地面高压中心相对弱些为1035hPa左右,850hPa有-3—6℃变温,大雾减弱但不会彻底消散;
(5)500hPa有西来槽,850hPa有暖湿平流,中低层有云,大雾会减弱消散;
(6)偏西路径冷空气较强,地面高压中心相对强些为1045hPa左右,850hPa有-6—9℃降温,主体向东扩散,破坏层结稳定,大雾消散。
参考文献
[1]、[2]李江波.《河北省大雾特征与预报》,2011,3月.