山地机场一次平流雾天气演变特征及成因分析_顾雨亭.pdf

文章编号：1674 2184(2023)01 0071 10山地机场一次平流雾天气演变特征及成因分析顾雨亭1,严小杰2,许东蓓2*,李典南3（1.浙江省三门县气象局,三门317100；2.成都信息工程大学大气科学学院,成都610225；3.贵州省气象台,贵阳550002）摘要：利用贵州省仁怀市茅台机场地面观测资料和 ERA5 逐时再分析等资料，对 2018 年 2 月 1415 日茅台机场一次大雾过程进行诊断分析。结果表明：本次大雾是一次典型平流雾天气过程，在北方“西高东低”的环流形势和南方南支槽东移的背景下发生。大雾前半段机场近地面主要受暖平流影响，后半段主要受弱冷平流影响，期间锋面过境对大雾有短暂清除作用；暖平流雾阶段，机场受来自孟加拉湾和南海水汽的影响，为平流雾的发生和维持创造了水汽条件；弱冷平流雾阶段，近地面有辐合中心，南来水汽与机场西北面赤水河谷水汽在此汇聚；大雾过程中，机场上空的逆温（或等温）层为冬季云贵准静止锋的锋区所在，它使得大气层结更加稳定，有利于大雾生成和维持；冷空气主体南下至贵州北部后，冷平流造成的低层下沉运动和水平扩散条件的改善是导致大雾最终消散的原因。关键词：山地机场；平流雾；演变特征；成因中图分类号：P426.4文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1674-2184.2023.01.009 引言引言雾是近地面层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体，它是由于近地面空气因冷却或水汽含量增加而达到饱和，水汽凝结或凝华而形成的1。当水平能见度1 km 时称为雾。平流雾是暖湿空气流经较冷的水面或陆面时，低层空气冷却降温，达到过饱和而凝结形成的雾。大雾天气的危害和影响主要表现在：对交通运输业的影响极大；连续数天浓雾导致空气湿度大，对供电系统会造成危害；大雾天气会导致或加重呼吸道疾病和心血管疾病等等。浓雾被称为影响经济和城市发展的灾害性天气之一2。航空气象领域所指的大雾天气，是当主导能见度1 km时，影响航班正常起降的天气现象3。大雾天气严重影响航班的起飞和降落，致使许多航班延误、返航或者改降，严重影响人们出行和飞行安全。姚学祥等1根据雾形成过程不同，将雾分为辐射雾、平流雾、混合雾。而 Gultepe 等4将雾分为辐射雾、高逆温雾、平流辐射雾、平流雾和蒸发雾。李芳等5研究表明，逆温层高度和厚度与雾的强度关系密切，弱冷暖平流有利于产生雾。吉延艳等6研究得到，贵州大雾空间分布极不均匀，具有非常明显的地域性特点，从贵州省大雾的时间分布来看，一天中的任何时间都可能出现雾，尤其 0209 时为大雾较高发时期。陈娟等7研究得到，贵州大雾大部分发生在冬季，表明雾的发生与贵州地区冬季长期处于静止锋锋后密切相关。崔庭等8研究了云贵准静止锋的一次锋面雾，发现云贵准静止锋是维持大雾的稳定层结条件，而中低层强劲的西南气流则是维持大雾的水汽条件。大雾预报一直是民航气象服务的难点。多年来，气象学者对大雾造成的低能见度天气进行了大量研究，但主要集中在北京、上海和广州等大型机场。王博妮等9对 2013 年 3 月江苏一次平流雾天气过程的雾区传播机制进行研究，认为冷锋过境后冷暖平流的相继效应是此次平流雾形成的基础。李萍等10研究了广东白云机场一次罕见浓雾的成因，提出流场变化、暖湿平流的终止也是雾消散的重要因素。黄继雄等11和陈露等12研究了首都机场大雾的气象特征，发现秋冬季节是首都机场大雾的高发期，对首都机场大雾的形成、维持和消散阶段的气候特征进行归纳和总结，并得出预报的重点。张恒德等13对华东一次大范围雾的诊断得出低层逆温构成了稳定性条件。岳炼等14对双流机场一次大雾天气进行分析，发现逆温层高度及厚度变化对整场演变过程起主导作用。茅台机场位于贵州省仁怀市境内，处于大娄山脉向赤水河谷过渡地带，其西南、北部、东北东部均有 收稿日期：2022 02 20资助项目：中国民用航空飞行学院科研基金项目（09005001）作者简介：顾雨亭，助理工程师，主要从事灾害性天气形成机理研究。E-mail：通讯作者：许东蓓，教授，主要从事天气动力学及灾害性天气形成机理研究。E-mail： 第 43 卷 第 1 期高原山地气象研究Vol.43 No.12023 年 3 月Plateau and Mountain Meteorology ResearchMar.2023较高山脉环绕，导致茅台机场地面风速较小。