贵州省地处云贵高原东段,地势西高东低,自中部向东、南、北三面降低,高原山地居多,其特殊地形导致贵州冬半年受云贵静止锋影响而多低温阴雨天气。在云贵静止锋系统影响下,贵州雨雾天气频发,给群众生活及交通安全带来严重影响。对于各地的锋面雾或雨雾天气,国内外学者进行了较多研究,取得不少科研成果。国外,Tardif和Rasmussen (2008)分析了纽约雨雾的宏观特征,指出雨雾发生时在近地层强逆温层中有弱的降水出现。Park等(2015)分析2012—2013年韩国洛东河附近的观测资料显示,该市共观测到6次锋面雾、4次辐射雾、13次平流雾、66次蒸发雾,研究区蒸发雾持续时间更长,这是冷空气与暖下垫面相互作用及水面蒸发的结果。Mager等(2016)对新西兰奥塔戈圣玛丽山脉中海拔地区的雾量和发生率的研究指出,锋面雾与南风和东北风有关,且锋面雾占该地区总降水量的8.3%。González-Viveros等(2017)对墨西哥的辐射、平流、锋面三类雾事件利用WRF模式进行了模拟研究。国内相关研究多见于我国中东部地区。鲍婧等(2018)研究认为,江苏省冬春两季为雨雾高发季,受降雨持续时间影响,对应的低能见度区间为500~1 000 m,且日变化明显。于华英等(2015)研究南京2007年12月6次雨雾过程表明,南京雨雾出现在偏东气流的作用下,先发生弱降水,空气近饱和,随后受到来自北方弱冷空气影响,水汽凝结形成雾。濮梅娟等(2018)基于对2013年12月江苏省连续3次区域性浓雾特征的分析,重点研究了锋面冷却雾的形成过程,指出锋面雾是由冷锋前部的冷平流冷却效应所致。黄治勇等(2012)根据湖北西南部一次连续性大雾的观测结果,对比了雨雾和辐射雾气象要素的差异,认为雨雾与降水的发生、持续和结束几乎同步,并存在多个逆温。李秀连等(2008)通过普查1999—2006年首都机场大雾能见度等要素揭示了其锋面雾发生时本站多处于冷锋前部,且其集中在傍晚到夜间,持续时间长。杨洁等(2013)分析2012年2月21—24日中南地区7个主要机场大范围大雾天气表明,华南静止锋、较强逆温层及弱冷空气入侵是造成大雾的重要原因。贵州省内从天气气候角度对贵州雨雾分类、成因及变化特征等的研究也有一些成果。杨静等(2011)研究指出,贵州秋冬季雾经常出现在云贵静止锋后冷区一侧,随锋面降水而产生,并称这种现象为锋面雾或雨雾;锋面雾易出现在傍晚和夜间,持续时间较长。崔庭等(2012)将贵州省黔西南州锋面雾天气形势分为南支槽前偏西气流型和高空槽后西北气流型,并指出锋面发生时低层空气潮湿,整层大气结构较稳定,低层有逆温,锋区附近有弱的上升运动。刘开宇等(2019)对贵阳机场一次锋面雾的分析表明,锋面雾发生在云贵静止锋减弱阶段,且出现在锋面暖区一侧。另外,罗喜平等(2008)研究指出,贵州雾时间分布具有明显的季节和日变化,其主要集中在冬半年(10月至次年2月),雾最少时段在5—7月。陈娟等(2013)对1961年以来贵州雾的气候统计结果显示21世纪以来贵州雾略呈减少趋势。
