趙 燃,王志霞,劉運武
(1.鶴崗市氣象局,黑龍江 鶴崗154100;
2.黑龍江省氣象信息中心,黑龍江 哈爾濱150030)
霧的發(fā)生主要是因為近地面氣溫的下降而使空氣中水汽達(dá)到過飽和狀態(tài)而形成的, 眾多國內(nèi)外學(xué)者在霧的觀測、 數(shù)值模擬和預(yù)報等方面進(jìn)行了許多研究[1-2]。 大霧天氣對可見光的強散射作用會使能見度降低,影響交通運輸并導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。 霧天大氣層結(jié)比較穩(wěn)定, 城市空氣中污染顆粒物不易擴(kuò)散,加劇了近地層空氣污染,誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病,嚴(yán)重影響人們的身體健康。
鶴崗市位于黑龍江省東北部, 地處小興安嶺東麓低山丘陵一帶,最低海拔75 m,位于鶴立河口處,最高海拔1022 m,位于梧桐河源頭附近的小白山。鶴崗市位于中高緯度地區(qū),屬大陸性季風(fēng)氣候。 夏季受東亞季風(fēng)影響,冬季受西伯利亞冷氣團(tuán)入侵的控制,四季變化分明。 夏季炎熱多雨,冬季寒冷干燥,秋季短暫涼爽,春季干旱多風(fēng)。
鶴崗市為小興安嶺山脈綿延地區(qū),境內(nèi)多丘陵,其面積占全市面積的70%以上。 山脈走向的分布及其山區(qū)內(nèi)茂密的樹林植被, 使由東向西北的暖濕空氣能夠在近地面存儲,保持空氣濕潤。 風(fēng)沿地形爬坡抬升,由水汽凝結(jié)而形成上坡霧,這可能是鶴崗市區(qū)霧日較多的原因。 特殊的地形地貌環(huán)境,使得本地出現(xiàn)的城市霧有別于省內(nèi)平原地區(qū)。 市區(qū)由于城市氣溶膠污染較重,煙幕天氣全年達(dá)到70-90%,為霧的形成提供了比較豐富的吸濕性核,再加上城市高大建筑物比較多,使得近地面風(fēng)速比周邊城市小。
表1 鶴崗、寶泉嶺、蘿北氣象站各年平均氣象要素表
鶴崗周邊的寶泉嶺、蘿北氣象站地處平原地區(qū),不利于形成霧。 寶泉嶺氣象站與鶴崗氣象站相距30 km,但2006-2012年平均霧日僅為鶴崗19%,蘿北為鶴崗的17%。 鶴崗氣象站位于市中心, 周邊為建筑物,城市地表凹凸不平,形成粗糙的下墊面,加之周邊森林植被的保濕作用以及山脈的阻擋, 容易造成近地面水汽的滯留和不易擴(kuò)散流失, 從而保障了霧形成所需充足的水汽條件, 由于小興安嶺山地的地形阻擋了來自四面的風(fēng),也使得城區(qū)的風(fēng)比平原小。寶泉嶺氣象站處于郊區(qū),周邊為農(nóng)田。 蘿北氣象站處于郊區(qū),因此在相同的氣候背景下,年氣象要素表現(xiàn)為鶴崗站年平均氣溫、年平均降水高于寶泉嶺、蘿北,年平均濕度、年平均風(fēng)速低于寶泉嶺、蘿北(見表1)。 高溫,降水量大,弱風(fēng)速等氣象要素造成鶴崗市區(qū)多霧天氣的特征。
根據(jù)1965-2013年鶴崗氣象站資料統(tǒng)計得到:1965-2000年鶴崗市區(qū)霧的年際變化不大,平均年霧日16.6 d,總霧日在7-29 d 內(nèi)小幅波動。 2000年后霧進(jìn)入高發(fā)期,2001-2013年明顯增多,2000-2003年整體上呈持續(xù)大幅度增加趨勢,2001-2013年年總霧日平均達(dá)到76.9 d, 近12 a 總霧日占到1965-2013年歷年資料的54%, 在2009年總霧日高達(dá)95 d。 考慮鶴崗市霧主要以輻射霧為主,形成需要輻射降溫和風(fēng)速較小的條件, 統(tǒng)計近幾年來的鶴崗溫度和風(fēng)速的年變化,在全球變暖的大的氣候背景下,鶴崗年平均溫度、年平均風(fēng)速卻呈遞減速的趨勢,溫度的降低和風(fēng)速的變小, 是否對輻射霧形成有一定的促進(jìn)作用,還有待進(jìn)一步的探討。
