郑州一次雾霾生消过程的气象要素影响分析 投稿:孙筻筼

  摘 要:利用郑州气象站的地面和探空资料,从逆温层、地面要素场等方面分析了郑州市2013年1月5日~31日持续性雾霾天气的特点、雾霾生消前后气象要素差异。   关键词:雾;霾;逆温层;地面要素场   中图分类号:S161.5 文献标识码:A D…

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  摘 要:利用郑州气象站的地面和探空资料,从逆温层、地面要素场等方面分析了郑州市2013年1月5日~31日持续性雾霾天气的特点、雾霾生消前后气象要素差异。

  关键词:雾;霾;逆温层;地面要素场
  中图分类号:S161.5 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160332068
  郑州气象站有高空探测和地面观测,2013年1月5~31日持续性雾霾天气影响较为严重,以此次过程为例,讨论1月份雾、霾生消、维持期间郑州单站的气象要素变化特征,分析其异同点,提取有预报指示意义的要素特征。
  1 逆温层的变化与雾霾的关系
  利用郑州气象站探空资料制作1月份逐日08和20时的850hPa/925hPa与地面温度差曲线图(图1),5日08时后,郑州上空开始出现逆温层,5~31日共26d,仅有4d逆温层被破坏,其它时段均有不同厚度和强度的逆温层存在于郑州上空,逆温层的存在,使低空形成暖区,处于大气层中的颗粒物和水汽在近地层聚积,从而形成一定厚度的雾和霾,同时逆温层的维持使得近地层水汽和污染物的扩散受阻,使得雾霾维持。5~7日,逆温层顶基本在925hPa,且存在于8:00,20:00被破坏,次日8:00重建,强度不强,925hPa与地面温度差最大时为4℃,这期间,郑州市区开始出现能见度为2~3km的霾,8日,郑州上空逆温层增厚,逆温层项到达850hPa高度,郑州市区霾持续并加重,能见度降至1km,10~16日,逆温层稳定维持且大部分时间维持在850hPa高度,08时逆温层强度为2~7℃,平均为4.1℃,20时逆温层较08时强度弱(个别时段高度下降至925hPa),为2~5℃,平均为1℃。14日08时逆温层达最强,温差达7℃,郑州市14日08时~16日20时能见度维持在1km以下,直到冷空入侵,逆温层暂时被破坏,郑州的能见度才略有好转;19日夜,降水开始,逆温层被彻底破坏,雾结束,由于降雪对空气起到一定净化作用,郑州持续的霾也暂时结束。23日08时,逆温层重建,且逆温层顶达850hPa,郑州雾霾再次出现,此后直到31日,郑州上空的逆温层都稳定维持,雾霾天气也逐渐加重,28日郑州逆温层达到最强,850hPa与地面温差达7℃,27日20时~29日14时郑州市的能见度一直维持在2km以下(28日白天一度低于500m)。
  2 雾霾生消和维持的地面要素场特征
  2.1 温、压、湿、风的差异
  郑州市区10日凌晨开始出现雾,12和13日以轻雾为主,14~16日雾霾共存,17~19日有霾无雾,22~23日以雾霾共存但湿度大以雾为主,24日雾霾均散去。雾和霾的预报难点在于生成和消散时间的预报,为研究雾和霾生成和消散前后地面气象要素的变化及二者的差异,选取郑州站仅有霾无雾的5~9日、17~19日和以雾影响为主的10~11、14、22~23日,分析雾、霾生成和消散前后温度、湿度、气压、风向风速的变化特征。
  表1给出了雾生成前一日20时和消散当日20时地面要素的变化,分析可知,雾和霾生成和消散时地面气象要素特征有共性也有一定差异。大雾出现前一天20时,气压场呈减弱趋势,一般△P24<0hPa,湿度明显增大,温度有小幅下降,说明有弱的冷平流入侵,前一日20时地面温度露点差一般<5℃,温度有小幅度下降,风向一般为0°~90°或由135°~225°方向的风转为0°~90°方向的风,风速<4m/s。大雾消散前一天20时,气压呈明显增强趋势,△P24>5hPa,湿度明显减小,地面温度露点差一般>10℃,风力增大,地面风速>4m/s。说明在气压场减弱,风力小,湿度大的条件下,大雾易生成,而随着冷空气侵入,风力加大,湿度下降,大雾将消散。