以往有关锋面雾或雨雾的研究并不局限在天气分析与气候统计方面,也有不少通过外场观测试验来揭示雾的结构。通过在北京南郊开展的大气边界层实验,王凯等(2006)对比分析了春冬两季出现雾的边界层风速、温度和湿度廓线结构及其伴随雾生消过程的演变。2001年2—3月在南岭山地(京珠高速公路粤境北段)浓雾路段开展了综合野外观测,邓雪娇等(2007)分析了有雾和无雾时的天气型和边界层风、温、湿结构特征,揭示了锋面逆温结构对雾的维持所起的重要作用。2006—2007年冬季在南京信息工程大学开展了雾的外场综合观测试验,严文莲等(2010)通过对外场观测资料及南京站2006—2008年常规观测资料的分析揭示了雨雾天气下的天气形势与其宏、微观结构特征,指出雨雾的本质是蒸发雾,南京雨雾的地面形势之一为锋面型,弱冷空气入侵是雨雾形成的重要条件,较强的逆温层是形成雨雾的又一重要条件。此外,也有多源观测设备用于雾的监测、分析和研究。李宏宇等(2010)将多通道微波辐射计、边界层风廓线仪等多源观测及资料用于2007年秋冬季北京地区雨雾和雪雾两次共生天气中气象要素的变化监测和研究。也有学者将HTG-4型微波辐射计用于探测昆明机场的温(湿)度和水汽含量(欧映瑜等,2018),或将714KaDP型毫米波脉冲多普勒雷达用于该机场低云、低能见度天气监测(牟艳彬等,2018),或将Airda-HTG3型微波辐射计用于机场冬季浓雾的监测(朱雯娜等,2018),或使用MP-3000A型地基微波辐射计采集降水前大气水汽含量和云液态水含量数据(敖雪等,2011)。
上述成果和结论对开展锋面雾或雨雾研究、指导预报业务实践具有重要意义。然而,这些研究主要集中在江苏等华东和北京等华北的平原地区,对西南地区与静止锋相关的锋面雾研究涉及较少。那么,在云贵静止锋背景下,不同季节锋面雾的天气特征是否有差异?静止锋对锋面雾的生消有何影响?为弄清这些问题,深入认识和理解静止锋背景下锋面雾生成和发展机制,本文在前人研究的基础上,利用实况观测资料及NCEP/NCAR再分析资料,采用统计方法、合成方法,从锋面雾的基本特征、环流背景和天气系统、温湿特征以及静止锋对锋面雾生消影响等方面开展研究,以期为锋面雾预报提供参考依据。
1 资料来源与个例选取本文使用资料包括:(1)贵州省气象信息中心提供的2000—2013年贵州省84个国家级气象观测站逐日雾天气现象及地面02、08、14、20时(北京时,下同) 4个时次、经过质量控制的能见度资料,该资料可用于雾的统计。由于从2014年开始地面气象观测改为自动观测,两者观测结果存在一定差异,因而文中对2014年后的能见度观测资料未作统计。(2)同期MICAPS全国高空天气实况观测资料及地面云量、气温、降水等实况资料,其中探空资料用于锋面雾个例温湿场特征统计,地面资料用作锋面分析参考。(3)同期NCEP/ NCAR每日4次水平分辨率1°×1°再分析资料,该资料用于所挑选个例的诊断分析。
根据《地面气象观测规范》(中国气象局,2003)规定,雾是大量微小水滴浮游空中、常呈乳白色、使水平能见度小于1.0 km的天气现象。锋面雾的统计标准如下: (1) 02、08、14、20时地面天气图上贵州和云南之间有静止锋存在;(2)地面常规气象观测站记录有雾;(3) 08—08时24 h有降水,由于能见度随着降水强度增大呈指数降低(刘西川等,2010),于华英等(2015)对南京雨雾天气过程的观测统计显示雨雾过程中雨强大都在2.5 mm·h-1以下,为避免能见度降低非强降雨产生,参考上述阈值,在自动判别时规定小时降水量不超过2.5 mm;(4)出现雾时,前后观测时次的天空云量维持在8层以上。如果上述条件均满足,则认定为锋面雾。
考虑到贵州雾最少时段在夏季5—7月(罗喜平等,2008),故本文从2000—2013年秋、冬、春三季锋面雾个例中分别挑选日出现雾站次排位前5的个例代表这三个季节,根据观测到的锋面雾主要出现在贵州中西部地区(雾区相似)且地面影响系统均有位于贵州西部的云贵静止锋、高空多有南支波动和偏南气流影响(杨静等,2018),因而对影响系统相似的锋面雾天气进行分析(杜小玲等,2012)。这样每季均按5次典型个例作合成分析。本文采用个例平均的方法作为合成方法,分析不同季节锋面雾的环境条件和影响系统的异同。
