1972-2021年贵州修文大雾天气变化特征.pdf

年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:基金项目:贵阳市气象局科研项目(编号:筑气科合YW 号);贵州省气象局科研业务登记项目(编号:黔气科登 号)作者简介:任浩(),男,助理工程师,主要从事气候变化研究.年年贵贵州州修修文文大大雾雾天天气气变变化化特特征征任 浩,罗 梅,袁海翔,奚 悦,任广红,陈梦圆(贵州省修文县气象局,贵州 修文 ;贵州省息烽县气象局,贵州 息烽 ;贵州省贵阳市气象局,贵州 贵阳 )摘要:基于 年日最小能见度和天气现象数据,利用线性趋势分析法和M a n n K e n d a l l趋势分析方法,分析了贵州修文雾日数的变化趋势.选用 年出现的 次大雾天气过程逐小时数据,分析了大雾天气发生时其他气象要素特征.结果表明:近 年来修文雾日数呈减增减趋势,气候倾向率为 d/a;在 年前后存在由少到多的突变.修文县大雾天气主要出现在夜间,生消快,出现时有气温下降、高相对湿度、低风速、主导风向为东北偏东风和偏东风等特点.关键词:雾;变化趋势;变化特征中图分类号:X 文献标识码:A文章编号:()V a r i a t i o nC h a r a c t e r i s t i c so fF o g i nX i u w e nC o u n t yo fG u i z h o uP r o v i n c eF r o m t o R e nH a o,L u oM e i,Y u a nH a i x i a n g,X iY u e,R e nG u a n g h o n g,C h e nM e n g y u a n(X i u w e nM e t e o r o l o g i c a lB u r e a u,X i u w e n,G u i z h o u ,C h i n a;X i f e n gM e t e o r o l o g i c a lB u r e a u,X i f e n g,G u i z h o u ,C h i n a;G u i y a n gM e t e o r o l o g i c a lB u r e a u,G u i y a n g,G u i z h o u ,C h i n a)A b s t r a c t:B a s e do n t h ed a i l ym i n i m u mv i s i b i l i t ya n dw e a t h e r p h e n o m e n o nd a t a f r o m t o ,t h e l i n e a r t r e n da n a l y s i sm e t h o da n dM a n n K e n d a l l t r e n da n a l y s i sm e t h o dw e r eu s e d t oa n a l y z e t h e t r e n do fX i u w e nf o gd a y s i nG u i z h o u T h eh o u r l yd a t ao f f o gw e a t h e rp r o c e s s e s f r o m t o w e r es e l e c t e dt oa n a l y z et h ec h a r a c t e r i s t i c so fo t h e rm e t e o r o l o g i c a lf a c t o r sw h e nf o gw e a t h e ro c c u r r e d T h er e s u l t ss h o w e dt h a t t h en u m b e ro f f o gd a y s i nX i u w e ns h o w e dad e c r e a s i n g i n c r e a s i n g d e c r e a s i n gt r e n d i nt h ep a s t y e a r s,a n d t h e c l i m a t e t e n d e n c y r a t ew a s d a y s/a T h e r ew a s am u t a t i o n f r o ml e s s t om o r ea r o u n d T h e f o gw e a t h e r i nX i u w e nm a i n l yo c c u r sa tn i g h t,w i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so f t e m p e r a t u r ed r o p,h i g hr e l a t i v eh u m i d i t y,l o w w i n ds p e e d,a n dd o m i n a n tw i n dd i r e c t i o no fn o r t h e a s te a s t e r l ya n de a s t e r l y K e yw o r d s:f o g;c h a n g e t r e n d;v a r i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s 引言随着经济高速发展,城市化进程不断加快,气候变化成为现阶段人们关注的重点问题之一.雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统,是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物.大雾天气作为一种常见的自然灾害,对农业生产、交通出行,甚至人们的身体健康均有一定程度的影响.研究指出,雾霾污染加剧显著降低我国经济发展质量,且随着时间的推移雾霾污染的负面效应越来越显著.了解大雾的气候特点,对于防止因大雾引起的灾害意义重大.目前,大雾天气研究多为对辐射雾的研究.崔庭等 分析了滇黔准静止锋锋面雾的成因及特点.年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期李子华等 指出:城市热岛不利于地面雾的形成,城市化的发展使城区温度明显升高,但雾日明显减少.刘小宁等 利用 年资料得出我国大部分地区雾日呈减少趋势,大雾分布呈现东南部多西北部少的特点.林建等 将我国雾日的年际变化分为先升后降型、波动型、上升型和下降型大类,指出我国华南地区雾日年际变化不大.罗喜平等 从形成辐射雾的个气象条件对贵州 次区域性辐射大雾进行分析.指出大雾天气发生时,:的小时数据地面气象要素有以下特征:h变温为 、相对湿度在 以上出现频率为 、静风出现频率为 .谢清霞等 研究了贵州辐射雾的时空变化特征及影响要素,指出修文县为能见度 k m辐射雾高频发生区.胡跃文等 对大雾天气个例的气象要素演变进行分析.本文利用近 年气象数据,研究修文县大雾天气变化趋势和特征,对比其他研究,找出差异,总结规律,为修文县防灾减灾、安全出行及修文县气象台预警预报工作提供参考.修文县位于贵州省中部,地处 N,E,境内海拔 m,平均海拔 m,气候属亚热带季风湿润区.修文县是黔中经济区和贵阳北部新区的重要节点城市,除西部边缘河谷切割较深外,相对高度多在 m以内,谷宽水浅,槽谷和洼地较多,属于较典型的喀斯特丘陵地形.资料及研究方法 资料说明选用修文县气象台 年日最小能见度数据,结合当日天气现象,有雾的记录且日最小能见度 k m即认为该日为一个雾日.选用修文县气象台 年小时数据共 次样本,分析大雾天气发生规律及大雾天气出现时次其他地面气象要素特征.采用气象统计常用的四季划分:春季(、月份)、夏季(、月份)、秋季(、月份)、冬季(、月份).研究方法 一元线性回归利用一元线性回归方程拟合出现雾日的年变化,计算气候倾向率,分析修文县 年雾日变化趋势,即:y ia x ib,i,n()式()中:i为年序列,a为回归系数,a 即为每 年的气候倾向率.若a,则说明随年份增长年雾日呈增加趋势;若a,则说明随年份增长年雾日呈减少趋势.b为常数项,可通过最小二乘法求取.M K突变检验M K突变检验是一种常用的分析气象数据时间序列趋势的方法,其不受个别异常值的干扰,能够客观反映时间序列趋势,目前被广泛用于气候参数和水文序列的分析中 .M K突变检验法可用来分析雾日数的变化趋势,判断趋势变化是否显著,并分析其突变特点.结果分析 雾日数年际变化统计 雾日数的年变化,分析变化特征和趋势.修文县 年平均雾日为 d,最大值为 d,出现在 年;最小值为d,出现在 年.因 年修文县气象局能见度由人工观测转为能见度观测仪自动观测,在自动观测下的年雾日数较人工观测显著增多.因此雾日年际变化的分析拆分为人工观测期间的 年,及自动观测期间的 年.对雾日数的年际变化做一元线性回归分析,如图所示,年雾日数呈增加趋势,气候倾向率为 d/a,并通过 的显著性检验.如图所示,年雾日数呈减少趋势,气候倾向率为 d/a,但未通过 的显著性检验.综合图图,修文县 年雾日数呈减增减趋势,气候倾向率为 d/a.与罗喜平等 的研究相比,修文县年平均雾日数较贵州省年平均雾日数偏少.修文县雾日数年际变化呈波动趋势,整体年际变化不大,与林建等 研究中的波动型相符合.图修文县 年雾日数变化任浩,等:年贵州修文大雾天气变化特征生态文明建设:自然与生态图修文县 年雾日数变化对修文县 年雾日数作MK检验(图),给定显著性水平 ,即U .年以前,年雾日数增降趋势波动,总体较为平稳.年,年雾日数呈减少趋势.年雾日数呈增长趋 势.其 中,、年U F且U F超出 显著水平线,说明这几年年雾日数增长趋势显著.U F与U B在 年前后出现交点,说明年雾日数在 年前后存在由少到多的突变.对比修文县气温的相关研究,得知修文县 年气温呈降升趋势,并且 年以来气温气候突变的现象越来越明显,推测修文县气温的变化与雾日变化存在正相关.图修文县 年雾日数MK检验 雾日数季节变化统计 年雾日数的季节分布和季节变化.如表所示,修文县大雾天气季节分布特征表修文县年和四季平均雾日数变化年份年平均春季夏季秋季冬季 平均值 为夏季、秋季较多,冬季、春季较少.四季多年平均雾日数为 d(春季),d(夏季),d(秋季),d(冬季).各季节雾日数均呈现不同程度的增加趋势,但都不显著,其中春季雾日数增加趋势较其他三季度最为明显.雾日数月变化利用 年多年逐月雾日数作修文县月平均雾日数分布统计(图).可知修文县大雾天气月分布较为均匀,最大月平均雾日数为 d,出现在月份;最小月平均雾日数为 d,出现在月份.