  霾则不同,霾出现前,气压也呈减弱趋势,温度升高,但湿度小,地面温度露点差>10℃,风向可为任意角度,风力较小;霾消散的气象条件与雾有相同之处,二者均为气压增大,风力加大,但湿度变化不同,雾消散时湿度明显减小,霾消散时,遇强冷空气侵入时,湿度同雾的变化相同,而若冷空气势力偏弱或降水过后,随着湿度的增大,霾可与雾共存,当湿度达到一定程度,则以雾的影响为主。
  2.2 云、降水与能见度关系
  冬季的雾多生成于凌晨05时后,以07~08时之间最浓,能见度最低,雾出现前一天夜间,多为晴空,总云量最多<3成,低云量无或<3成;降水过后,天气转晴或者总云量仍在90%以上,则次日清晨易出现大雾。霾一般出现在11时之后,以14~20时最多,霾出现前一天或多天无降水,夜间有中高云覆盖,总云量>5成,前一日20时风力小,当有降水发生后,次日霾将明显减弱或消散。
  2.3 雾、霾的相互影响
  2013年1月长时间持续的低能见度过程期间,雾和霾在大多数时段是共存的,其间凌晨至上午时段,以雾的影响为主,而午后则以霾的影响为主。当受霾影响,能见度在前一日20时已<2km,次日若湿度增大,则出现浓雾的可能性更大;而当浓雾出现后,如果无明显冷空气侵入,或无明显升温条件,则雾不能完全消散,能见度的好转幅度小,午后湿度虽下降至80%以下,但能见度仍持续较低,霾的影响加重。因此,在长时间内冷空气活动偏弱、气压场稳定的环流形势下,雾和霾将相互作用,相互依存,导致能见度持续较低,空气污染加剧,从而对交通、人体健康等产生重大影响。
  3 结论
  3.1 逆温层的形成和持续存在
  是雾、霾生成和维持的条件之一,逆温层厚度仅在925hPa,强度较弱时,易出现霾且持续,但<1km的雾则不易生成;当逆温层厚度达850hPa且稳定持续时,凌晨到上午易形成<1km的雾。
  3.2 地面的气象要素
  如温度、气压、云量、云状、降水等对雾和霾的生消和维持有不同影响。雾一般生成于凌晨05时后,以07~08时之间最浓,因此雾出现前一天夜间,多为晴空,总云量最多<3成,低云量无或<3成;而霾出现前一天或多天无降水,夜间有中高云覆盖,总云量>5成。降水过后利于雾的形成,对霾的减弱消散有利。在一定的环流背景下,雾和霾将相互作用,相互依存,导致能见度持续较低。
  参考文献
  [1] 李子华.中国近40年来雾的研究[J].气象学报,2001, 59(5):616-623.
  [2] 伍红雨,杜尧东,何健等.华南霾日和雾日的气候特征及变化[J].气象,2011,37(5):607-614.
  [3] 蔡子颖,韩素芹,吴彬贵等.天津一次雾过程的边界层特征研究[J].气象,2012,38(9):1103-1109.
  [4] 周贺玲,李丽萍,乐章燕等.河北省雾的气候特征及趋势研究[J].气象,2011,37(4):462-467.
  [5] 姚青,韩素芹,蔡子颖.天津一次持续低能见度事件的影响因素分析[J].气象,2012,38(6):688-694.
  作者简介:王春喜(1966-), 男,河南周口人,从事高空气象探测工作。

  摘 要:利用郑州气象站的地面和探空资料,从逆温层、地面要素场等方面分析了郑州市2013年1月5日~31日持续性雾霾天气的特点、雾霾生消前后气象要素差异。   关键词:雾;霾;逆温层;地面要素场   中图分类号:S161.5 文献标识码:A D…

  摘 要:利用郑州气象站的地面和探空资料,从逆温层、地面要素场等方面分析了郑州市2013年1月5日~31日持续性雾霾天气的特点、雾霾生消前后气象要素差异。   关键词:雾;霾;逆温层;地面要素场   中图分类号:S161.5 文献标识码:A D…

  摘 要:利用郑州气象站的地面和探空资料,从逆温层、地面要素场等方面分析了郑州市2013年1月5日~31日持续性雾霾天气的特点、雾霾生消前后气象要素差异。   关键词:雾;霾;逆温层;地面要素场   中图分类号:S161.5 文献标识码:A D…

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