圖1 鶴崗市1956-2013年年總霧日的年際變化曲線圖
近10 a 以來鶴崗市區(qū)各月的霧日與歷史同期相比均有大幅度的增加,增幅高達(dá)100%。 其中鶴崗市區(qū)霧各月分布特征是,出現(xiàn)霧日的峰值月份是7月,該月霧日達(dá)到18.2 d,其次是8月達(dá)到13.9 d,遠(yuǎn)高于年內(nèi)其它月份,最少月份出現(xiàn)在12月,僅為0.3 d。在一年中1-7月霧日呈線性增加, 其中6-7月霧日頻率會突然增大,達(dá)到年內(nèi)的峰值,7-12月呈線性遞減,與鶴崗的月際氣溫分布特征一致,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.87時,相關(guān)性較強。 由于鶴崗市處于我國北部,春、秋季節(jié)較短,平均每年只有20 d 左右。因此在按季節(jié)統(tǒng)計鶴崗的霧日時, 將一年僅劃分為夏半年和冬半年(5-10月為夏半年,1-4、11-12月為冬半年),霧日多發(fā)生于夏半年,夏半年霧日占全年總霧日的88%,冬半年占總霧日的12%。
鶴崗市大霧占總霧日的15%, 大霧主要出現(xiàn)在夏季,秋季也有大霧天氣出現(xiàn),冬、春季節(jié)濃霧出現(xiàn)頻率明顯偏低。 近幾年來,鶴崗市區(qū)霧主要以0-6 h的短霧為主, 12 h 以上的大霧,僅占總次數(shù)的3.4%,其中2011年10月30日-2011年11月2日出現(xiàn)的大霧天氣最長持續(xù)時間達(dá)60 h。 鶴崗市區(qū)霧出現(xiàn)的時間大多在下半夜到清晨日出前(00-08時),此時正是交通早高峰時候,對交通影響較大。 霧消散時間一般在日出后至正午前,大多在08-10時。 鶴崗市區(qū)在晴朗無云或少云的夜間更有利于輻射逆溫層結(jié)的形成,輻射冷卻隨著夜深逐漸加強,黎明時達(dá)到最盛,在周邊山區(qū), 由于冷卻的空氣還會沿斜坡流入處于谷地的市區(qū),常常會使谷底的輻射逆溫得到加強,因此丘陵地區(qū)更易形成霧。
(1)鶴崗市霧有明顯的地域特征,小興安嶺形成的特殊喇叭口地形,造成水汽的堆積和動量上傳,在夜間冷卻的空氣還會沿斜坡流入市區(qū)低谷地帶,是造成鶴崗市區(qū)多霧的原因之一。
(2)近12 a 來鶴崗市區(qū)霧明顯增加,高溫,降水量大, 弱風(fēng)速等氣象要素造成鶴崗市區(qū)多霧天氣的特征,是否與城市建設(shè)和氣象站周邊環(huán)境變化有關(guān),尚需要討論。
(3)鶴崗市區(qū)霧發(fā)生日主要集中在夏季的7、8、6月,且主要是發(fā)生在早晨的短時霧;嚴(yán)冬季節(jié)的1、2、12月霧很少發(fā)生。
[1]景學(xué)義,張雪梅. 哈爾濱市區(qū)霧的特征分析及預(yù)報指標(biāo)研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報,2005(4),47-49.
[2]馬學(xué)款,蔡薌寧. 重慶市區(qū)霧的天氣特征分析及預(yù)報方法研究[J]. 氣候與環(huán)境研究,2007,12(6),765-802.