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江西气象科技
JIANGXI METEOROLOGICAL SCIENCE&TECHNOLOGY
2002年 第25卷 第1期 No.1 2002

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江西区域性大雾出现前期云图云场特征

分析

 

李玉芳 , 许 彬 , 王 欢 , 张安云

(江西省环境预报中心,江西 南昌 330046)

 

 摘 要:主要介绍江西省区域性大雾中几种主要类型雾的前期云场特征,并介绍雾区已形成时的云场特征及多数连续性大雾天气的卫星云图云场特征。

 关键词:大雾 卫星云图 云场特征

 

    雾的生成与特定的天气形势和多种气象要素有关,其中与低层湿度相关最为密切,因而陆地上的雾也与系统性云系相伴出现。雾的类型不同,天气形势和前、后期云场特征也不相同。如辐射雾多形成在雨(阴)转晴的时候,因而从云场上看,雾形成在云带移过的地方;平流辐射雾多形成在晴转阴(雨)的前期,从云场上看,雾区形成在紧靠西部系统性云系东侧的晴空区;平流雾多形成在阴雨天气,前期温度高,空气湿度大,从云场上看,雾区就在系统性云带南侧或云带中。虽然单独用卫星云图不能作出雾的预报,但掌握这些特点就能了解形成区域性雾的总的天气形势,了解大概的云场,从而对认识雾和预报雾有一定的指导作用。

1 江西雾情和主要类型

  江西是介于多雾的四川盆地和少雾的西部高原之间的有雾省份之一。按照全省≥15站有雾算1个江西区域性雾日的标准,我们统计了1980~1993年每年多雾季节1~4月和10~12月的雾日。江西全省平均有33个区域性雾日,南昌市平均有25个雾日。如果按全年统计,雾日数还要多。据文献[1]介绍,多雾的重庆年平均有101个雾日,成都有74个雾日,西宁、拉萨则几乎无雾。江西大雾的类型主要有辐射雾、平流辐射雾和平流雾3种。各类雾形成的天气形势不同,反映在卫星云图上的云场特征也不同。

2 雾形成前的天气形势和卫星云图云场特征

2.1 辐射雾

  通常辐射雾形成在雨(阴)转晴、低层空气湿度大、风速小、大气层结稳定、低层有辐射逆温形成的天气条件下。江西辐射雾形成前,其天气形势一般有3种类型:(1) 华北到江南有长的低槽,槽的北段偏北偏东,有些与东北冷涡、华北冷涡相连,槽后有时有强锋区,但锋区在黄、淮以北,南段没有锋区,多为东西向切变,槽后到高原有不同强度的高压脊,江南低层高压(或均压场)内等压线、等温线稀疏,近地层风速小。前一天下午作预报时,切变正在江西上空,但由于高度场已为西高东低形势,切变将在短时间内继续南移,天气将转晴;云图上低槽云系位于华东沿海,云带的南段呈东西向且位于江南上空。(2) 有一部分为南支槽东移,槽后江南中部有高压脊(或均压场),江南中低层高度场也为西高东低形势,江淮地区等温线、等压线稀疏;云图上表现为南支槽云系东移,其西部有晴空区。(3) 江南中低层为南高北低形势,华东到西南为弱脊或均压场,低层转弱西南气流,高空有低槽东移;云图上也表现为东西向南支槽南压。当低槽移过江西中北部,天气转晴,辐射冷却而形成辐射雾。雾生成在雨转晴的地方,阴天、多云不晴的地区无雾。如果是黄、淮流域等中纬度的低槽冷锋东移,云图上则表现为这一带有逗点云、波动云,天气虽转晴,但常因风速大而无雾。所以在雨转晴类的辐射雾出现前期,江南的系统性云系多以移动性低槽、切变云系为主,云区对应前一天08时850 hPa图上,大部分测站t-td<5.0 ℃,湿度大;少部分雨停较早的站点湿度较小,t-td≥5.0 ℃,但不会太大。

  辐射雾多形成在低槽切变云系北部边缘。转晴的地方有可能有雾,而云区无雾。要注意的是这种类型有时中、低层为高压和偏北风,但高层无偏北气流,云图上有中高云的情况下无雾。如2001年10月5日,江西中部出现了12站浓雾就是1个典型的雨转晴的辐射雾个例。10月4日14时的红外卫星云图上,江南有南移的切变云带,第二天早上,雾生成在云带北部转晴的地方(图1)。

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图1  2001年10月4日14时红外卫星云图

2.2 平流辐射雾

  平流辐射雾的冷却成雾因素,有时以辐射冷却使空气湿度达到饱和成雾为主;有时以平流作用为主;有时2种冷却作用都强,这时形成的雾也浓。这类雾的前期天气形势也有2种类型:(1) 江南前期受强高压脊控制,天气晴好,但风速稍大、湿度小而当天无雾,对应08时850 hPa图上,相应区测站t-td≥5.0 ℃,多数≥10.0 ℃(湿度最小时出现过t-td≥30.0 ℃的样本,但到第二天也出现区域性大雾)。夜间湿度加大成雾主要是空气湿度小时辐射冷却作用更强,另外大的天气形势逐渐转处高压后部,低层转偏南风,空气湿度也逐渐加大。地面形势转为南高北低型,河套地区到云、贵2省或湖南西部有低槽、切变东移靠近江西,但短时间内的当夜江西仍维持晴朗天气;卫星云图上则表现为江西及东部地区为晴空区,西部及西南地区有系统性云系靠近。(2) 江南中部有小范围的高压,虽然短时间内江西正下雨,但天气将会转晴;云图上,江西西部有晴空区,晴空区西部又有中低云系发展东移。