机场周边有许多水源地，长期水汽充沛，湿度条件很好。机场西面、西北面为赤水河，机场的北面、东北面为桐梓河，机场东面紧邻银水水库，机场南面有石板塘水库、茅坝沟水库等。沿茅台机场西北-东南向做一高程剖面（图 1），可以发现其周边的地形特点是：西北低，东南高。机场的西北面有一深谷地，且与机场跑道面相邻，该谷底内有赤水河流经，一旦该地以西北风为主导，容易将谷底的水汽带至机场跑道，形成小范围的上坡平流雾。茅台机场二次起雾也较为频繁，清晨当机场升温雾气散去，若风向改变转为西北风影响，山谷中未消散的雾气会被带到机场从而使机场能见度再次下降。可见特殊山地地形造成的平流雾天气值得进一步研究。据统计，茅台机场一年大雾天气近两百天，严重影响飞机正常起降并威胁航空安全，相关研究亟需加强，从而改善预报预警能力。但由于地形复杂且地面监测资料较缺乏等原因，严重阻碍了研究的深入开展。因 此，本 文 应 用 天 气 学 诊 断 方 法，对 2018 年 2 月1415 日茅台机场一次大雾过程进行综合分析，从实况演变、高低空环流形势、水汽来源、温度平流、层结结构及垂直运动等方面，探讨本次大雾的特征及其生消原因，总结茅台机场平流雾气象条件，以期为平流雾天气下航班安全起降的气象保障工作提供科技支撑。11资料和方法资料和方法研究资料包括：2018 年 2 月 1315 日茅台机场地面观测资料，时间分辨率为 min，要素为气温、气压、湿度、风、跑道视程（Runway Visual Range，RVR）、降雨量等；欧洲中期天气预报中心第 5 代再分析资料（ERA5），空间分辨率为 0.250.25，时间分辨率为 1 h，要素为气温、位势高度、风场、相对湿度、散度、垂直速度等。水汽通量含义是在单位时间内流经某一单位面积的水汽质量，是表示水汽输送强度的物理量。根据其定义，若截取面积的高为 1 hPa，底边长为 1 cm，并考虑水汽输送的方向，则水平水汽通量的表达式如下：A=1gq V（1）Vgcm1hPa1s1式中：q 为比湿（单位：g/kg），为风速（单位：m/s），A为水汽通量（单位：），风的方向即为水汽输送的方向15。逆温强度定义为每上升 100 m 的温度增加值，其表达式如下：I=TH100=T2T1H2H1100（2）式中：H1和 H2分别为逆温层的底高和顶高（单位：m），T1和 T2分别为逆温层底部和顶部的温度（单位：），I 为逆温强度（单位：/100 m）。22天气实况和环流背景天气实况和环流背景2.1平流雾天气实况2.1.1RVR 特征2018 年 2 月 1415 日茅台机场发生了一场持续时间较长、强度较大的大雾过程。如图 2a 所示，14日 03:27（北京时，下同），RVR 降至 550 m 以下，最低达到 125 m；14 日傍晚前后，能见度相对好转，随后又迅速下降；直到 15 日 11 时，RVR 才稳定在最大值。大雾天气共持续约 30 h，以 14 日傍晚前后能见度短时间好转为界，把本次大雾过程分为前半段和后半段。由图 2b 可知，2 月 14 日 03:22 温度露点差降为零，并且持续到本次平流雾天气结束。由此可见，大雾过程中地面水汽始终处于饱和状态，温露差对大雾的形成和消散有一定的指示意义16。由于地面气压场弱导致大气水平扩散能力差17，气压演变曲线表明，本次大雾维持期间地面气压场较弱，随着机场地面气压不断升高，本次平流雾过程结束。2.1.2风场特征由于茅台机场周围山地地形的影响，风场的改变对机场平流雾的影响较为重要。由图 3a 可知，2018年 2 月 13 日 1218 时，茅台机场地面风向为西南风，16001200800高程(m)400003691215182124273033采样长度(km)图 1 茅台机场高程剖面（五角星为茅台机场所在地）72高原山地气象研究第 43 卷18 时之后转为东南风，期间风速稳定介于 24 m/s。14 日 02 时左右，地面风速减小到零，能见度迅速降低，06 时机场地面风速增加，风向转至西北风，之后该地主要为稳定的西北风向，风速维持在 13 m/s。15 日 00 时地面风速增大至 56 m/s，并维持了约 6 h，15 日 06 时后风速开始减小。15 日 0006时，风速较大，不利于水汽的聚集，但能见度还是最低值，这时风速不再是决定能见度变化的主要因素。由图 3b 可知，2018 年 2 月 13 日 12 时起，茅台机场近地面（850 hPa）为东南风，东南风向一直维持到14 日 14 时，之后开始转为东北风，15 日凌晨至 12 时近地面一直为西北风控制，风速从 15 日 0612 时逐渐减小，反映偏北风减弱。