昆明长水机场干季大雾的分类特征与统计分析
利用2012-2015的11月至次年4月份NCEP再分析资料和昆明长水机场的观测资料，对出现的大雾进行分类，共分为四个类型，前三型为锋面雾型，第四型为辐射雾型。并统计分析了各类大雾出现的时序特征，环流特征以及出现过程中的地面风场、低云等物理量特征，得出大雾的一些预报参考指标。
锋面雾地面风向以偏北风为主，辐射雾地面风向以偏南风为主。发生前一天有降水是辐射雾形成的主要水汽来源。
大雾是贴地层空气中悬浮有大量小水滴或冰晶微粒而使水平能见距离降到1000米以内的天气现象[1]。雾是影响航飞行安全的最大的危险天气，如何作好大雾的预报一直是广大航空气象工作者十分关心的问题。大雾使能见度下降，从而影响航空器起降，给飞行员操作带来困难，当能见度低于飞行器起降标准时使得航空器无法起降，造成航班延误，影响航班计划的顺利正常运行。
昆明长水机场是国内最繁忙的国际机场之一，而在干季(11月至次年4月，下同)低云低能见度频发，在目前还没有很好的手段消除大雾的前提下，能否提前预报大雾的生消及能见度变化情况，使相关航空工作人员作好应对成为关键问题。昆明长水机场地处低纬高原，位于昆明东北方向，介于昆明和嵩明坝子之间，昆明城区平均海拔为1897米，长水机场的海拔约为2100米，从城区到机场为缓慢爬坡的地势。
由于其特殊的地理位置较易受东北面冷空气影响，再加上机场周围下垫面较湿润，易产生大雾、低云天气。为了提高预报质量和改善服务品质，对昆明长水机场观测点3个干季共57个大雾日，利用2012-2015的11月-次年4月NCEP再分析资料和昆明长水机场的观测资料，对出现的大雾过程进行分类，共分为四个型，前三型为锋面雾型，第四型为辐射雾型。并统计分析了各类大雾出现的环流特征以及出现过程的地面风场、低云等物理量特征，主要分析了主导能见度的变化程度和时序特征，得出大雾的一些预报参考指标。
1 资料及方法
对2012年-2015年的1月至次年4月昆明长水机场的观测资料，以及选取70°-120°E，10°-50°N范围，500hPa、700hPa和850hPa高度层(考虑到大雾的形成与中低层环流关系更密切，选取700hPa和850hPa高度层分析场资料，虽然850hPa高度层在本场海拔高度之下，但仍有较好参考意义)，2.5°×2.5°NCEP的再分析风场格点资料。规定当日任何一个观测时次出现主导能见度小于1000米的雾称为一个雾日。采用统计学分析的方法，对长水机场观测点风场、低云与大雾的关系进行分析。
2 分型结果
雾的分类是一个很复杂的问题，雾的形成是各种因子同时起作用，同一大雾可能有多种影响形成，例如大多数平流雾是在辐射雾背景下形成，在此情况下，我们取其主要过程。2012年-2015年的1月至次年4月出现的主导能见度小于1000米的雾日数为57次。通过对500hPa、700hPa、850hPa的风场和昆明长水机场的观测资料的客观分析，得出昆明长水机场干季以锋面雾为主，占雾总日数的86%，辐射雾次之，占雾总日数的14%。
锋面雾又分为三种不同类型，锋面雾一型，冷空气影响过程中无降水，天空以多云为主，占雾总日数的26%;锋面雾二型冷空气影响过程中阴天有降水，占雾总日数的44%;锋面雾三型冷空气影响结束后，有弱的回流冷空气影响，天空以多云间阴为主，占雾总日数的16%(图1)。昆明长水机场干季11月至次年1月发生雾的日数占雾总日数的88%，其中1月份发生雾的日数最多，占雾总日数的44%。进入2月份后发生雾的次数明显减少(图2)。
2.1 锋面雾一型
锋面雾是在两种气团之间的锋面上，由于气团混合的结果而形成的雾。昆明长水机场地处低纬高原，位于昆明东北方向，介于昆明和嵩明坝子之间，昆明城区平均海拔为1897米，长水机场的海拔约为2100米，从嵩明坝子到机场为缓慢爬坡的地势。由于其特殊的地理位置较易受东北面冷空气影响，再加上机场周围下垫面较湿润，地形的抬升作用，随着云贵准静止锋西进影响昆明地区，昆明长水机场易产生锋面雾天气。当云贵准静止锋西进影响昆明区域，在850HP天气图上冷空气由贵州回流影响云南区域，昆明受偏东北气流影响。根据环流形势，降水情况，天空云况将锋面雾分为三种类型。
锋面雾一型环流形势，500hPa从高原南侧至云南大部受偏西气流控制，700hPa上高原东南侧至孟加拉湾有浅槽存在，中南半岛存在南海高压，云南区域基本是偏西气流，地面以北风为主，天空状况多云间阴为主。