  风速较小、天气晴朗、湿度大是这类雾形成的基本条件。这种类型湿度条件十分充足。特别第二种类型有多种湿度加大因素,即雨后转晴湿度大和暖湿平流增湿、强辐射冷却增湿。不论是哪一类,总的云场特征是:江南东部上空为高压控制的晴空少云区或将转晴空区,西部地区有系统性低槽、冷锋、切变云系或松散的高压后部云系缓慢东移,逐渐向江淮东部靠近,因湿度加大而生成平流辐射雾。1999年12月2日就是平流辐射雾的典型个例(图2),其中第二天早上,江西西部、南部出现了43站浓雾。

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图2  1999年12月2日13时红外卫星云图

2.3 平流雾

  平流雾多生成在阴雨天气。当天气连晴一段时间以后,气温明显升高,露点温度高,这时江南天气形势多为入海高压后部或低气压,中低层西南风加大,有时甚至出现低空急流,有些是明显的西南倒槽,空气湿度加大,含水量增多。850 hPa图上,江南北部t-td值小,接近饱和。南昌站的探空曲线上,低层有平流逆温。14时地面图上,湘、赣北部t-td≤2.0 ℃,近地面能见度终日很差,白天全天维持轻雾,能见度在2~3 km。夜间平流逆温作用致使形成浓的平流雾。卫星云图上,长江流域切变、冷锋云系逼近,浓雾出现在云带的南部边缘。有些过程雾出现在南、北两云带之间的狭窄晴空地带,南侧为西南季风云带,北侧为系统性低槽切变云系。图3是1999年6月26日14时卫星云图,次日江西北部出现了15站浓雾。

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图3  1999年6月26日14时红外卫星云图

3 雾形成时的云场特征

  以上介绍的是雾日前一天08时天气形势和14时左右的云场特征,即作预报时的云场特征。雾形成时,辐射雾和平流辐射雾有些共同特征,即云图上看上去都是晴空少云区。由于雾生成在低层,雾层温度与地面温度相差不多,所以红外云图上,雾区表现为晴空少云区或暗色的低云区;雾区的南侧和西南侧、西侧为云区所覆盖;持续时间长的平流辐射雾在可见光云图上也表现了这一特点。图4为1999年12月3日10时红外云图,当时江西已出现43站浓雾。从图中可以看出,雾区的周围被云区覆盖。因此下午考虑第二天早晨是否有雾时,若成雾的其它基本条件具备,并能判断夜间有一定区域的晴空区时,就可作出未来的雾区预报。

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图3  1999年6月26日14时红外卫星云图

4 连续性雾日云场变化过程

  连续性大雾过程往往发生在江南连续天晴的过程中,所以天气形势开始多是华东沿海为低槽区,槽后江南到高原为高压脊,主要锋区在黄、淮流域以北,地面为L型高压带中的多个高压中心有多次转换过程:第一天成雾多数是从雨停转晴后生成辐射雾开始的;第二或第三天地面有弱冷空气补充南下,江南西部有南支槽云系东移,云图上有多个南支小槽云系移出并减弱,从而形成平流辐射雾。如果南支小槽云系夜间正位于江西上空,由于云系致使辐射降温作用弱,相对有雾站数少,雾不浓;最后转高压后部,新的另一个西风带系统移近,形成平流雾。至此,连续雾日过程结束。如果连晴过程开始时华东沿海高空槽后锋区偏南,沿海有气旋波云系,云带南压后雨(阴)转晴,江南受较强的冷高压控制,常因高压前部偏北风速大而无雾。这种类型只有等高压变性入海后,河套西部又有另一小槽移近,低层转偏南风,风速较小,湿度增大,如果此时符合平流辐射雾类型的其它条件,则第一天就可能开始形成平流辐射雾;第二、三天……仍可能是平流辐射雾,最后是平流雾。有时地面江南为入海高压后部或弱脊控制,高空形势稳定少变,北方冷空气弱、南移慢,常有连续几天的平流辐射雾,最后也以平流雾结束连续大雾过程。连续大雾过程多数为3 d:其中第一、三天雾日站数多,面积广;中间1天雾站数少。主要原因是上面介绍的在2个高压的交替过程中,南支小槽云系有时正在夜间经过江南上空,因云量增多,辐射冷却减弱,不利于雾的形成。

5 结语

  (1) 辐射雾生成在云带移过而天气将转晴的地区,生成在前一天08时850 hPa图上t-td<5.0 ℃的低层湿度较大的地区。

  (2) 如果天气早已转晴,低层空气湿度小,08时850 hPa图上t-td≥5. 0 ℃,雾多形成在江南西部系统性云系东侧夜间晴朗的地区。这主要是空气湿度小,辐射冷却作用强的缘故。

  (3) 如果前期连续晴天,短期内天气将转坏,地面转高压后部,高原东部有低槽、冷锋云系移近,在露点高值区和云带前面将有可能生成平流雾。

  在此要说明的是,江西区域性雾虽有上述云场特征,即大面积区域性雾始终与系统性云系相伴随,但有上述特征的云场不一定会出现区域性大雾。雾的形成与多种气象因素有关,在进行预报时要注意把各种资料结合进行综合分析。

参考文献

1 孙奕敏.灾害性浓雾[M].北京:气象出版社,1994.7~8.

第一作者简介:李玉芳(1945-),女,高级工程师,主要从事中短期天气预报工作.