风向的转变反映出茅台机场近地面冷暖平流的转变，前期茅台机场近地面受偏南暖湿气流影响，后期受弱西北气流影响，这也表明整个大雾过程中可能伴随着一次锋面过境。弱冷平流刚入境造成扩散条件的转变也给本次大雾过程带来一次短暂清除作用。本次大雾过程 700 hPa 以上为一致的偏西风，高空环流较平直，符合典型大雾天气的高空形势特点。2.1.3降水特征本次大雾过程中，2 月 15 日 00:2007:30 出现了小雨天气，累计降雨量共 4.8 mm。其中，在 0103 时降水较大（图 4）。本次降水过程为弱冷空气过境造成的降水过程，雨量虽然不大，但对维持近地面相对湿度做出了一定的贡献。1.21.00.80.6雨量(mm)0.40.2000012/15010202030304北京时0405050606070708 图 4 2018 年 2 月 15 日 0008 时茅台机场雨量逐时变化 2.2高低空环流形势14 日 02 时，暖平流雾发生前，500 hPa 我国北方整体形势为西高东低，新疆西部有短波槽东移，青藏高原以南有南支槽正在加深东移，茅台机场位于南支槽前部弱高压脊控制下，环流较为平直，天气形势稳定。700 hPa，茅台机场位于高压脊后部西南偏西气流中，其北部等温线密集，风斜穿等温线从高温吹向低温，形成暖平流。850 hPa，我国东部沿海有一反气旋，茅台机场位于反气旋后部偏南暖湿气流中，受 500 hPa南支槽前正涡度平流影响，茅台机场附近气流开始出现气旋式弯曲（图略）。14 日 08 时，暖平流雾维持期，700 hPa 冷空气前锋已经到达甘肃南部，茅台机场仍受偏西弱暖平流影响（图 5a）。850 hPa，茅台机场仍位于偏南暖湿气流中，从广西至贵州的南风风速辐合有所加强（图 5b）。由于暖平流维持，此时茅台机场 RVR 维持在最低值。14 日 1720 时为冷暖平流雾过渡期。500 hPa 新疆中部的短波槽东移至新疆东部，高度槽减弱，但温 2500(a)(b)10221020101810161014气压(hPa)10121010100810061004100220001500RVR(m)10005000022/142/15北京时04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 00 02 04 06 08 10 1210PT-TdT86T()420122/132/142/15北京时15 18 21 00 03 06 09 12 15 18 21 0006120309 图 2 2018 年 2 月 1315 日茅台机场 RVR（a）及气压、温度、温度露点差（b）逐时变化特征 360864风速(m/s)20(a)(b)风向风速270180风向()900300200150500400气压(hPa)700600900北京时12 08 04 00 20 16 12 08 04 00 20 16 12850122/132/14北京时2/152/152/142/1315 18 21 00 03 06 09 12 15 18 21 00 03 06 09 12 图 3 2018 年 2 月 13 日 12 时15 日 12 时茅台机场（106.436E、27.962N）地面风场时间演变（a）及风场的时间-高度剖面（b）第 1 期顾雨亭，等：山地机场一次平流雾天气演变特征及成因分析73度槽依然较明显（图 6a）。700 hPa 冷空气前锋已经到达四川盆地中部，并形成一条东西向切变线，茅台机场位于切变线南侧的西南偏西气流中，但暖平流逐渐减弱（图 6b）。850 hPa 暖平流逐渐减弱，茅台机场附近气流气旋式曲率进一步加强，有辐合中心形成，四川与贵州交界处等温线逐渐密集（图 6c）。此时茅台机场位于辐合中心附近，上升运动较强，机场 RVR 波动较大。