2 不同季节锋面雾及降水分布特征表 1给出2000—2013年秋、冬、春三季锋面雾站次排位前5的个例信息以及每次锋面雾的起始时间与结束时间。从三季排位前5的个例看到,冬季锋面雾的影响站次明显高于春秋两季,在出现锋面雾时,均易出现浓雾,浓雾发生比率接近或高于50%以上;冬季每次锋面雾的持续时间(有测站出现锋面雾即作为起始时间)达到4~7 d,而春秋两季其持续时间在2~ 4 d之间。可见,冬季锋面雾的持续时间较春秋两季更长、影响范围也更广。下文对每季按5次典型个例进行合成分析。
图 1是根据表 1中冬春秋季锋面雾的5次典型个例统计的频次分布。从中看到,三季锋面雾出现的地区都相对稳定,主要位于贵州中西部(25.5°—27.5°N、105°— 108°E)地区,但冬春秋季受锋面雾影响的区域和频次仍有一些差异。冬季(图 1a)锋面雾集中在以贵阳—安顺为中心的贵州中部偏西地区,该地区锋面雾出现频次最高,5 d当中出现了3~5 d雾;春季(图 1b)锋面雾除影响贵阳—安顺地区外,还影响贵州西部地区,但其出现频次较冬季略低,5 d中有2~4 d雾;秋季(图 1c)锋面雾影响的主要区域和冬季相似,但出现频次较冬季偏少。
考虑到锋面雾通常是由冬半年的弱降水造成,为了分析上述典型锋面雾个例的降水分布及特征,图 2给出表 1中贵州冬、春、秋季锋面雾24 h平均降水量分布。冬季锋面雾易发地区24 h平均降水量不足2.0 mm,大多集中在0.5~1.5 mm之间(图 2a);春季锋面雾平均降水量略高,但基本不足4.0 mm,多数24 h平均降水量为1.0~3.5 mm (图 2b);秋季锋面雾平均降水量大多为1.0~3.0 mm (图 2c),较冬季略高,较春季略低。
贵州冬季出现锋面雾时,500 hPa中高纬地区呈西高东低环流形势,东亚极涡位于130°E、40°N以北。低纬度南支锋区较明显,存在20 m·s-1以上偏西南风,572~580 dagpm等高线经过贵州,南支锋区上有南支槽活动(图 3a)。700 hPa (图 3b)贵州上空有一支12~ 24 m·s-1西南急流,温度场上有2~4 ℃等温线。850 hPa (图 3c)从广西经贵州东部到湖南一带存在8~16 m·s-1的明显偏南气流,从贵州至江南地区为明显的等温线密集区,贵州上空为2~8 ℃等温线。海平面气压场上(图 3d),静止锋位于贵州西部,近似南北向,贵州处于1 018~1 025 hPa等压线中,地面气温在4~8 ℃之间。经分析发现,冬季出现锋面雾时,贵州上空盛行20 m·s-1以上的强劲偏西南气流,并有短波槽活动,700 hPa为一支12~24 m·s-1西南气流,850 hPa存在一支8~16 m·s-1的偏南气流,地面上云贵静止锋位于贵州西部,锋面雾出现在静止锋后东南风影响的4~8 ℃冷区一侧。
贵州春季出现锋面雾时,500 hPa (图 4a)中高纬地区多纬向波动,东亚大槽位于130°—140°E之间,其位置偏北,表明冷空气南下势力偏弱。青藏高原上短波槽活跃,低纬度南支槽位于90°—95°E,576~580 dagpm等高线经过贵州。700 hPa (图 4b)贵州上空盛行12~ 16 m·s-1西南气流,温度场为4~6 ℃等温线。850 hPa (图 4c)广西至贵州东南部为8~12 m·s-1偏南气流,贵州受其影响,伴随8~12 ℃等温线。海平面气压场(图 4d)上,贵州处于1 012.5~1 015 hPa等压线中,锋区强度较冬季弱,静止锋位于贵州西部,气温8~14 ℃。这表明春季贵州出现锋面雾时高空以纬向环流为主,短波槽活跃,中低层均存在8 m·s-1以上偏南气流,地面云贵静止锋位于贵州西部,锋面雾出现在静止锋后东南风盛行的8~14 ℃冷区一侧。