与罗喜平等 的研究相比,修文县月雾日分布更为均匀,且没有冬半年较为集中的特点.表为修文县雾日数各月变化趋势统计,可以看出除、月份呈减少趋势外,其余月份均呈增加趋势,与年际变化的总体呈增加趋势相符.各月份气候倾向率为 d/a.其中,月份增加趋势最为明显,是修文县雾日数年际变化增加的主要贡献月份.图修文县雾日数月分布表修文县雾日数各月变化趋势月份 气候倾向率/(d/a)大雾天气发生规律选用 年出现的 次大雾天气过程逐小时数据,分析大雾天气发生规律.统计各时次大雾天气出现频次可知(图),修文县大雾天气主要出现在夜间,:几乎无大雾天气出现.这是因为夜间的辐射降温能为大雾天气提供更好的发生条件.与罗喜平等 的研究相比,修文县大雾天气类型多为辐射雾,受锋面雾的影响相对较小.这也导致了雾日分布的统计出现较为平均且没有在冬半年集中的情况.大雾天气出现最 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期多的时次为:,各出现 次,占总样本数的.综上可知,修文县大雾天气出现时次不固定,有着生消快、持续时间短的特点.图修文县 年大雾天气各时次出现频次统计大雾天气过程出现时温度和水汽条件.其中平均 h变温为 ,这是因为大多大雾天气出现在夜间,近地面空气辐射冷却降温,使空气中的水汽相态发生转变.从水汽条件来看,大雾天气出现时地面水汽趋于饱和,温度露点差基本在 以下,仅有一次为 ;相对湿度(图)普 遍 偏 大,平 均 相 对 湿 度 达 到 ,有 的样本相对湿度达到 以上.这说明一定程度的降温及高湿度的环境有利于修文县大雾天气的出现.图修文县 年大雾天气出现时不同相对湿度出现频次统计大雾天气过程出现时地面风场条件,由图可知,大雾天气出现时,风速在m/s,平均风速为 m/s.其中风速在m/s的区间出现频率最高,达到 .风速在m/s以上区间开始逐级递减,风速小于等于m/s的出现频率为 .图为大雾天气出现时风向频率玫瑰图,由图可知,东北偏东风和偏东风为大雾天气出现时的主导风向,出现频率分别为 和 .修文县大雾天气发生发展过程基本符合辐射雾发展特征,对比贵州地区其他大雾天气相关研究,修文县大雾天气出现时有着降温幅度偏小,水汽条件更好,风速偏大的特点.其中,高相对湿度是修文县大雾天气发生的主要影响因素.图修文县 年大雾天气出现时不同区间风速出现频次图修文县 年大雾天气出现时风向频率玫瑰图 结论()修文县年平均雾日数为 d,较贵州省年平均雾日数偏小.雾日年际变化不大,呈波动型,近 a数据呈减增减趋势.气候倾向率为 d/a.在人工观测的 年间总体呈增加趋势,增加趋势显著,并且在 年前后存在由少到多的突变.()修文县大雾天气季节分布特征为夏季、秋季较多,冬季、春季较少.各季节雾日数均呈现不同程度的增加趋势,但都不显著,其中春季增加趋势最为明显.()修文县大雾天气月分布较为均匀.月变化以增加趋势为主,除、月份呈减少趋势外,其余月份均 呈 增 加 趋 势,其 中,月 增 加 趋 势 最 为明显.()修文县大雾天气主要出现在夜间,:几乎无大雾天气的出现.高相对湿度是修文县大雾天气发生的主要影响因素.h变温达到、相对湿度达到 以上、风速小于 m/s、风向为东北偏东风到偏东风的气候条件更加有利于修文县大雾天气的生成.任浩,等:年贵州修文大雾天气变化特征生态文明建设:自然与生态参考文献:吴兑霾与雾的识别和资料分析处理J环境化学,()陈诗一,陈登科雾霾污染、政府治理与经济高质量发展J经济研究,():谢元博,陈娟,李巍雾霾重污染期间北京居民对高浓度PM 持续暴露的健康风险及其损害价值评估J环境科学,()靳芳亮,宋二潭雾霾的成因、危害和防护J河南科技,(X)李子华,黄建平,孙博阳,等辐射雾发展的爆发性特征J大气科学,()黄建平,朱诗武辐射雾的大气边界层特征J大气科学学报,():尹球辐射雾生消的数值研究D南京:南京大学,李子华,刘端阳,杨军辐射雾雾滴谱拓宽的微物理过程和宏观条件J大气科学,():黄玉生,李子华西双版纳地区冬季辐射雾的初步研究J气象学报,()崔庭,吴古会,赵玉金,等滇黔准静止锋锋面雾的结构及成因分析J干旱气象,()李子华中国近 年来雾的研究J气象学报,()刘小宁,张洪政,李庆祥,等我国大雾的气候特征及变化初步解释J应用气象学报,():林建,杨贵名,毛冬艳我国大雾的时空分布特征及其发生的环流形势J气候与环境研究,()罗喜平,周明飞,汪超,等贵州区域性辐射大雾特征与形成条件J气象科技,():谢清霞,唐延婧,庞庆兵,等贵州辐射雾的时空变化特征及其气象要素分析J气象与环境科学,()胡跃文,秦杰,苏静文,等 年贵州大雾时空分布及气象要素演变分析J气象,()罗梅,杨守禄,唐红祥,等 年贵州修文县气温和降水变化特征J水土保持研究,():胡琦,马雪晴,胡莉婷,等M a t l a b在气象专业教学中的应用 气象要素的M K检验突变分析J实验室研究与探索,()吴洪宝,吴蕾气候变率诊断和预测方法M北京:气象出版社,罗喜平,杨静,周成霞贵州省雾的气候特征研究J北京大学学报(自然科学版),()(上接第 页)农保选,黄玉源,刘驰基于R A P D分析的中国苏铁属部分种类亲缘关系探讨J广西植物,():,莫鹏 巧,黄 玉 源,钟 晓 青,等利 用 正 交 设 计 法 对 叉 叶 苏 铁I S S RP C R反应体系的优化研究J植物研究,N o 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