15 日 02 时冷平流雾维持期，500 hPa 新疆东部的短波槽汇入长波槽后西北气流中，槽后偏北气流引导 38N(a)(b)36343230282624222094 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116118E38N36343230282624222094 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116118E 图 5 2018 年 2 月 14 日 08 时 700 hPa（a）和 850 hPa（b）天气形势 60N55(a)5045403530252065707580859095 100 105 110 115 120 125 130135E38N36(b)343230282624202294 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114116118E38N36(c)343230282624202294 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116118E 图 6 2018 年 2 月 14 日 17 时 500 hPa（a）、700 hPa（b）和 850 hPa（c）天气形势74高原山地气象研究第 43 卷低层冷空气从河西走廊南下，南支槽继续加深东移，其对地面的减压作用也进一步加强（图 7a）。700 hPa，冷空气前锋位于四川盆地中部，盆地内已有低涡切变生成。茅台机场仍位于低涡切变南侧西南偏西气流中（图 7b）。850 hPa，由于高空槽槽前减压作用的进一加强，辐合中心已南压至贵州中部，茅台机场受偏北气流影响，上空有弱的锋区（图 7c），此时冷平流主导的大雾仍然维持。综上所述，本次平流雾过程是在北方西高东低、南方南支槽东移的环流背景下发生的，可以分为两个阶段。大雾前半段，茅台机场上空为较平直的偏西气流，地面为弱气压场，机场受低空暖湿平流影响出现暖平流雾。大雾后半段，南支槽前正涡度平流造成的低层负变压中心南压，茅台机场逐渐位于锋后，出现弱冷平流主导的大雾。随着冷空气的进一步南下，锋区南压至贵州中南部，茅台机场位于高压中心南侧，气压逐渐升高，本次大雾过程结束。33平流雾成因分析平流雾成因分析3.1温度平流13 日 20 时，贵州南部近地面主要受暖平流控制，茅台机场上空有弱的小股暖平流（图略）。14 日 02 时，800 hPa 暖平流范围变大且强度增强，贵州大部受暖平流控制（图 8a），茅台机场能见度恶化。08 时，800 hPa贵州大部仍受暖平流控制，强度较上一时次增强，且暖中心北抬至贵州北部（图 8b），此时机场 RVR 维持在 200 m 上下；20 时，800 hPa 川渝地区受弱冷平流控制，贵州南部仍受暖平流控制（图 8c）。15 日 02 时，800 hPa 冷暖平流交界位于贵州中部（图 8d），此时机场 RVR 维持在 200 m 上下；0814 时，800 hPa 仅贵州南部地区存在暖平流，贵州中北部无明显温度平流，茅台机场也无明显温度平流（图略）。由此可见，本次大雾过程可分为两个阶段，前半段大雾近地面主要由暖平流主导，后半段大雾过程主要由弱冷平流加雨雾主导。低空弱冷平流入侵导致气温下降，相对湿度增大，大雾得到发展18。3.2水汽成因3.2.1水汽水平分布特征水汽条件是能否形成雾的核心条件，雾中的水汽可以来自当地空气中的水分，也可以通过风的平流将外界湿空气输送到雾区1。14 日暖平流雾发生前和暖平流雾维持期，850 hPa 从南海和孟加拉湾至云贵 60N55(a)5045403530252065707580859095 100 105 110 115 120 125 130135E38N36(b)343230282624202294 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116118E38N36(c)343230282624202294 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116118E 图 7 同图 6，但为 2018 年 2 月 15 日 02 时第 1 期顾雨亭，等：山地机场一次平流雾天气演变特征及成因分析75高原一直为偏南风主导，茅台机场近地面为水汽通量正值区，并达到 5 gcm1hPa1s1（图 9a）。14 日 02 时，贵州大部近地面相对湿度超过 90%，茅台机场相对湿度也达到 90%以上（图略），机场 RVR值开始下降；08 时，贵州大部近地面相对湿度大于 95%，茅台机场及周边相对湿度达到 99%以上接近饱和（图 9b）。由 15 日 02 时低层水汽通量（图 10）可以看出，冷平流雾阶段，茅台机场水汽输送由两条路径。一条为由孟加拉湾北上的西南气流，受辐合作用的影响为大雾的形成创造了水汽条件；另一条路径的水汽通量相对较弱，为偏北风对机场西侧至西北侧的赤水河谷水汽输送。