贵州秋季出现锋面雾时,500 hPa (图 5a)中高纬地区为多纬向型波动,东亚大槽位于130°—140°E,冷空气南下势力偏东偏弱。青藏高原上短波槽活跃,低纬度南支槽位于90°E以西,580~584 dagpm等高线经过贵州。700 hPa (图 5b)贵州上空盛行12~16 m·s-1西南气流,温度场为4~6 ℃等温线。850 hPa (图 5c)偏南气流较冬春两季偏弱,等温线锋区密集,贵州处于6~ 14 ℃等温线中。海平面气压场(图 5d)上,贵州处于1 016~1 020 hPa等压线及10~14 ℃等温线区域,静止锋位于贵州西部边缘。这表明贵州秋季锋面雾出现时,高空短波槽活跃,中低层盛行偏南气流,地面静止锋位于贵州西部边缘,锋面雾出现在静止锋后受东南风影响的10~14 ℃冷区一侧。
上述分析结果显示,贵州不同季节锋面雾既存在共性,也有差异(表 2)。其共性表现为: 500 hPa高空中高纬以纬向环流居多,青藏高原上短波槽活跃,南支槽位于90°E附近,贵州受南支槽前偏西南气流影响;700 hPa贵州盛行12 m·s-1以上西南气流,850 hPa上空偏南气流建立,从广西至贵州南部存在一支8~16 m·s-1偏南风;海平面气压场上呈现“西低东高”形势,云贵静止锋位于贵州西部,贵州中西部锋面雾易发区处于静止锋后东南风影响区域。温度场上,贵州地面气温集中在4~14 ℃之间,具有低温特点。其差异在于:冬季南支槽前西南风比春秋季更强,低层从广西到贵州南部的偏南气流往往可以达到低空急流的强度;静止锋梯度冬季最强,且冬季静止锋后冷气团一侧气温比春秋两季更低。
上述分析揭示了贵州秋冬春季锋面雾的天气背景和影响系统。为进一步了解锋面雾的温湿垂直特征,本文主要利用探空资料对其进行分析。考虑到上述15次锋面雾天气过程中贵州两个探空站之威宁站仅出现1次而贵阳站出现12次雾过程,故采用贵阳站探空资料分析其发生的垂直温湿特征。将高空温度露点差(T-Td)小于等于4 ℃所在高度确定为静止锋影响下的云顶高度(甘文强等,2018),因此重点统计贵阳探空站云顶的气压(P1)、温度(T1)、温度露点差(W1),以及逆温顶的气压(P2)、温度(T2)、温度露点差(W2),逆温底的气压(P3)、温度(T3)、温度露点差(W3),逆温厚度(Hw)和梯度(G),地面气压(P)、温度(T)、温度露点差(W)。统计结果见表 3。
从表 3中可见,贵州出现锋面雾时,云顶高度总体偏低,其在冬春季低于700 hPa高度,秋季略高,云顶气温均高于0 ℃;从逆温看,逆温顶高度三个季节较为接近,约在800 hPa附近,逆温底高度也很接近,约在860 hPa左右,由于地面气压接近880 hPa,表明逆温底距地面非常近,逆温处于边界层内;从逆温厚度和梯度看,厚度浅薄,梯度小,逆温较弱。从地面气温看,气温总体偏低,春秋两季接近10 ℃,而冬季气温不足5 ℃。从水汽饱和程度看,水汽从逆温底到地面均接近或达到饱和,表明空气异常潮湿。分析贵阳锋面雾当日的降水观测资料可知,当日均出现了降水,12 h累积降水量在0.0~2.4 mm之间。结合上文对天气系统和垂直层结的分析可知,在低空西南急流的作用下,强盛暖湿气流沿着锋面爬升,使得锋区出现锋面弱降水。
