孫燕玲++薄曉虎++曾麒麟
摘 要:利用2006—2013年四川省高速公路封道資料及同期的氣象自動站觀測資料,對成綿高速大霧封道的特征以及氣象成因進行了分析,結(jié)果表明:成綿高速因大霧封道呈現(xiàn)出明顯的年際變化,大霧封道主要在11—2月。大霧封道的起始時間主要集中在23時—次日9時;結(jié)束時間主要集中在07—13時,持續(xù)時間最多集中在0~10h。不同路段大霧封道頻次也不相同,其中城北收費站路段和綿陽南路段頻次較少,而其余路段的大霧封道頻次大致相同。成綿高速公路出現(xiàn)大霧普遍為輻射霧。
關(guān)鍵詞:大霧封道;氣溫;相對濕度;風;氣壓
0 引言
隨著當前交通運輸業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展,高速公路的使用率不斷提升,對交通安全的保障需求愈加迫切。大霧是影響高速公路交通運營安全的主要災害性天氣之一,災害性大霧對成綿高速公路的影響尤為顯著。因此,統(tǒng)計2006—2013年成綿高速公路大霧封道的資料,分析其特征及其與各氣象要素的關(guān)系,為成綿高速公路大霧的預報預警做一些有意義的探索。
1 資料概況及研究方法
成綿高速公路起于成都市三合場,經(jīng)過新都、青白江等市,全長92.4千米,是四川省規(guī)劃實施的一條交通干線。利用四川省交通運輸廳提供的2006—2013年的四川省高速公路封道信息,統(tǒng)計分析成綿高速公路大霧封道的特征,該資料共計8802條,每一條資料包括位置(高速公路名稱),高速公路方向(出入口),封道原因,封道起止時間、關(guān)閉的路段等信息。同時,利用同時段的自動站觀測資料分析大霧封道與各氣象要素的關(guān)系。
2 成綿高速大霧封道特征
2.1 大霧封道年變化特征
成綿高速大霧封道次數(shù)的年際變化呈“W”型,存在明顯的年際變化。2013年封道次數(shù)達到這8年的最高峰,占總次數(shù)的23%,為40次;2011年封道次數(shù)僅為11次,占總次數(shù)的6%,為這8年間封道次數(shù)最少的一年。成綿高速大霧封道天數(shù)的年際變化也呈“W”型,存在明顯的年際變化。2013年封道天數(shù)最多,為25d,占總天數(shù)的19%;2011年封道天數(shù)僅占6%,為這8年間封道天數(shù)最少的一年。由此可見,成綿高速大霧封道天數(shù)的年際變化與成綿高速大霧封道次數(shù)的年際變化一致(圖1)。
2.2 大霧封道月變化特征
成綿高速大霧封道主要是在11至2月之間,其中12月大霧封道次數(shù)最多,占總次數(shù)的40%。成綿高速大霧封道出現(xiàn)的天數(shù)主要集中在11至2月之間,其中12月大霧封道的天數(shù)最多,占總天數(shù)的38%。由此可見,成綿高速大霧封道天數(shù)的月變化與大霧封道次數(shù)的月變化一致。
2.3 大霧封道的起止時間和持續(xù)時間
大霧造成的危害不僅是霧發(fā)生的次數(shù)與天數(shù)的多少,也決定于霧的起止時間和持續(xù)時間。
成綿高速大霧封道起始時間在一天中的大部分時段都會出現(xiàn),但主要集中在23時至次日09時,其中以07時和08時為最多,分別為26次和27次,都占總次數(shù)的15%。大霧封道的結(jié)束時間主要集中在07至13時,其中11時最多,占總次數(shù)的28%,10時和12時次之,分別為19%和15%(見圖2)。
成綿高速大霧封道持續(xù)時間的次數(shù)變化呈現(xiàn)多波動,但是隨著時間的增加,總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。大霧封道持續(xù)時間最多集中在0~10h時間段,其中持續(xù)時間為3h的大霧封道最多,持續(xù)時間為2h、4h和6h的較多。大霧封道最多能持續(xù)18h,最少持續(xù)5min,相差很大。