3.2.2水汽垂直分布特征整个大雾过程中，茅台机场近地面有较好的湿度条件，比湿总体维持在 5.5 g/kg 以上，最高达到 6.5 g/kg（图 11a）。800 hPa 以下相对湿度接近 100%，而 800 hPa以上相对湿度迅速减小，700 hPa 以上相对湿度一般小于 30%（图 11b）。由此可知，大雾过程的湿层很浅薄，这一点与强降水过程有明显差异，“上干下湿”的结构有利于大雾的产生。2 月 14 日 02 时起，茅台机场地面（875 hPa）相对湿度逐渐增大，机场能见度开始波动下降，04 时起机场 RVR 稳定在 500 m 以下，最低至 125 m。14 日傍晚至前半夜，由于弱冷空气入境，地面风速增大，茅台机场能见度有所好转，近地面相对湿度有所减弱，达到 80%以下。后期近地面由偏北气流主导，并且锋面过境带来一次弱降水过程，前期山谷中未消散的部分雾气被带到机场，14 日 22 时地面相对湿度又逐渐增大接近 100%，直至 15 日 10时相对湿度才逐渐减小，机场 RVR 在该段时间稳定在 200 m 上下。通过对比比湿和相对湿度时间剖面（图 11）还发现，15 日 04 时起，比湿开始下降，但由于冷平流入侵导致温度下降，近地面相对湿度增大，大雾仍维持。本次过程，地面相对湿度变化与机场能见度变化有较好的对应关系，两段相对湿度大值区正好对应大雾的两个阶段。3.2.3降水对水汽条件的影响15 日 00:20，茅台机场开始出现一次弱降水过程，本次降水为锋面过境造成。弱降水一定程度维持了弱冷平流期间大的相对湿度，平流雾与雨雾的混合使得大雾仍然稳定维持。14 日 22 时，850 hPa 贵阳至遵义一带为水汽通量 30.5N30.029.529.028.528.027.527.026.526.025.525.024.5103104105106107108109110432101264567(a)111E30.5N30.029.529.028.528.027.527.026.526.025.525.024.510310410510610710810911010864202468(b)111E30.5N30.029.529.028.528.027.527.026.526.025.525.024.51031041051061071081091104220468101214(c)111E30.5N30.029.529.028.528.027.527.026.526.025.525.024.51031041051061071081091103210123456(d)111E 105Ks1图 8 2018 年 2 月 14 日 02 时（a）、08 时（b）、20 时（c）和 15 日 02 时（d）800 hPa 温度平流（单位：)空间分布76高原山地气象研究第 43 卷辐合区，辐合中心位于贵阳，茅台机场位于辐合区北侧，此时还未降水。15 日 02 时，850 hPa 贵阳和遵义各有一水汽通量辐合中心，茅台机场近地面水汽辐合条件较好，该时段茅台机场能见度极差，此时降雨量较大，近地面湿度条件极好，大雾一直稳定维持。15日 08 时，850 hPa 贵阳一带水汽通量辐合中心面积减小，此时茅台机场处在水汽通量散度零线上，弱降水过程已经结束（图略）。低层持续水汽的辐合，有利于雾伴随毛毛雨现象，在低层逆温条件下，雨滴下降过程中被部分蒸发，在近地层较冷条件下再次凝结成雾19，从而出现了雨雾和平流雾共存的现象。3.3大气层结特征逆温层是生成大雾的重要条件之一，逆温阻止垂直方向对流发展，将水汽和凝结核聚集在逆温层下方20。逆温的出现可以阻止垂直湍流的发展将上部干燥空气卷入雾顶部并导致雾层变薄而消散，减少了边界层大气与其上层大气之间的物质和能量交换21。由图 12 可以看出，整场平流雾过程中一直存在逆温或等温层，加大了层结稳定度，有利于大雾生成和维持。暖平流雾阶段，800700 hPa 左右逆温较强（图12a），逆温层底距地 675 m，逆温厚度为 885 m，逆温强度为0.96/100 m。弱冷平流雾阶段，低层均为等温层，与茅台机场上空弱锋区对应（图12b），逆温层底距地930 m，逆温厚度为 620 m，逆温强度为 0.63/100 m。本次大雾过程逆温层较厚，为单层逆温，且暖平流雾期间逆温强度略大于冷平流雾阶段。