综上可知,锋面雾在温湿垂直结构上具有边界层弱的浅薄锋面逆温结构,具有低温特点,并伴有锋面降水,表现为雨雾共生特征。为了更直观了解贵州锋面雾的垂直结构,利用表 2中的统计结果,构建冬春秋季锋面雾垂直层结模型见图 6。
上文分析了贵州不同季节锋面雾的环流背景、影响系统与温湿场差异,揭示了锋面雾是在静止锋影响下发生的一类天气,具有低温阴雨的特点。那么,静止锋进退变化是否会影响到锋面雾生消呢?为此,利用表 1中所选各锋面雾个例的时间信息分析其初始和结束时云贵静止锋的位置和物理量场变化。考虑到锋面雾是一类浅薄静止锋天气,因此重点分析锋面雾过程静止锋和低层系统的变化。需要说明的是: (1)根据罗喜平(2008)、杨静(2011)等对贵州年平均雾日日变化特征以及锋面雾个例日变化特征的研究,08时发生雾的频率最高,14时频率较低,而本文对雾的统计数据来源于地面02、08、14、20时4个时次能见度资料,结合观测统计和锋面雾生消规律,因此以表 1中个例前一日20时代表初始阶段,当日08时代表强盛阶段,14时代表减弱阶段;(2)基于图 1、图 2中锋面雾分布主要集中在25.5°—27.5°N之间,以26.5°N作为中轴线作剖面分析;(3)图中静止锋的确定以海平面气压场和10 m风场作为主要判断依据,另外查阅了上述个例天气图静止锋位置(天气图中以海平面气压、温度、风场、云量、天气现象、温度露点差等要素作为分析静止锋的主要依据),尽量减小图中静止锋位置分析偏差。根据张亚男等(2018)对昆明静止锋进退的研究及党建涛等(2007)对西南地区准静止锋移动的研究表明,云贵高原地区等压线数值可表征锋区强度,西南热低压加强与减弱直接关系西南准静止锋进退。结合实际预报经验,文中主要通过海平面气压场数值大小和等值线疏密分布及地面风、气温等来分析气压梯度和静止锋强度。
5.1 冬季静止锋变化对锋面雾生消的影响贵州冬季锋面雾初始阶段,静止锋位于贵州—云南两省交界地区,贵州海平面气压为1 020~1 028 hPa,地面主导风为偏东风(图 7a)。沿26.5°N的相对湿度剖面上(图 7b),相对湿度大值区位于静止锋东侧。贵州处于锋后冷湿一侧,湿度在80%以上的大值区集中在700 hPa以下,最大值达到90%。沿26.5°N的东西风纬向环流剖面显示(图 7c),近地面偏东气流达到104°E附近后受地形抬升影响,与来自云南的偏西气流汇合后,在750—700 hPa附近转为偏西气流,而后在高湿区遇冷凝结形成一定的云水含量,一部分偏西气流在106°N附近形成湿下沉气流降落至地面形成雨雾。
锋面雾强盛时,静止锋位于贵州西部边缘,锋区梯度和海平面气压值较初始时均有所减弱,表明静止锋处于减弱初期。地面主导风在贵州中西部转为东南风,在偏东风与东南风之间形成一条西北—东南向地面辐合线,锋面雾集中在地面辐合线和静止锋之间(图 7d)。沿26.5°N相对湿度剖面上可见低层湿度明显增强(图 7e),贵州普遍达到95%以上,接近于饱和状态。同一纬度风矢量剖面可见(图 7f),初始时刻在104°E附近汇合的两股气流沿锋面爬升更加显著,而后气流下沉,在锋后凝结成更多云水,此时云水含量达到最大(1.2 g·kg-1)。
锋面雾减弱时,静止锋北抬至贵州西南部(图 7g),贵州西南部转受1 012 hPa以下热低压系统控制,地面辐合线和静止锋之间东南风影响的范围明显缩小。温度场上呈现东北部低、西南部高的特点,西南部气温普遍升高至12~20 ℃(图略),低层湿度降至80%以下(图 7h),偏东风退至106°E附近,转为下沉气流,天气转为多云到晴,锋面雾明显减弱甚至消失。