锋面雾一型受云贵准静止锋西进影响，水汽条件相对偏差，基本无降水影响，当低云接地形成雾天气。锋面雾一型雾天气出现主导能见度小于等于400米占此类雾总日数的27%，主导能见度在400-600米之间占此类雾总日数的7%，而主导能见度大于等于600米占此类雾总日数的67%。锋面雾一型的雾天气以出现主导能见度大于等于600米的雾天气为主(图3)。
2.2 锋面雾二型
锋面雾二型为昆明长水机场最多发大雾类型，其环流形势500hPa从孟加拉湾至我国西南地区南支槽发展加深，以槽前偏西南气流为主，700hPa在青藏高原东南部或云南北部有切边东移南压影响昆明区域，850hPa回流冷空气较强，且持续时间较长。昆明长水机场阴天为主，地面以北风为主，有明显的降水天气影响，低云接地形成雾天气。锋面雾二型雾天气出现主导能见度小于等于400米占此类雾总日数的28%，主导能见度在400-600米之间占此类雾总日数的12%，而主导能见度大于等于600米占此类雾总日数的60%。锋面雾二型的雾天气以出现主导能见度大于等于600米的雾天气为主(图4)。
2.3 锋面雾三型
锋面雾三型的雾天气主导能见度较低(图5)，对飞行安全影响较大。其环流形势为500hPa南支槽后西北气流或偏西气流控制，冷空气对云南的影响趋于结束，长水机场多云天气，地面以偏南风为主，准静止锋东退到昆明长水机场以东地区。前一日受冷空气影响，有明显降水，地面水汽充沛。
夜间气温下降，昆明热低压减弱，昆明准止锋西进压过长水机场，或在长水机场附近摆动，地面转为偏北风，有弱冷空气渗透影响。锋面雾三型雾天气出现主导能见度小于等于400米占此类雾总日数的78%，主导能见度在400-600米之间占此类雾总日数的0%，而主导能见度大于等于600米占此类雾总日数的22%。锋面雾二型雾天气以出现主导能见度小于等于400米的雾天气为主(图5)。且呈现出前一日降水量越大，及近地面空气层水汽含量越大，该型雾天气的主导能见度下降越低的特点。
2.4 辐射雾
辐射雾是晴朗少云夜间或清晨，由于地表面辐射降温，使近地面空气中的水汽达到饱和而形成的。当近地面层水汽充沛、气层比较稳地或有逆温层、微风有适度的垂直混合作用时，有利于形成辐射雾。昆明长水机场的辐射雾占雾总日数的14%，由图6可见，昆明长水机场的辐射雾主导能见度较低，对飞行安全影响较大。辐射雾型雾天气出现主导能见度小于等于400米占此类雾总日数的62%，主导能见度在400-600米之间占此类雾总日数的0%，而主导能见度大于等于600米占此类雾总日数的38%，辐射雾型大雾天气以出现主导能见度小于等于400米的雾天气为主(图6)。
前一日的降水是昆明长水机场形成辐射雾的主要水汽来源，统计表明长水机场发生辐射雾前一天有降水的占辐射雾总日数的88%。且呈现出前一日降水量越大，近地面空气层中水汽含量越大，辐射雾型雾天气的主导能见度下降越低的特点。在前期降水形式是降雪天气时，当机场附近形成明显积雪，降雪结束之后温度低于0℃，积雪没有融化，近地面层中水汽不够，降雪过后第一天早晨一般不会形成辐射雾。降雪过后第一天白天温度上升，温度高于0℃，积雪融化，近地面层中水汽增减，在第二日早晨造成形成辐射雾天气。
3 时序特征及与低云的关系
锋面雾一型和锋面二型的雾天气生成和消散时间没有明显的特点，且长水机场长时间大雾天气都属于这两种起雾形式，预报生成和消散难度比较大。由图7可见，锋面雾一型雾的主导能见度在12月-次年1月份的最低主导能见度数值最小，干季的其它月份最低主导能见度大于等于600米，且呈现最低主导能见度数值呈现逐年升高的特点。
云贵准静止锋随冷空气西进影响昆明长水机场形成锋面雾天气，其主要是因为低云形成后接地，形成雾天气。其中锋面雾一型和锋面雾二型雾天气其主导能见度变化与低云云量、低云云底高度密切相关，且低云变化超前与主导能见度变化1小时左右。由图8可见，当3-4量低云(天空总云量8份制，满天云时，总云量为8)的云底高度下降到120米以下，一般主导能见度下降到1000米以下，且呈现主导能见度数值随低云云量增多和低云云底高降低而降低，反之亦然的特点。低云的变化可作为主导能见度的临近预报的参考指标。
锋面雾三型和辐射雾的雾天气发生和消散的时间，一般发生在早上04：30-06：30时，消散于09：00-11：00时，呈现出发生越早，消散越晚的特点。
作者：赵瑞达 伍一 来源：科技创新与应用 2016年17期
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