每年 2 月是云贵准静止锋活动的主要时段，通过分析温度随时间变化剖面可知，本次大雾过程中茅台机场上空的逆温层为云贵 32N(a)3130292827262524232221209810010210410610811010112 114E32N(b)311312111098765432199959080703010302928272625242322212098100102104106108110112 114E 图 9 2018 年 2 月 14 日（a）02 时 850 hPa 水汽通量（单位：gcm1hPa1s1）、（b）08 时 850 hPa 风场（风向杆）和相对湿度空间分布（填色，单位：%）32N31302928272625242322212098100102104106108110112123456789101112131410114E 图 10 2018 年 2 月 15 日 02 时 850 hPa 水汽通量空间分布（单位：gcm1hPa1s1）150(a)(b)200300400500气压(hPa)气压(hPa)6007008508752/152/142/130.5 1.010 30 70 80 90 95 991.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.516 12 08 04 00 20 16 12 08 04 00 20 16 121502003004005006007008508752/152/142/1316 12 08 04 00 20 16 12 08 04 00 20 16 12 图 11 2018 年 2 月 13 日 12 时15 日 16 时茅台机场（106.436E、27.962N）比湿（a.填色，单位：g/kg）、相对湿度及风场（b.风向杆表示风场，填色表示相对湿度，单位：%）时间-高度剖面第 1 期顾雨亭，等：山地机场一次平流雾天气演变特征及成因分析77准静止锋的锋区所在。在大雾的第一个阶段，机场处于锋区前沿，受锋前暖平流影响，逆温层表现特征为距离地面高度很低，约为几百米。随着冷空气南压，地面锋线也南压，机场上空的逆温层高度逐渐抬升。弱冷空气主体南下至贵州北部后，机场上空逆温层结逐渐减弱消失。综上所述，逆温层的稳定存在和近地面湿度长时间偏高对大雾持续时间有重要的影响。3.4动力条件对平流雾生消影响14 日 02 时，850 hPa 贵州东北部由于高空槽前低层减压作用，有辐合区，此时 RVR 较高，大雾暂未发生。08 时 850 hPa 散度接近于零，此时为暖平流雾维持期（图略）。1720 时，850 hPa 四川南部至贵州北部有辐散区向南移动，表明低层有冷空气正在南移，茅台机场散度接近于零，此时处于冷暖平流过渡期（图略）。15 日 02 时，850 hPa 位于低空辐合中心附近，辐合增强，有小雨产生(图 13)，弱冷平流主导的大雾继续维持。15 日 11 时，850 hPa 除贵州南部外，贵州大部都转为弱辐散区，表明 850 hPa 冷空气已经影响贵州大部，茅台机场已受弱冷空气深度影响，大雾消散。由图 14 可以看出，在暖平流造成的大雾阶段（14日 0317 时），低层（地面650 hPa）气流垂直运动较弱，中层（650450 hPa）气流弱下沉运动，有利于暖平流雾的维持；弱冷平流主导下的大雾阶段（14 日 21 时15日 08 时），低层（地面650 hPa）气流上升运动，有利于水汽汇集和弱降水的发生，中层气流（650450 hPa）的下沉运动有利于稳定层结的维持，两者配置有利于冷平流主导的大雾的生成和维持。由于下沉气流触地有利于能见度好转22，弱冷空气主体南下至贵州北部后，冷平流造成的低层（850750 hPa）下沉运动是造成冷平流主导的大雾消散的原因。150200300400500气压(hPa)6007008502/152/142/1312080400201612080400201612 图 14 2018 年 2 月 13 日 12 时15 日 12 时茅台机场（106.436E、27.962N）垂直速度的时间-高度剖面（单位：Pa/s）44结论与讨论结论与讨论本文对 2018 年 2 月 1415 日茅台机场一次大雾 200(a)2503003504004505005506006507007508008506050403020气温()1001020200(b)250300350400450500550600650700750800850605550454035302025气温()10515051015气压(hPa)气压(hPa)图 