以上分析表明,冬季锋面雾出现在静止锋后冷区一侧。初始时静止锋位于云贵两省交界地区,静止锋强度和气压梯度在贵州均为最强,锋后湿度增加,水汽凝结,湿下沉气流及地形成雨雾;强盛时静止锋强度和气压梯度较初始时有所减弱,在静止锋和地面辐合线之间是雨雾最集中区。在偏南和偏西气流加强影响下,锋后低层湿度饱和,水汽凝结显著,雨雾增强;减弱时静止锋东退北抬,辐合线消失,雨雾区转为静止锋锋前,增温降湿造成雨雾减弱消散。
5.2 春季静止锋变化对锋面雾生消的影响贵州春季锋面雾初始阶段,静止锋位于贵州和云南两省交界地区(图 8a),贵州海平面气压值为1 012~ 1 018 hPa,地面主导风为偏东风。沿26.5°N相对湿度剖面上,相对湿度为80%以上的大值区出现在104°E以东,近地面为85%以上高湿区(图 8b)。此时,冷垫上方云水刚开始形成(图 8c),贵州西部处于静止锋锋后高湿低温区,有利于锋面雾生成。
锋面雾强盛时,静止锋略有东退,贵州海平面气压降为1 010~1 014 hPa,较初始时锋区强度及气压梯度均有减弱。地面主导风在贵州中西部转为东南风,同样在偏东风和东南风之间出现地面辐合线,在辐合线与静止锋之间海平面气压场接近均压场,风场为弱的东南风(图 8d)。随着低层偏南气流增强,低层湿度明显增强,贵州普遍达到90%以上(图 8e)。90%以上高湿区集中在700 hPa以下,覆盖贵州大部。与初始时刻相比,此时冷垫上方已有大量水汽凝结,并伴随湿下沉气流(图 8f),造成锋面雾范围扩大。
锋面雾减弱时,静止锋出现明显东退北抬,锋线退至贵州中部一带,近似东西向,贵州西南部转受1 010 hPa以下热低压控制(图 8g),温度场上表现为明显的西南部高、东北部低的特点,西南部气温普遍升至20~24 ℃(图略),并伴随低层湿度明显下降。此时,贵州中西部湿度及水汽含量均明显下降(图 8h、i),湿层变浅薄,贵州中西部锋面雾随之消失。
以上分析表明,春季锋面雾也出现在静止锋后冷区一侧。初始时静止锋位于云贵两省交界处,贵州海平面气压值与梯度均最强,静止锋最强;锋后湿度增加,水汽凝结,湿气流下沉形成雨雾。锋面雾强盛时静止锋强度和气压梯度较初始时均减弱,锋后湿度近饱和,高云水及地,雨雾增强。其减弱时静止锋减弱退至贵州中部一线,雨雾区转受热低压控制,升温降湿,雨雾消失。
5.3 秋季静止锋变化对锋面雾生消的影响秋季锋面雾初始阶段,静止锋同样位于贵州和云南两省交界处,贵州海平面气压在1 016~1 020 hPa之间(图 9a),锋区强度比春季初始阶段偏强,比冬季初始阶段偏弱。地面主导风为偏东风,地面气温为8~ 12 ℃(图略),低层相对湿度普遍在80%以上,西北部达到85%以上。该期间高湿区出现在700 hPa以下贵州中西部(图 9b),同时贵州中西部云水含量形成(图 9c),伴随着湿的下沉气流。
锋面雾强盛时,贵州西部边缘已经转为1 016 hPa低压控制(图 9d),静止锋退至贵州西部,地面主导风在贵州西部转为东南风,该区域为地面辐合线和静止锋所围区域,也是锋面雾高发区。从水汽剖面图上可见,低层湿度明显增强,90%以上的近饱和区覆盖了贵州中西部(图 9e),中西部云水含量达到峰值(图 9f),并出现湿下沉气流。
锋面雾减弱时,静止锋位于贵州西南部(图 9g),呈西北—东南向。温度场上表现为“南高北低”的特点,南部气温普遍升至16 ℃以上(图略)。湿度场(图 9h)呈现“西低东高”的特点,贵州西部湿度和水汽凝结程度明显下降(图 9i),加之气温升高,锋面雾消失。
