长三角冬季雾的气候特征及其影响因子的研究

论文总字数：14645字

目 录

0 引言1

1研究区域、资料及相关定义1

1.1 区域介绍1

1.2 资料1

2 长三角冬季雾的气候特征 2

2.1 全国雾日气候态 2

2.2 长三角雾日气候态 2

2.3 长三角冬季雾日数年际变化 3

2.4 长三角冬季雾日数的变化趋势 4

2.5 长三角多雾年、少雾年与其南北地区关系 5

2.5.1 长三角多雾年、少雾年的选取 5

2.5.2多雾年、少雾年长三角与其南北地区关系 5

3 长三角冬季多雾年、少雾年天气背景分析 6

3.1 多雾年与少雾年的高度场分析 7

3.2 多雾年与少雾年温度场分析 9

3.3多雾年与少雾年水汽场分析 10

3.4 多雾年与少雾年水平风向矢量分析 11

3.4.1多雾年与少雾年200hPa水平风向矢量分析 11

3.4.2多雾年与少雾年500hPa水平风向矢量分析 11

3.4.3多雾年与少雾年850hPa水平风向矢量分析 12

4 结论 13

参考文献14

致谢16

长三角冬季雾的气候特征及其影响因子的研究

薛秋蒙

Abstract: In this study ,we analyze the spatial distribution of winter fog in Yangtze river delta, the winter fog days interannual climate and weather background and meteorological factors by using the month average wintertime data(1980-2002) provided by  the national center for environmental prediction (NCEP) and the national center for atmospheric research (NCAR) .The result shows that when the frequencies of fog events in wintertime increases, East Asian trough and ridge (from Tianshan to Lake Baikal) is stronger; when the frequencies of fog events in wintertime decreases, trough and the ridge weakens. when the frequencies of fog events in wintertime increases, On 200 hPa jet axis is in the north of Yangtze river delta, the strong north-west wind is on 500 hPa and 850 hPa ; 1000 hPa near the ground temperature and moisture content is higher and Yangtze river delta. Winter is controlled by the cold high pressure. when the frequencies of fog events in wintertime decreases, On 200 hPa jet axis is in the south of Yangtze river delta, the strong east-north wind is on 500 hPa and 850 hPa, 1000 hPa near the ground temperature and moisture content is low, all below the state average.

Key words：Yangtze river delta winter fog weather background Asian trough

0 引言

雾是指大量微小水滴浮游空中，水平能见度小于1.0km的天气现象，其中能见度小于500m的为浓雾^[1]。雾是中国东部冬季常见的灾害性天气，其特点是发生频率高、覆盖范围广，危害交通安全、降低交通工具使用效率, 并严重危害人体健康。危害程度主要取决于两个因素：一是雾的出现频次，二是交通运输量^[2]。从1980年到现在，随着国民经济的迅速发展，交通运输量的持续猛增，大雾造成的经济损失和人体的危害越来越严重。所以，人们高度关注雾害问题的研究。时至今日，针对大雾天气的物理模型、化学成分、时空分布、数值模拟和人工消雾等方面已取得诸多成果^[3-7]。

长三角地区的经济发展日益迅速，交通日益发达，因此人们越来越重视长三角冬季雾害的影响。了解大雾天气的气候特点，能够有效的防止由大雾天气造成的灾害。前人对冬季雾的研究已经做了大量的工作。统计上，周自江等^[8]通过建立分析冬季浓雾事件频次序列，揭示了长三角冬季雾日数的季节分布特征和年际变化特征。刘小宁等^[9]通过统计得出我国雾事

件发生频次的特点是东南多、西北少而且大部分地区雾日数正逐渐减少。王丽萍等^[10-11]将我国主要雾区划分为6块而且分析出在秋冬季节雾日数最多，且雾日数的变化与气温和地面相对湿度的变化有一定的关系等结论。

此外，还有很多学者对大雾变化进行了分析并提出了可能原因^[12-15]。李法然^[16]在大雾背景下提出对流层低层槽的强弱程度、低层丰富的水汽条件以及稳定的大气层结是大雾发生和维持的关键条件。曹治强^[17]等提出近地层弱的偏东风有利于海洋上面暖湿气流的平流输送。国外学者针对大雾发生、消散的天气背景也做了许多研究^[18-19] 。另外，针对大雾天气的特征和天气背景，前人同样做了大量的工作^[20-23]。