12 2018 年 2 月 14 日 08 时（a）、15 日 02 时（b）茅台机场温度探空 32N3130292827262524102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112E 105s1图 13 2018 年 2 月 15 日 02 时 850 hPa 散度场（单位：）78高原山地气象研究第 43 卷过程进行诊断分析，从实况演变、高低空环流形势、水汽来源、温度平流、层结结构及垂直运动等方面，探讨本次大雾的特征及其生消原因，得到如下主要结论：（1）本次大雾是一次典型平流雾天气过程，前段平流雾中，茅台机场上空为较平直的偏西气流，地面为弱气压场，机场受低空暖湿平流影响出现暖平流雾；后段平流雾中，南支槽逐渐加深并东移，槽前正涡度平流造成的低压中心逐渐南压，机场转受弱冷平流影响；随着冷空气的进一步南下，锋区南压至贵州中南部，机场位于高压中心南侧，气压逐渐升高，本次过程结束。（2）暖平流雾阶段，机场受孟加拉湾和南海水汽的影响，为整场平流雾的发生、维持创造了很好的水汽条件；冷平流雾阶段，水汽主要来自于辐合中心南部，小部分来自机场西北面赤水河谷，期间弱冷空气带来一次小雨过程。（3）过程期间，逆温（或等温）层一直存在，层结很稳定，有利于大雾生成和维持。机场上空的逆温（或等温）层为冬季云贵准静止锋的锋区所在。暖平流雾阶段，800700 hPa 逆温较强，逆温层基本从地面开始出现，机场处于锋区前沿并受锋前暖平流影响。冷平流雾阶段，机场上空逆温（或等温）层逐渐抬升，说明随着冷空气南压地面锋线也南压，茅台机场已位于锋后。（4）中低层的散度场配置与气旋性辐合中心相吻合。机场上空低层气流弱上升运动有利于水汽汇集和弱降水的发生；低层气流弱下沉，中层气流上升有利于雾的消散。冷空气主体南下至贵州北部后，冷平流造成的低层下沉运动和水平扩散条件的改善是大雾最终消散的原因。本文仅初步分析了茅台机场大雾形成的机理，对地形造成的上坡冷却作用探讨不足，也没有将辐射冷却作用作为主要研究对象等，这些不足之处有待在下一步工作中深入分析。参考文献 姚学祥.天气预报技术与方法M.北京:气象出版社,2011:162 170 1 李子华,杨军,石春娥,等.地区性浓雾物理M.北京:气象出版社,2008:1 6 2 刘冀彦,徐恩东,林洁.禄口机场近十年大雾天气过程生消要素特征分析J.中国民航飞行学院学报,2021，31（1）：25 31 3 Gultepe I,Tardif R,Michaelides S C,et al.Fog research:A reviewof past achievements and future perspectivesJ.Pure and AppliedGeophysics,2007，164（6/7）：1121 1159 4 李芳,李永果,郭卫华,等.鲁西南一次春季大雾天气特征分析及探讨J.中国农学通报,2014，30（5）：268 271 5 吉延艳,彭芳,裴兴云,等.贵州高速公路大雾预报预警技术M.北京:气象出版社,2020:4 34 6 陈娟,罗宇翔,郑小波.近50年贵州雾的时空分布及变化J.高原山地气象研究,2013，33（20）：46 50 7 崔庭,吴古会,岑启林,等.滇黔准静止锋一次锋面雾的成因分析J.贵州气象,2010，4（34）：32 33 8 王博妮,张雪蓉,贌梅娟,等.一次平流雾的形成和传播特征研究J.气象,2019，45（3）：395 406 9 李萍,刘峰.广州白云机场一次罕见浓雾的成因J.广东气象,2010，32（1）：22 24 10 黄继雄,窦利军.首都机场平流雾特征分析与预报J.气象科技,2013，39（1）：50 55 11 陈露,顾雷.首都机场雾过程的气候特征分析J.气候与环境研究,2008，13（6）：783 790 12 张恒德,饶晓琴,乔林.一次华东地区大范围持续雾过程的诊断分析J.高原气象,2011，30（5）：1255 1265 13 岳炼,段炼.双流机场一次低能见度天气过程分析J.高原山地气象研究,2020，40（3）：66 72 14 尚可政,程一帆,李旭,等.天气诊断分析与数值预报产品释用M.北京:气象出版社,2016:83 85 15 杨琦堡,吴福浪,曹文,等.宁波机场一次春季大雾天气过程诊断分析J.中国民航飞行学院学报,2021，32（2）：47 51 16 孙兴池,韩永清,李静,等.垂直运动对雾-霾及空气污染过程的影响分析J.