2.4 不同路段的大霧封道頻次變化
成綿高速不同路段的大霧封道頻次呈現(xiàn)兩邊少,中間一致的走向。城北收費站路段和綿陽南路段大霧封道的頻次較少,而新都區(qū)路段、新都北路段、青白江路段、廣漢路段、什邡路段、德陽南路段、白馬路段、黃許路段、羅江路段和金山路段的大霧封道頻次大致相同。
3 大霧封道時各主要氣象要素的變化
四川大霧天氣空間分布總的特點是:盆地多于高原,但在盆地內(nèi)是北部多于南部,高原是南部多于北部,并且四川盆地大霧天氣的絕大部分都是輻射霧[1]。根據(jù)自動觀測站的資料統(tǒng)計,就12月份的一個典型個例進行解釋說明。
低層暖平流有利于地面弱冷氣團減弱,也有利于低層逆溫層的形成;低層大氣在夜間因地面輻射出現(xiàn)降溫,近地層大氣逆溫層結(jié)的建立,抑制了水汽向上擴散,有利于近地層潮濕,大霧天氣將持續(xù)發(fā)展;逆溫明顯時,即使?jié)穸葪l件不是很好,也能形成霧[2-6]。成綿高速大霧封道前后,氣溫與能見度呈正相關(guān)關(guān)系。當晚上氣溫降低時,能見度隨之降低,在早晨出現(xiàn)大霧,當氣溫升高時,能見度隨之升高,大霧逐漸消散(圖3a)。從圖3b中看出形成大霧前,氣壓升高,能見度降低出現(xiàn)大霧,但氣壓變化幅度不大,在1hPa~4.4hPa之間。大霧封道時,氣壓下降,這是因為在大霧形成時高空有低值系統(tǒng)經(jīng)過,故而造成一定的降壓。隨后在上午隨著低值系統(tǒng)的移過,受之后的脊控制,大霧消散,并有一定的升壓。
在大霧封道前,風向為偏北風,能見度逐漸下降,封道時風向轉(zhuǎn)為偏南風,能見度開始升高,大霧封道結(jié)束(圖3c)。圖3d中清晰的看出風速與能見度呈正相關(guān)關(guān)系。當風速降低時,能見度降低,當風速增大時,能見度相應變好。封道期間,風速在0m/s~2.7m/s之間。根據(jù)風力等級表[7]顯示,0~0.2m/s為無風,0.3~1.5m/s為軟風,1.6~3.3m/s為輕風。所以當大霧封道時,風速很小,風力很低。
水汽達到飽和是霧天氣形成的必要條件之一(在有吸濕性氣溶膠粒子存在時,近飽和條件下也可成霧)[8];相對濕度是反映空氣潮濕程度的一個物理量,相對濕度越大,空氣越潮濕,在有利條件下形成霧的可能性就越大[2]。由圖3e可見大霧封道時,相對濕度升高,最高達到99%。大霧封道結(jié)束時,相對濕度也會隨之降低。由圖3f中可見,大霧封道前云量很少,天空為晴空,晴空輻射導致能見度降低出現(xiàn)大霧,大霧出現(xiàn)時云量為10成,由此可見,成綿高速大霧普遍為輻射霧。
4 結(jié)論
(1)成綿高速大霧封道次數(shù)與天數(shù)存在明顯的年際變化,并且年際變化一致,均呈“W”型。2013年大霧封道達到最高峰,2009年達到次高峰,2011年最少。
(2)成綿高速大霧封道次數(shù)與天數(shù)的月際變化一致。成綿高速大霧封道主要集中在11至2月之間,其中12月大霧封道次數(shù)最多。
(3)大霧封道的起始時間主要集中在23時至次日9時,其中以07時和08時為最多。大霧封道在上午結(jié)束,主要在07至13時,其中11時最多,10時和12時次之。大霧封道持續(xù)時間最多集中在0~10h時間段,其中持續(xù)時間為3h的大霧封道最多,持續(xù)時間為2h、4h和6h的也較多。
(4)不同路段大霧封道頻次也不相同,城北收費站路段和綿陽南路段大霧封道的頻次較少,而其他路段的大霧封道頻次大致相同。
(5)成綿高速公路出現(xiàn)大霧前為偏北風,氣壓略有上升,但上升幅度很小,天空云量較少,為晴朗天氣,氣溫因晴空輻射降低,濕度增大,形成晴空輻射大霧,高速公路封閉,并且在大霧期間風速很小。到上午前后,風向由偏北風轉(zhuǎn)為偏南風,風速增大,溫度升高,濕度降低,大霧逐漸消散,高速公路封道結(jié)束。
參考文獻
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