上述分析可见,秋季锋面雾初始时静止锋位于云贵两省交界处,锋后近地面高湿近饱和区出现在贵州西部地区,促使雨雾形成。强盛时静止锋强度和气压梯度均有所减弱,地面辐合线呈西北—东南向,锋后近饱和区和云水大值区扩大。减弱时静止锋强度继续减弱,锋前锋后湿度降低。
5.4 不同季节静止锋对贵州锋面雾影响的异同上述分析表明,不同季节静止锋对锋面雾的影响表现出若干共性:锋面雾初始时,静止锋均位于贵州西部边缘至云南东部边缘之间,锋后地面盛行偏东气流,锋面雾出现在贵州西部90%以上的高湿区;锋面雾强盛时,静止锋略向东移至贵州西部,地面主导风在贵州中西部转为东南风,地面出现辐合线,静止锋与地面辐合线之间的东南风影响区域表现出明显的近饱和状态,并伴随湿的下沉气流影响,锋面雾出现在锋面附近及锋后地面辐合线之间的东南气流影响下的近饱和区;锋面雾减弱时,静止锋均出现不同程度的东退北抬,温度场上表现为东北部低、西南部高的特点,中低层湿度和云水含量降低,气温回升。
静止锋对贵州锋面雾的影响也存在一定差异:初始时,冬季静止锋强度和气压梯度均高于春秋两季;强盛时,冬季静止锋上偏西偏南气流更强盛,由此造成静止锋上抬升作用更明显、云水含量更充足、锋面雾范围更宽广;减弱时,春季暖气团增强迅速,更易在云贵两省之间形成1 010 hPa以下热低压,造成静止锋迅速东退北抬,锋面雾迅速消散。
6 结论与讨论本文利用2000—2013年贵州省84个国家级气象观测站雾记录、NCEP/NCAR再分析格点资料及高空和地面实况观测资料,采用统计方法与合成分析方法,初步分析了贵州冬春秋三季锋面雾的基本分布特征、天气形势、温湿特征及云贵静止锋对锋面雾生消的影响,得到如下几点结论:
(1) 锋面雾较多出现在贵州中西部相对固定的区域,具有锋面降水、浅薄云层、弱逆温及地面水汽饱和的特点,是发生在静止锋后的一类伴随低温阴雨的天气。
(2) 不同季节贵州锋面雾的共性是:高空以纬向环流居多,青藏高原上短波槽活跃;低层从广西至贵州南部存在一支8~16 m·s-1偏南风;静止锋位于贵州西部,锋面雾易发区处于静止锋后东南风影响区域。温度场上,地面气温集中在4~14 ℃之间,具有低温及水汽饱和的特点。其差异在于:冬季时高空南支槽前西南风比春秋季更强,低层从广西到贵州南部的偏南气流往往可达到低空急流的强度,静止锋气压梯度冬季时最强。
(3) 不同季节静止锋进退对锋面雾的影响表现出若干共性:初始时,静止锋位于贵州—云南两省交界处,锋面雾出现在贵州西部相对湿度90%以上的高湿区;强盛时,在贵州西部静止锋与中部辐合线之间的东南风影响区表现出明显的近饱和状态,该区域是锋面雾的易发区;减弱时,静止锋均出现不同程度东退北抬,雾区升温降湿作用明显。其差异在于:初始时,冬季静止锋强度和气压梯度均高于春秋两季;强盛时,冬季静止锋上气流的抬升作用更明显、云水含量更充沛、锋面雾范围更宽广;减弱时,春季热低压在云贵之间迅速建立,静止锋迅速东退北抬,锋面雾消散更快。
本文重点从不同季节分析了锋面雾的特征和生消。云贵静止锋减弱东退北抬时,锋面雾减弱,但对静止锋减弱程度与其东退北抬位置同锋面雾消散的关系未作进一步探讨,也未细究某一站点锋面雾生消与静止锋位置和强度变化的关系,这些问题尚有待今后利用更精细的探测资料和数值模拟数据进行深入研究。
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