高原气象,2017，36（4）：1106 1114 17 阎琦,李爽,滕方达,等.年辽宁地区两次大雾天气成因分析J.气象与环境学报,2020，36（6）：91 97 18 吴彬贵,张宏升,汪靖,等.一次持续性浓雾天气过程的水汽输送及逆温特征分析J.高原气象,2009，28（2）：258 267 19 王博妮,张雪蓉,孙明,等.江苏地区雨雾天气特征及成因研究J.气象与环境学报,2020，36（1）：58 66 20 许爱华,陈翔,肖安,等.江西省区域性平流雾气象要素特征分析及预报思路J.气象,2016，42（3）：372 381 21 郭英莲,王继竹,刘希文.武汉地区连续两次严重雾霾天气成因分析J.高原气象,2017，33（5）：1411 1420 22 EvolutionCharacteristicsandCauseAnalysisofanAdvectionFogatMountainAirportGU Yuting1,YAN Xiaojie2,XU Dongbei2*,LI Diannan3(1.Sanmen Meteorogical Service,Sanmen 317100,China;2.College of Atmospheric Sciences,Chengdu University of InformationTechnology,Chengdu 610225,China;3.Guizhou Meteorogical Observatory,Guiyang 550002,China)第 1 期顾雨亭，等：山地机场一次平流雾天气演变特征及成因分析79Abstract：Based on the ground observation data and ERA5(0.250.25)hourly reanalysis data of Maotai Airport in Renhuai,Guizhou,the synoptic and diagnostic were used to comprehensively analyze the fog process at Maotai Airport from February 14 to 15,2018.The results show that the fog was an typical advection fog.In the first half of the fog,the near-ground of the airport was mainly af-fected by warm advection,and in the second half,it was mainly affected by weak cold advection.The frontal transit had a temporary clear-ing effect on the fog.The whole process took place under the background of the pattern of higher in the west and lower in the east and theeastward movement of the southern branch trough.In the warm advection fog stage,the airport was influenced by the water vapor from theBay of Bengal and the South China Sea,which created the water vapor conditions for the occurrence and maintenance of advection fog.Inthe weak cold advection fog stage,there was a convergence center near the ground,and the water vapor from the south converged with wa-ter vapor from Chishui River Valley to the northwest of the airport.The temperature inversion(or isothermal)layer over the airport in thefog process was the fro