从1950年到现在，我国地面气象观测站开始对大雾天气现象进行系统的监测。长期系列观测所形成的长序列资料对研究大雾天气及其气候变化有着独特优势^[24]。同时，针对我国大雾气候的变化，特别是针对长三角地区冬季雾气候特征及其影响因子的系统研究有待深入。

因此，本文通过统计分析长三角近30年的雾日数年际变化特征及确定近30年长三角的多雾年、少雾年，利用NECP再分析资料合成分析了影响长三角冬季雾发生的气象条件。

1 研究区域、资料及相关定义

1.1 区域介绍

（1）长江三角洲是长江入海之前的冲积平原，是我国目前综合实力最强的经济中心、亚太地区重要的国际门户、全球先进制造业的重要基地、中国率先跻身世界级城市群的地区，陆地面积约12万km²，常住人口约15610.59万人。本文研究的长三角地区引用周自江等^[25]对长江三角洲范围的界定，取118.5⁰E到122.5⁰E、29⁰N到33⁰N,主要包括上海、江苏中南部、安徽东南部和浙江北部。

(2)雾日数:全国679个主要的国家气候一级站地面气象观测资料包含的轻雾日和浓雾日数，轻雾日和浓雾日数相加的总和即为观测站点总的雾日数，代表一定时间内雾事件发生频次。

1.2 资料

（1）美国国家环境预报中心(NCEP)提供的高度场、温度场、水汽场、水平风场、垂直风场等月平均再分析资料(分辨率为2.5⁰X2.5⁰)。

（2）我国的679个国家基本（基准）站自上世纪50年代以来进行的大雾天气现象观测资料。

统计项目：全国各站冬季平均雾日数；长三角各站冬季平均雾日数；全国各站冬季雾日数距平；长三角各站冬季雾日数年际变化；长三角多雾年、少雾年；长三角各站冬季雾日数线性变化趋势。

通过以上统计和相关的分析,探讨长三角冬季雾的空间分布特征,并初步分析变化的原因。

（3）本文主要研究长三角冬季雾的气候特征及其影响因子，因此，我们选取12月、1月、2月的资料。通过1.1区域介绍的定义，可以选取的长三角测站有25个。

2 长三角冬季雾的气候特征

2.1 全国雾日气候态

大雾这种天气现象局地性很强，决定雾生成的条件有很多种：近地面大气中水汽含量丰富、近地层空气层结比较稳定、冷地表上空有暖湿气流经过、夜间辐射降温冷却等^[26]，因此雾的地理分布相对复杂，通常，大雾天气最容易发生在山地、沿海和城市等地区。常见雾的类型为辐射雾、平流雾、锋面雾等，我国大陆多为辐射雾。

根据全国679个主要的国家气候一级站1980年到2002年地面气象观测资料冬季雾日数制成的全国冬季雾日数气候态如图1所示。从图中我们可以看出，整体来看近30a的全国冬季雾日数呈现出东南部多、西北部少的特点。我国东南部大部分地区冬季雾日数在50到60天，而在西北部多数地区在20天以下。并且冬季雾日数极大值区出现在四川盆地，这可能与四川盆地近地层层结稳定、近地层风力弱、近地层准饱和有关^[27]。同时，沿着长江流域分布着多个冬季雾日数大值区，数值均大于50。并且在长三角地区附近雾日数大于50天的大值区分布较集中。

图1 1980-2002年全国冬季气候雾日态（已插值，单位：d）

2.2 长三角雾日气候态

根据1.1区域介绍中对长三角的定义，我们从全国679个主要的国家气候一级站中筛选出了25个位于长三角的地区的测站。根据这25个测站冬季雾日数制成的长三角冬季雾日数气候态如图2所示。从图中我们可以看出，冬季长三角地区雾日数普遍大于30天。其中，从江苏中部到浙江北部分布着大值区，雾日数普遍大于50天。在南京和浙江嘉兴、杭州、宁波一带出现极大值区，雾日数均大于70天。南京雾日数远远高于长三角其他地区，这可能与南京地区地处长江下游平原,地属宁镇丘陵区, 气候属于亚热带季风气候，地区性气候特征明显及气候变暖和城市变化引起的环境变化有关^[28]。浙江嘉兴、杭州、宁波一带远远高于长三角其他地区，这可能与浙江沿海地区大气环流、水温和近海的海流分布有密切关系^[29]。除在上述两个区域存在雾日数极大值外，在杭州市西南部存在一个雾日数极小值区，考虑到大雾天气具有很强的局地性，此区域的极小值可能与环境变化、地形变化及城市的热岛相关。

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